Способ контроля гидродинамического потока в скважине Советский патент 1989 года по МПК E21B47/10 

1

Изобретение относится к промыслово-гео- физическим исследованиям и может быть использовано при контроле за техническим состоянием и работой нагнетательных и добывающих скважин, в том числе оборудованных штанговыми и погруженными насосами.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля гидродинамического потока в работающей скважине и обнаружение заколонных перетоков.

На фиг. 1 представлены типичные спектры гидродинамических шумов в скважине для различных режимов течения гидродинамического потока; на фиг. 2 - график режимов течения гидродинамического потока и их местоположения по стволу скважины.

Кривая 1 (фиг. 1) характерна для спектра шума при движении жидкости в турбулентном режиме по насосно-компрессорным трубам, обсадной колонне или каналам с

более сложными границами, но имеющим турбулентный режим потока. Частота максимального значения уровня шума в спектре для данного режима течения определяется скоростью потока и размером канала течения. Поэтому контроль частоты максимальных уровней в спектре этого режима, а также относительного изменения значения уровней звукового давления для каждой из частот соответствующих максимальных уровней по стволу скважины позволяет определять относительное изменение площади канала и местоположение этого изменения по стволу скважины. Эти же закономерности характерны для турбулентно- вихревого режима течения жидкости через нарушения в трубах и перфорационные отверстия в колонне (кривая 2, фиг. 1) и по трещинно-кавернозным полостям заколон- ного цементного камня (кривая 3, фиг. 1). Для этих условий течения увеличение частоты максимальных уровней в спектре шума

j j

CD

потока связано с уменьшением площади сечения отдельных каналов и, как правило, относительным увеличением скорости течения, а также дополнительным завихрением потока на неоднородных границах этих каналов.

Для фильтрационного потока по коллектору режим течения ламинарный и гидродинамический шум для этого потока определяется взаимодействием гидродинамического потока с твердым скелетом коллектора в условиях капиллярного течения. Частота спектра фильтрационного режима течения определяется характерными размерами капилляров и структурой твердой фазы коллектора. Это подтверждается спектрами гидродинамического шума фильтрационного режима течения в различных типах коллектора. Кривая 4 соответствует фильтрационному режиму в трещиновато- кавернозных карбонатных коллекторах, кривая 5 характеризует фильтрационный поток в кавернозно-пористых карбонатных коллекторах, а кривая 6 определяет фильтрационный поток в пористом песчаном коллекторе (фиг. 1).

Таким образом, характерные спектры (кривые 4-6, фиг. 1) гидродинамического шума определяют фильтрационный режим течения в коллекторе, в частота максимального звукового давления в этой полосе характеризует тип коллектора, т. е. режим течения гидродинамического потока в работающей скважине. Местоположение интервала фильтрационного течения определяется относительным изменением уровня звукового давления для каждой из частот соответствующих максимальных уровней по стволу скважины.

Кривые на фиг. 2 представляют: 1 - интервал перфорации; 2 - шумограмма в третьеоктавной полосе со средней частотой 12,5 кГц; 3 - шумограмма в октавной полосе со средней частотой 630 Гц; 4 - интегральная шумограмма; 5 - шумограмма в октавной полосе со средней частотой 1,6 кГц; 6 - шумограмма в октавной полосе со средней частотой 800 Гц; 7 - шумограмма в третьеоктавной полосе со средней частотой 8 кГц.

Интерпретация результатов измерений, представленных на фиг. 2, следующая: интервалы поглощения пористого коллектора

1699-1703, 1714-1716 и 1718,5-1722 м (кривая 2, фиг. 2а) не совпадают с интервалом перфорации, хотя жидкость проходит через перфорационные отверстия (кривая 2,

фиг. 2а), за колонной растекается и поглощается в нижние и верхний ичтервалы коллектора, в то время как интегральная шумограмма (кривая 4, фиг. 2а) только показывает наличие движения и изменения скорости движения в районе, перфорации. На фиг. 26 представлены шумограммы в простаивающей скважине. Интегральная шумограмма (кривая 4, фиг. 26) показывает наличие потока и его изменения по стволу скважины, в то время как спектральный

анализ свидетельствует о наличии фильтрационного режима течения в интервалах 1050-1060, 1430-1472 и 1644-1660 м, причем в интервале 1644-1660 м - фильтрационный поток в пористом песчанике, в интервале 1050-1060 м - поток в трещино0

0

вато-кавернозном карбонатном коллекторе, а

в интервале 1430-1472 м жидкость движется по трещино-кавернозным полостям, которые характерны для этого карбонатного интервала.

5 Таким образом, изобретение позволяет значительно расширить класс решаемых технологических задач при измерении непосредственно в работающей скважине на соответствующих режимах и увеличивает достоверность результатов определений

Формула изобретения

Способ контроля гидродинамического потока в скважине, включающий замер уровня звукового давления гидродинамического шума по стволу скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля в работающей скважине и обнаружения заколонных перетоков, измеряют максимальные значения уровней звукового давления и соответствующим им частоты гидродинамического шума по стволу скважины, по значению частоты каждого из максимальных уровней зЕ укового давления определяют режимы течения гидродинамического потока в работающей скважине, а по относительному изменению значений уровней соответствующих частот по стволу скважины определяют местогсложение режимов течения гидродинамического потока.

Фиг. 2

20 fato,

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям. Цель-повышение достоверности контроля в работающей скважине и обнаружение заколонных перетоков. Замеряют уровень звукового гидродинамического шума по стволу скважины. Измеряют максимальные значения уровней звукового давления и соответствующие им частоты гидродинамического шума по стволу скважины. По значению частот каждого из максимальных уровней звукового давления определяют режимы течения гидродинамического потока в работающей скважине. По относительному изменению значений уровней соответствующих частот по стволу скважины определяют местоположение режимов течения гидродинамического потока. Данный способ позволяет значительно расширить класс решаемых технологических задач при измерении непосредственно в работающей скважине. 2 ил.