Способ определения расхода жидкости в скважине
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополмительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2208.80 (21) 2973710/22-03 (511 М. КЛ. с присоединением заявки №
Е 21 В 47/10
Государственный комитет.
СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 230882. Бюллетень ¹ 31 (53) УДК 622.241 (088. 8) Дата опубликования описания 230882
E Л. Барсук и Л.К. Подзин
: ;bf), -* ma-г,9
3Д . 1,(1 пхни,(„,.: 1,, ЯНЪ4ИИ тм -и1 ....-...................-....,.. ж институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ 8 СКВАЖИНЕ изобретение относится к исследованию скважин, а именно к определению расхода жидкости в гидрогеологических скважинах.
° Известны способы определения скорости и расхода жидкости в скважине путем корреляции результатов замеров, произведенных на спуске и подъеме расходомера с определенными скоростями, по принципу сравнения с известным по сечению и расходу интервалом или с построением системы равенства скорости его перемещения скоростям потока (1) и (2) °
Недостатком этих способов является то, что они не учитывают влияние перемещения расходомера на эпюру скоростей потока в поперечном сечейии скважины. Поэтому эти способы достаточно точны лишь при измерениях в небольших интервалах порядка 510 м (т.е. в тех интервалах, когда динамическое равновесие распределения потока не успевает измениться за .счет перемещения расходомера)..
При длительных же перемещениях динамическое равновесие распределения потока меняется за счет того, что часть жидкости увлекается расходомепом и каротажным кабелем в направлении их перемещения. Указанные способы неточны при проведении непрерывных измерений перемещением расходомера по стволу скважины.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения расхода жидкости в скважине, предусматривающий регистрацию сигналов, поступающих от винтового расходомера, перемещаемого в буровой скважине со ско. ростями, отличающимися одна от другой. При этом осуществляют серию из трех записей по нисходящей и трех записей по восходящей, получая noci5 ледние перемещением расходомера со скоростями, превышающими скорость потока на данном уровне скважины (3).
Однако известный способ имеет большое количество измерений: не
20 менее трех на спуске и трех на подъеме расходомера.
ПровЕрка способа на практике показала, что прирост информации о сечении скважины (потока) в сигнале
25 с изменением скорости перемещения расхрдомера отсутствует и,следовательно, определить сечение потока (и дебит) нельзя. Кроме того, скорости перемещения расходомера ока30 зывают влияние на эпюру скоростей по
953199
40 поперечному сечению скважины. Это сказывается, н особенности, при его перемещении вверх на скоростях, превышающих скорость потока: сечение. потока сужается вокруг кабеля. Эпюра потока при этом изменяется настолько, 5 что на скорость потока перестает влиять сечение скважины. Для определения сечения, увлекаемого каротажным кабелем потока, необходимы не только специальные тарировки по ка- 10 белю .и состоянию его поверхности, но и знание суммарной относительной скорости перемещения кабеля и жидкости (последнее — величина искомая), Скорость потока не определяется и системой скоростей протяжки, поскольку каждой скорости протяжки вверх отвечает свое сечение потока (неизвестное), Изменения по способу на трех скоростях спуска позволяют получить систему иэ трех уравнений для определения скорости потока, но с большой погрешностью, поскольку не учитывается сужение потока расходомером.
Недостатком известного способа является также длительность цикла измерений, в течение которого условия в скважине должны быть стабильны и должна сохраняться работоспособность крыльчатки расходомера.
При подготовке скважины к расходо. метрии ее отмывают, заменяют раствор на воду. В таком состоянии скважина неустойчива, стенки слабы, засоленные пропластки растворяются, а стенки осыпаются. Расходометрию поэтому требуется проводить как можно быстрее, чтобы предотвратить возможность осложнений.
Цель изобретения — сокращение времени и повышение точности определения за счет учета влияния скорости перемещения расходомера на эпюру скоростей потока н поперечном сече- 45 нии скважины.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производят при спуске расходомера синхронную регистрацию скорости движения жидкости н измерительном канале расходомера и скорости перемещения расходомера и определяют расход жидкости по следующей формуле Р ПР ПР где Q - расход жидкости в скважине, см /c;
V - скорость движения жидкости кр в канале расходомера, см/с;
V - скорость спуска расходомеПР ра, см/с;
К - коэффициент, численно ранПР ный отношению скорости движения жидкости в измерительном канале расходомера 65 к скорости его спуска, н неподвижной жидкости;
Sgp- площадь сечения канала
2 расходомера, см
К„, — кОэффициент, численно равный отношению расхода жидкости н стволе скважины к расходу жидкости в измерительном канале расходомера.
Сущность способа заключается н следующем.
Для сокращения времени нахождения скважины н отмытом состоянии измерения сечений по стволу производят до подготовки скважины к проведению расходометрии. Это может осуществляться либо каверномерами, либо сечениемерами — для необсаженных. скважин. Для обсаженных колонной скважин при известном сечении задача упрощается ° Точность результатов измерений расходомером зависит оТ точности определения сечений.
Подготовку скважины к расходометрии производят согласно Временному руководству по проведению гидрокаротажных работ методом расходометрии (Иэд. Уральского геол. Упр. Свердловск
1966) .
Измерения по способу осущестнляют предварительно оттарированным расходомером, его равномерным разовым rieремещением на каротажном кабеле вниз по стволу скважины.
