Скважинный расходомер для обводненных нефтяных скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Ссщиалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090181 (21) 3234749/22-03 (51) М. КЛ. с присоединением заявки М9

Е 21 В 47/10

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 622.241 (088. 8) Опубликовано 230882 Бюллетень М9 31

Дата опубликования описания 230882

Ъ

В. М. Попов и, ъ т Щ д ф д ( )-". 7У7я.е,.

Т,:)()1кЯ-.))Г),. q т в- .

Всесоюзный научно-исследовательский ° и проектноконструкторский институт геофизических иММКМЫЫий

I геологоразведочных скважин (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СКВАЖИННЫЙ РАСХОДОМЕР ДЛЯ ОБВОДНЕННЫХ

НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к скважинным геофизическим приборам, а имен но к скважинным расходомерам, предназначенным для измерения расходов нефти и воды в сильнообводненных скважинах или в низкодебитных нефтяных скважинах с застойной водой, в которых наблюдается капельное истечение нефти.

Известны устройства для измерения дебита нефти в скважинах с застойной водой, содержащее абсолютный пакер, датчик положения водонефтяного раздела (BHP), отводную трубу с окнами и привод. В трубе расположен датчик расхода жидкости. Пространство ниже пакера, ограниченное входом отводной трубы и стенками скважины образуют зону, в которой скапливаются капли нефти. Датчик положения ВНР устанавливается в зоне накопления нефти на фиксированном расстоянии от пакера так, что поток жидкости в трубе не влияет на результаты измерения.

Расход нефти определяется по времени заполнения нефтью фиксированного объема, т;е. расход нефти измеряется объемным способом. Для определения расхода всей жидкости в устройстве имеется датчик скорости жидкости.

Устройство позволяет с достаточной степенью точности измерять расход нефти в обводненных низкодебитных скважинах (1)..

Однако точность .измерения расхода всей жидкости и воды низкая, так как расход всей жидкости измеряется датчиком скорости, т.е. расходомерами турбинного типа. Поэтому и точность определения расхода воды по данным измерения нефти и всей жидкости будет весьма низкой.

Целью изобретения является повышение точности определения расхода воды.

Поставленная цель достигается тем, что расходомер снабжен коаксиально установленной на отводной трубе и подвижной в осевом направлении относительно нее дополнительной трубой с кольцевым выступом на внутренней поверхности и окнами под выступом, при этом дополнительная труба связана с управляемым приводом.

На фиг.l изображено предлагаемое устройство при измерении расхода нефти, общий вид; на фиг.2 — второе положение трубы при измерении расхода воды; на фиг.3 — - диаграммы датчиЗО ков положения ВНР при измерении рас953200 хода нефти (a) и воды (6), иллюстрирующие процесс заполнения контролируемого объема нефтью или водой.

Расходомер для обводненных нефтя ных скважин состоит из корпуса 1, абсолютного пакера 2, отводной трубы

3 с окнами 4.и каналом А, трубы 5 с кольцевым выступом б и окнами 7, управляемого привода 8, соединенного с пакером 2 и трубой 5, датчика положения ВНР 9 (например, влагомер или 1р гамма-плотномер) для регистрации изменения состава жидкости вдоль ствола скважины в контролируемом объеме, ограниченном стенкой скважины, отводной трубы 3 и двумя горизонтальными плоскостями (положение

Д и положение E ), расположенными друг относительно друга на расстоянии, равном длине измерительной базы датчика 9 состава. Канал, в котором установлен датчик положения ВНР вверху и внизу имеет отверстия F и Р для сообщения с заполняемым объемом, ограниченной стенкой скважины, отводной трубой 3, нижней частью оболочки абсолютного пакера

2 и горизонтальной плоскостью,. проходящей через окна 7, отводной трубы и представляющим собой камеру для сегретации (разделения)нефти и воды под действием силы тяжести.

Контролируемый объем, в котором датчик состава регистрирует изменение состава жидкости, является частью этой камеры, Отводная труба 3 и труба 5 служат для накопления нефти 35 под полностью раскрытым пакером, для отвода воды, поступающей иэ нижних интервалов и иэ камеры,, эа пакер и вытеснения нефти и воды.

Датчик 9 состава служит для контро- 4р ля заполнения и освобождения нефтью контролируемого объема. Труба 5 с выступом б и отводной трубой 3 образуют кольцевой канал Ж . Выступ.. б поочередно сообщает окна.4 отвод- 45 ной трубы с каналом 7К или окнами 7.

