Способ измерения уровня раздела двух сред с различной плотностью

 

О П И С А Н И Е (»; 553343

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

АВТОРСКОМУ СВИД1 ТЕЛЬС7ВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27 06.74 (21) 2039486/10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.04.77, Бтоллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 04.07.77 (611 М. Кл.i E 21 В 47/04

G 01 F 23/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изооретений н открытий (53) УДК 622.241.6. .681.128.5 (088.8) (723 Авторы изобретения К-П. Чепурнов, П.Ф. Пузырев, А.В. Колосов и Г.М. Саркисов

Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов "ВНИИПромгаз" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАЗДЕЛА

ДВУХ СРЕД С РАЗЛИЧНОЙ ПЛО ЮНОСТЬЮ

Изобретение относится к области сооружения камер подземных хранилищ газа и нефтепродуктов в соляных отложениях и может быть использовано для определения уровня раздела двух сред с различными плотностями.

Известен способ периодического контроля положения уровня рассол-нерастворитель в камере подземной емкости при помощи плотностного каротажа, для проведения которого необходимо приостановить процесс выщелачивания соли, произвести демонтаж оголовки скважины.

Известен также дистанционный электроконтактный способ, по которому в межтрубное пространство рабочей колонны емкости опускается перфорированная труба, внутри которой перемещается электроконтактный щуп.

О положении уровня судят по длине находящегося в скважине кабеля в момент замыкания электрической цепи. Однако отмечаются большие габариты наземной установки прибора, кристаллизация соли и оседание парафина на щупе.

Известен также пьезометрический способ измерения уровня раздела двух жидкостей различной плотности. В межтрубье опускают пьезометрическую трубку, с помощью которой измеряют перепад давлений столбов двух жидкостей (нерастворителя и рассола) на оголовке скважины. По перепацу давлений, зная плотности рассола и нерастворителя, судят о положении контакта рассол-нерастворитель б относительно конца пьезометрической трубки. Недостатком этого способа являются большие погрешности определения положения уровня рассол-нерастворитель в подземных емкостях, которые связаны с неизвестными изменениями плотнос10 тей по глубине скважины, что ограничивает диапазон использования способа лишь для камер мелкого залегания.

Цель изобретения — повышение точности изме15 рения при больших глубинах заложения подземных емкостей. Для этого предварительно изменяют площадь проходного сечения скважины на фиксированных интервалах глубин вблизи размываемой емкости, принудительно перемещают границу раздела

20 сред, вводя ее в зону измененного диаметра скважины, регистрируют моменты измерения перепада давления, соответствующие точкам перегиба на кривой перепада давлений и измеряют удельное приращение перепада давления,по которому опре25 деляют искомый уровень раздела сред.

553343

10 р Хн)

AX(3 — р ) Р. в т емкости выразится:

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ.

При сооружении подземной емкости по высоте пробуренной скважины на фиксированных интервалах расширителем увеличивают ее диаметр, примерно в два раза, создавая так называемые реперврубы 1. Для контроля за изменением давления нерастворителя на оголовке скважины устанавливают измерительную установку, состоящую из дифманометра 2, переключающих вентилей 3, сосудов памяти 4 и 5, автоматического клапана 6 и регистрирующего самописца 7. Моменту включения насоса 8, подающего нерастворитель в скважину, предшествуют подготовительные операции на измерительной установке, которые заключаются в настройке автоматического клапана 6 на порог срабатывания ниже верхнего предела измерения дифманометра2. При этом в исходном состоянии этот клапан закрыт, а перед пуском его принудительно открывают для выравнивания давления в сосудах памяти 4 и 5.

Насосом 8 начинают нагнетать в скважину нерастворитель, вытесняя рассол из межтрубья, при этом в верхней части межтрубья возникает давление, пропорциональное высоте столба нерастворителя и объему закачиваемого нерастворителя.

Изменение высоты столба нерастворителя пропорционально объему закачиваемого нерастворителя

v 4Nt (5 - 5 ) gg(1) — ?) ) к т к где N — производительность насоса;

t — время работы насоса;

О, — внутренний диаметр обсадной колонны (2);

От — внешний диаметр рабочей колонны (1);

$к — площадь сечения обсадной колонны;

$т — площадь сечения рабочей колонны.

Соответственно величина давления на оголовке где 7р — плотность рассола;

7н — плотность неРаствоРителЯ; и если 7 — ) н

=coast zo P = A,.t, .+N(YT TH) где А = (11

К с т.е. зависимость P от t линейна, а наклон прямой к оси определяется величиной коэффициента А .

В соответствии с этой зависимостью пропорционально времени работы насоса растет давление на оголовке емкости, возрастает и перепад давления, регистрируемый дифманометром 2, так как в минусовом его плече давление остается постоянным (сосуд памяти 4 отключен от линии нерастворителя

3S

45 перекрытием вентиля 3 и давление в нем соответствует давлению в линии нерастворителя в момент принудительного открытия клапана 6, т.е. в момент, предшествующий пуску насоса), а в плюсовом плече растет указанным выше образом, т.е. на диаграммной ленте самописца 7 фиксируется пилообразная кривая с пологим нарастанием перепаца по закону, близкому к линейному. При переходе границы раздела нерастворитель-рассол в репервруб коэффициент А меняет свою величину, так как диаметр репер-вруба Ор.в. больше диаметра колонны Ок и величина коэффициента А становится

Соответственно изменяется угол наклона зависимости, и на кривой появляется точка перегиба .

Таким образом, по точке перегиба на кривой перепада давлений легко установить момент перехода уровня рассол- нерастворитель из колонны в репервруб, отметка глубины которого известна по условиям бурения скважины.

Принудительное перемещение границы раздела нерастворитель-рассол осуществляется подачей насосом 8 нерастворителя из баластной емкости 9 в скважину. При продолжении подачи нерастворителя при пересечении нижней границы репер-вруба на кривой появляется вторая точка перегиба. Поскольку число репер-врубов известно (оно задано конструкцией скважины), то по числу зарегистриро. ванных на диаграммной ленте репер-врубов определяют, когда контакт рассол-нерастворитель располагается ниже последнего или заданного регламентом репер-вруба. Наличие на кривой перепада давлений двух точек перегиба при известных параметрах репер-вруба позволяет определить среднеинтегральный прирост давления в линии нерастворителя на оголовке емкости при изменении на единицу высоты уровня контакта рассол-нерастворитель в емкости и позволяет определить искомый уровень раздела сред.

Формула изобретения

Способ измерения уровня раздела двух сред с различной плотностью, например жидкости и газа, в процессе сооружения подземных емкостей посредством выщелачивания, основанный на измерении разности давлений между линиями нерастворителя и рассола на оголовке скважины, отличающийсяя тем, что, с целью повышения точности измерения при больших глубинах заложения подземных емкостей, предварительно изменяют площадь проходного сечения скважины на фиксирован553343

Составитель В Башлавин

Техред С. Беда

Редактор О Филиппова коРРектоР И. Гоксич

Заказ 185/38

Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных интервалах глубин вблизи размываемой емкости, принудительно перемещают положение границы раздела сред, вводя ее в зону измененного диаметра скважины, регистрируют моменты изменения пере6 лада давления, соответствующие точкам перегиба на кривой перепада давлений, и измеряют удельное приращение перепада давления, по которому определяют искомый уровень раздела сред.