Расходомер тарируется на специальном тарировочном стенде или в условиях самоиэлинающейся скважины, сечение которой известно, а дебит измеряется. Результатами тариронки являются: установление зависимости от сечения скважины отношения количества жидкости, проходящей через поперечное сечение скважины, к количеству жидкости, проходящей через окно расходомера К. . Оно осуществляется на тарировочном стенде для различных диаметров и скоростей потока; установление зависимости от сечения скважины отношения прироста сигнала от скорости протяжки к самой скорости протяжки расходомера К„р.
Оно производится на скважине, имеющей известный по стволу расход жидкости (или нулевой расход) и с не менее, чем тремя известными поперечными сечениями. Результаты тарировки фиксируются нахождением значения стандартного сигнала н сравнении с сигналами от датчиков. Стандартные сигналы н дальнейшем используются для установки масштабон регистрации измерений.
Для реализации способа может быть использован расходомер любого типа, дающий информацию о скорости потока: вертушечный, индукционный, перепада давления и т.д. Сигнал, вырабатываемый датчиком в перемещаемом по стволу
953199
Формула изобретения бО расходомере, поступает на каротажную станцию, которая может быть любой, например A3KC, AKC-Л-7, ОКС и т.д. Имеющийся в каротажной станции датчик скорости протяжки кабеля имеет нелинейную характеристику {ра- 5 ботает на стрелочный индикатор скорости). Поэтому для обеспечения постоянства масштаба записи при любых скоростях протяжек необходимо установить дополнительный линейный 10 датчик — тахометрический моторчик, кинематически связав его при помощи соответствующей шестерни с шестерней сельсин — приемника панели глубин каротажной станции. 15
Сигнал скорости перемещения расходомера поступает на самописец каротажной станции от тахометрического датчика скорости перемещения расходомера, помещенного на устье скважины или в панели глубин каротажной станции, и кинематически связанного с протяжкой каротажного кабеля.
При подготовке регистрирующей аппаратуры к работе на исследуемой скважине, устанавливают, согласно полученным при тарировке значениям стандартных сигналов, масштаб записи сигнала от расходомера W и масштаб записи сигнала от датчика скорости протяжки V, 30
Далее производят измерения, равномерно (без рывков) перемещают расходомер от устья до забоя скважины и записывают сигналы Ж и V одновременно синхронно на одну ди- . 35 аграммную ленту. Скорость пере:.ещения вниз расходомера при записи сигналов 1000-1200 м/ч (такая скорость оптимальна для работы каротажной станции). После проведения 40 измерений на спуске скважинный прибор извлекают на поверхность Работа на скважине закончена.
Полученную диаграмму обрабатывают. Расчет расхода жидкости Q производится по специальной формуле
Q — (> > Кяр) Кж где Q — расход жидкости, см /с;
W — сигнал от расходомера на диаграмме, мм;
V — сигнал скорости протяжки расходомера на диаграмме, мм; коэффициент сомасштабнос-, ти на диаграммах;
К „— коэффициент, численно равный отношению скорости движения жидкости в измери, тельном канале расходомера к скорости его спуска;
1и — коэффициент масштаба записи;
К вЂ” коэффициент численно рав1(1
-ный отношению расхода жидкости в стволе скважины к g5 расходу жидкости в измерительном канале расходомера.
Приведенная формула выражается через физические величины следующим образом. (Vyp K p „„ ) Syp К„
Удобно использовать датчики расходомера и скорости протяжки с линейными характеристиками их работы.
Однако последнее не обязательно.
При нелинейных характеристиках датчиков коэффициент сомасштабности И изменяется в пределах процесса измерения. При этом также изменяется и масштаб записи m . Для использования вышеприведенной формулы при этом необходима предварительная линеаризация результатоэ измерений от того и другого датчиков.
Преимущества предлагаемого способа, по сравнению с известным,заключаются и том, что возможно осуществление непрерывного замера по стволу скважины, оперативное проведение анализа и оценки мест притоков и поглощений по стволу непосредственно на скважине.
В способе исключена воэможность пропуска представляющих интерес и.-:" тервалон, записью диаграмм осущес". ляется объективное автоматическое документирование результатов иэм, рений.
Предлагаемый способ имеет воэможность точного совмещения по глуб«.н=. кавернограммы и расходограммы, ь ;е;. осуществляется учет прироста с гнала от протяжки в зависимости ст изменения сечения скважины (т.е. Учет диафрагмирующего действия расходомера) .
Также способ сокращает время измерений на скважине в пять-шесть раз, Способ определения расхода жидкости в ск :ажине, основанный на определении относительных скоростей перемещения расходомера и потока жидкости, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и повышения точности определения эа счет учета влияния скорости перемещения расходомера на распределение скоростей потока н поперечном сечении скважины, производят при спуске расходомера синхронную регистрацию скорости движения жидкости в измерительном канале расходомера и скорости перемещения расходомера и определяют расход жидкости по следующей Формуле (кр кпр 0p) kp Kæ ° где Q - расход жидкости в скнажине, см /с;
М р- скорость днижения жидкости н канале расходомера,см/с:
953199 кости в стволе скважины к расходу жидкости в измерительном канале расходомера.
Составитель A. Назаретова
Редактор Л. Филиппова Техред З.Палий корректор М, Демчук
Заказ 6229/55 Тираж 623 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП ™ Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 скорость спуска расходомера, см/су коэффициент, численно равный отношению скорости движения жидкости в измерительном канале расходомера к скорости его спуска, в неподвижной жидкостиу плошадь сечения канала расходомера, см коэффициент, численно рав- 10 ный отношению расхода жидИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент CIIIA 9 3905226,кл.73-155, опублик. 1975.. 2. Патент США Р 3954006,кл.73-166 опублик. 1976, 3. Патент Франции Р 2238836, кл. E 21 В 47/00, 1975 °