Такое размещение трубы 5 исключает попадение воды в окна 4 при вытеснении нефти из контролируемого объема.

5Р

Прибор работает следующим образом.

Расходомер опускают в скважину на глубину, где предполагают проводить исследование. По команде с поверхности раскрывают пакер 2, который перекрывает зазор между стенкой скважины и корпусом прибора.

При этом труба 5 занимает положение, показанное на фиг.1, т.е. окна

4 отводной трубы сообщают нижние ин- 6р тервалы с интервалами, расположенными выше пакера 2.

Так как на кайли нефти, находящиеся в воде, Действует подъемная сила, то они, минуя входные окна 4 отводной трубы 3, накапливаются под раскрытым пакером 2 прибора в камере для сегрегации нефти и воды, а вода, вытесняемая нефтью из этой камеры и поступающая из нижних интервалов по дренажному каналу A через окна

4 и 7, отводится за пакер 2 прибора.

Определяют расход нефти из нижних интервалов, например, по известному способу.

Заполнение камеры нефтью можно определить по прекращению изменения выходного сигнала датчика 9 состава.

После заполнения камеры нефтью трубу

5 перемещают в положение, показанное на фиг.2. Нефть и вода, поступающие из нижних интервалов, вытесняют нефть из камеры. Так как дебит скважины мал, то скорость движения капель нефти примерно, на порядок боль- ше скорости движения воды и равна скорости всплывания капли нефти в неподвижной воде (12-14 см/с). Поэтому в течение времени t перемещения границы раздела нефть-жидкость из нижнего в верхнее положение к ранее накопленной нефти добавится объем нефти QH t, поступающий иэ нижних интервалов. Таким образом, объем вытесняемой нефти равен V о + Q > t, ÝòîT объем вытесняется объемом воды поступившем за это же время. иэ нижних интервалов и объемом нефти

Q —, поступившем в контролируемый объем, но не успевшем к моменту времени достичь верхнего положения границы раздела нефть-жидкость, Соотношение для определения расхода воды будет .I о = "+5v или

Vo (Q = — +Q (1

В t ui V t)( где V — контролируемый объем камео ры

Q Q — соответственно расход воды, нефти; время перемещения границы раздела нефть-жидкость;

I — расстояние между нижним и верхним фиксированными положениями границы раздела нефть-жидкость; скорость движения капель нефти; время,,необходимое для перемещения капель нефти от нижнего до верхнего фиксированного положения границ и раздела нефть-жидкость.

Для сильнообводненных малодебитных скважин, величина Ve <с .

Поэтому можно считать, что

Vo

= — +

6 н

953200

Таким образом, расход воды определяется объемным способом, что и расход нефти. Объемный способ измерения малых расходов значительно точнее других способов (как правило, скоростные используемых в скважин- 5 ной расходометрии.

Величина сигнала И.) указывает, что участок между плоскостями Д и Е заполнен эмульсией типа нефть в воде, а N> указывает, что он заполнен 10 нефтью (фиг.3). Изменение сигнала от

N q до И и наоборот показывает изменение положения BHP между плоскостями Д и Е. Прекращение изменения сигнала датчика положения ВНР свидетель-)5 ствует о том, что контролируемый объем заполнен нефтью (водой). Время заполнения контролируемого объема снимается с диаграммы датчика положения ВНР, записанных при протяжке диаграммной ленты от вспомогательного привода каротажного регистратора.

Использование изобретения позволит повысить точность измерения расхода воды и получать более объективную информацию о характере флюида, 25 насыщающего исследуемый пласт, о величине его расхода, которая необходима при подсчете запасов нефти и контроля за разработкой нефтяных месторождений.. формула изобретения

Скважинный расходомер для обводненных нефтяных скважин, содержащий корпус, пакер, отводную трубу с окнами, датчик положения водонефтяного раздела и управляемый привод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения расхода воды, он снабжен коаксиально установленной на отводной трубе и подвижной в осевом направлении относительно нее дополнительной трубой с кольцевым выступом на внутренней поверхности и окнами под выступом, при этом дополнительная труба связана с управляемым приводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 365460, кл. Е 21 В 47/10, 1970 (прототип) .

И у "л мин

Составитель A. Назаретова

Редактор Л. Филиппова Техред З.Палий Корректор И. Демчик

Заказ б229/55. Тираж 623 Подписное еННННН Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП. Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4