Способ определения профиля притока флюида

 

Союз Советскнк

Соцнапнстнческнк

Республик

0 П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТИ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено 28.03.80(21) 2925238/22-03 с присоединением заявки,%(23) Приоритет

Опубликовано15.02.82, Бюллетень М б

Дата опубликования описания 15.02.82 (5l)M. Кл, Е 21 В 47/10

5Ъсудвр CTSNNbll KbMNTOT

СССР

No аелам изавретсккк и еткрыткй (53) УЙК 622,241 (088,8) (72) Авторы изобретения

М.И.Багринцев, В.М.Беляев, А.И.Бессудное и А.Н.Петров (7I) Заявитель

Производственный геофизический трест газовой промышленности "Союзгазгеофизика" (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИТОКА ФЛЮИДА

В МЕНТРУБНОМ flP0CTPAHCTBE СКВАИИНЫ

Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности и предназначено для определения профиля притока флюида в эксплуатационных скважинах с интервалом вскрытия перекры5 тым насосно" компрессорными трубами °

Известны способы определения ско" рости потока с помощью тепловых неконтактных расходомеров, когда прибор и изучаемый поток разделены стенкой трубопровода. Эти способы заключаются в непрерывном нагреве с постоянной подводимой к нагревателю мощностью и измерении разности между температурой трубы и температурой среды. Возможен обратный вариант с поддержанием постоянной разности температур, когда подводимая мощность зависит от скорости потока 1).

Однако в скважинных условиях

20 ввиду больших временных затрат на установление стабилизированного теплового режима,5 мин и более) применение этих способов нецелессобразно.

Также известен способ определения профиля притока флюида, включающий последовательный нагрев локальных участков насосно-компрессорных труб с последующим измерением их темпе" ратуры f2).

Однако, в процессе нагрева стенок трубопровода наблюдается неравномерное распределение температуры по толщине стенки, вследствие конечных значений температуропроводности металла и интенсивного теплообмена с изучаемой средой. Это приводит к образованию в зоне нагрева теплового экранирующего слоя, который вносит погрешность в измерение скорости потока как в процессе нагрева, так и в первый момент охлаждения.

Целью изобретения является пооышение точности определения профиля притока флюида в межтрубном пространстве скважины.

Поставленная цель достигается тем, что измерение температуры нагре905М 3 тых участков насосно-компрессорных труб производят после расформирования по толщине стенки трубы теплового экранирующего слоя, время которого определяют по следующей формуле

Н2 Д2, (.р = — (0,302-0,098 i О, 18 - ) (1) а где h — толщина стенки трубы, и; а - коэффициент температуропрокЬ водности металла трубы,>я/сек;!О

8 = — - критерий БИО

„6.

У ос - коэффициент теплоотдачи, вт/м град; а

Л - коэффициент теплопроводности, вт/м,град; 13

6 - глубина зоны выделения тепловой энергии, м.

На фиг. 1 схематически показано устройство,.реализующее способ и его положение в скоажине; яа фиг, 2 - нри-щ вые распределения скорости потока V по глубине, температуры газа Те в т стволе скважины, температуры q, Т, Т измеренной термочувствительными элементаии. 25

Б скважину, оборудованную эксплуатационной колонной 1 и насос но- компрессорными трубами (НКТ) 2 поступает газ из пластов 3 и 4. Внутрь НКТ на кабеле 5 спускают блок с индукционным нагревателем 6 и териодатчиками

7, 8, 9. На поверхности расположены блок питания нагревателя 10 и измерительная панель 11.

Блок с нагревателем 6 и термодатчиками 7, 8, 9 устанавлиоают выше исследуемого интервала. Нагрев начинают с верхнего участка НКТ. Опуская

SO нагреватель 6 с постояннои скоростью соответственно перемещают зону нагрева. Предыдущий нагретый участок начинает охлаждаться. Спустя времл р (определлется по формуле 1 ), достаточное длл растекания теплового экрафЯ нирующего слоя, термодатчи ком 7 измеряют мгновенное значение температуры внутренней поверхности трубы в этом месте. Поскольку нагреватель и термодатчики жестко связаны иежду собой, расстояние между нагревателем 6 и термодатчиком 7 и скорость перемещенил устройства выбирают такими, чтобы из>лере ни я пер вы и термодат чиком 7 производились после прекращения нагре ва участка через время, не меньшее времени расформирооанил теплового экраниру >щего слоя.

Для получения полной и достоверной информации о скорости флюида необходимо изучать процесс охлаждения во времени, измеряя температуру на каждом исследуемом участке хотл бы за два >яо>лента времени процесса охла><денил. Поэтому, согласно предлагаемому способу, целесообразно применять два и более термочувствительных элемента.

Первый термодатчик, перемещалсь по трубе за нагревателем, измеряет температуру в каждой точке поверхности через время со„ после нагрева, следующий за ним второй термочувствительный элемент 8 измеряет температуру через

Токи. посл е на г ре ва и т. д

Таким образом исследуют весь интервал вскрытия и регистрируют по глубине серию температурных кривых, Количественная оценка величины скорости потока осуществляется по известным методикам. Способ опробован на лабораторной установке.

В случае применения индукционного нагрева глубина Я определлется глубиной проникновения электромагнитной вол ны д1 р ь1

Т.372 и в этом случае зависимость (1) будет вы глядеть:

Ь2

302 0 09 Х уГ где 5 - удельная электропроводность металла, см/и;

МАЙ- относительнал магнитная проницаемость металла;

f — частота электромагнитного поля, гц.

То есть, для известных тепло- и

weктрофизических параметров металла трубы время расфор мирова нил теплового экранирующего слоя определяется теплоотдачей, зависящей от скорости флюида, и глубиной зоны выделения тепловой энергии.

Формула изобретения

Способ определения профилл притока флюида в межтрубном пространстве скважины, включающий последовательный нагрев локальных участков насоснокомпрессорных труб с последующим измерением их температуры, о т и и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, измс— рение температуры нагретых у >ас>кол

5 90 насосно-коипрессорных труб производят после расформирования по толщине стенки трубы теплового экранирующего слоя, время которого определяют по следующей Формуле:

«ь . Р . р= — (О, 302-0, 09B i - 0, 18 ), а гдЕ Ср- время расформирования теплового экранирующего слоя, с;

h — толщина стенки трубы, м; а — коэффициент температуропро9 воднос ти металла, м /с ек; глубина зоны выделения тепловой энергии, м; б критерий БИО; коэффициент теплоотдачи, вт/м град; коэффициент теплопроводнос" ти металла трубы, вт/м град.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коротков fl.4. и др. Тепловые

>в расходомеры. Л., "Машиностроение", 1969, с. 41-53.

2. Авторское свидетельство СССР

N 618989, л. Е 21 В 47/10, 1974 (прототип), 905443

Составитель Л. Назаретова

Редактор С. Запесочный Техред М.Тепер Корректор М, Демчик

Заказ 315/46 Тираж 623 Под пи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушскал наб., д. 4/5

Филиал ППП "IlaTeHT", г. Ужгород, ул, Проектная, 4