Способ определения расхода потока в действующей скважине Советский патент 1990 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к способам определения расхода потоков в действующей скважине механическими бес- пакернь1ми расходомерами и может быть использовано- в геологии, нефтяной- и газовой проьышленностио

Цель изобретения - повьш ение точности определения расхода потока в действующей скважинео

Способ основан на известном свойстве механических расходомеров - линейные зависимости в координатах: показания прибора - расход для труб различных диаметров выходят из одной точки оси координат, по которой отложены показания прибора

Конструктивные особенности действующих скважин (нагнетательных, неф- тяных предусматривают их строительство из труб двух внутренних размеров (насосно-компрессорные трубы (НКТ) и обсадные колонны).

Расход скважины определяется по чформуле;

Q cp-s,

(1)

где V - средняя по сечению колонны

скорость потока;

S - площадь поперечного сечения колонньи

Работа механического расходомера описывается следугацей зависимостью:;

UQ,,j, - приращение-расхода, обусловленное перемещением прИ бора по колонне

И

U

S,,2 .

(7)

Из принципа относительности движения прибора и жидкости в скважине

10 следует

UV

7)

(8)

Изобретение относится к геологии, нефтяной и газовой промышленности и позволяет с повышенной точностью определять расход потока в действующей скважине. Для этого измерение расхода потока производят при непрерывном перемещении прибора (П) с постоянной скоростью навстречу потоку в исследуемых колоннах (ИК) двух различных диаметров с дискретным изменением скорости перемещения П при каждом последующем замере, причем в ИК меньшего диаметра измерения проводят при показаниях неподвижного П, равных нулю. Величину расхода Q в точках ИК определяют по формуле Q=[(I₁-I₁₀)/β₁]S₁+Q @ -V_пS₁, где I₁ - показания П в исследуемой точке

I₁₀ и β₁ - соответственно ордината точки пересечения и тангенс угла наклона зависимости показаний П от скорости его перемещения в ИК

S₁ - площадь сечения ИК

V_п - значение скорости перемещения П в исследуемой точке

Q_{@ - суммарный расход скважины. При этом Q0 определяют по формуле Q0=[(I20-I10)S1]/β1[(K2S1)/(K1S2)-1], где I20 - показания неподвижного П в колонне, отличной от ИК при I22*980, определяемые аналогично I10}

K₁ и K₂ - численные коэффициенты, определяемые геометрическими характеристиками П и его положением в ИК

S₂ - площадь сечения колонны, отличной от ИК.

I civ.p- 1,-(2)

где I - показания прибора;

oi - тангенс угла наклона; Vpp- скорость потока через сечение прибора; ,p

;V „р - порог срабатывания прибора, I Известно, что при проведении измерений в скважине, расходомер имеет размеры меньше внутреннего диаметра труб, т„е„ им измеряют некоторую скорость:

Vnp k .

(3)

где k

- известный численный коэффициент, зависящий от геометрических характеристик прибора и его положения в об- с адных коло нн ах„

Таким образом, показания прибора двух колоннах различных диаметров, с учетом формул (1)-(3), можно представить в виде

- Т

с

- I,

(A)

Исходя из системы (4), несложно .получить отношение расходов (дебатов при одинаковых показаниях прибора

(5)

Qi. , Q 2 kTsl

При измерениях движущимся расходомером в действующей скважине показания прибора соответствуют расходу дебиту), определяемому как

Чг

Q.

iQu

(6)

где Q - истинный расход (дебитi скважины;

где V

- скорость перемещения прибора в скважине.

Решив совместно уравнения (5) и (6) с учетом формул (7) и (8), получают выражение для истинного расхода (дебита) в неперфорированной части скважины

jf- - V,, S,

T- b-i

(9)

k,S,

где V и V,

скорости перемещения прибора в двух различных колоннах, при которых показа- ния прибора одинаковы.

Зная зависимости показаний прибора от скоростей его перемещения, выражение (9) можно представить в виде

Q IlaZlloJS.

a (-kjLS- k , S,

(10)

Формулой (10) описывается полный (интегральный) расход (дебит) дей- ствую1чей скважи1ш. Зачастую при лото- кометрических исследованиях приходит-- ся определять профили притоков или поглощений, для чего необходимо знать зависимость I f(Q), которую, в общем виде, можно представить как

50

ГР

(П)

Прямой (П), записанной для первой колонны, должна принадлежать и точка I, ij зависимости I, f (v), которой соответствует расчетный расход Qjo Следовательно,

ia

(12)

Решая совместно (11) и (12), получают эталонировочную характеристику прибора для первой колонны

1599529

I, y,(Q - 0 ) + I,,,

С учетом формул (7) и (8) тангенс угла наклона прямой (II) можно записать как

(14)

где 3,- тангенс угла наклона зависимости 1, f(Vn), Таким образом, эталонировочная характеристика прибора для первой колонны имеет вид

/i

, i--(Q-Q) -ь1,„.

Расход (дебит) скважины определится как

О .,

-+ Q

При проведении измерений движущимся прибором в действующей скважине, для определения истинного расхода (дебита) скважины, необходимо сделать корректировку на величину расхода (7), обусловленного перемещением прибора по колонне

p IJ.z.K,,,

где следует определять из (9) или (10)о

Таким образом, зная величины 1 -(О Q Vp, можно определять расход (дебит) в любом интервале исследований действующих скважин, в и малодебитныхо

Способ определения расхода (дебирамму в функции глубин. При этом в колонне меньшего диаметра измерения проводят при показаниях неподвижного

.е прибора, равных нулю,

fЕсли в колонне меньшего диаметра

показания прибора отличны от нуля при неподвижном приборе, то дальнейшие измерения в этой колонне не проIQ ИЗВОДЯТСЯ,

При обработке материала интегральный расход (дебит) скважины определяется по формуле (10), где S, , S, k,, kj - известные величины Парамет15 Р (0 Дгр талонировочных характеристик 1 f(v) и 1 f.(v) определяют по результатам измерений графическим способом или расчетом соответствугацих регрессионных уравне-

20 ний„

При поинтервальном определении (15)расхода (дебита) его величина определяется по формуле (17)о

Таким образом, путем несложных 25 измерений в действуклцих скважинах и простой обработки получаемой информации, можно существенно повысить (16)точность определения как суммарного

так и поинтервального расхода (де- 30 бита) потока, что повьшает достоверность и надежность получаемой в результате измерений геологической и геофизической информации, являющейся основополагающим фактором при j контроле за разработкой и эксплуатацией месторождений нефти и газа.

Использование уточненных данных расходометрии (потокометрии) скважин позволит уточнить технологи- 40 ческие карты разработки месторождений, что приведет к повьпиению нефтеотдачи пластов

(17)

Ф -о

рмула изобретения

45

Способ определения расхода потока в действующей скважине, включающий перемещения прибора в исследуемой колонне с постоянной скоростью.

::L rL-Г-- - -о :

расходомеров беспакерного типа„

Регистрация расходограмм производится при непрерывном перемещении прибора с постоянной скоростью навстпри каждом последующем замере и проводят цикл измерений, отличающийся тем, что, с целью повьшге- ния точности определения, измерения

речу „„„к, . колонах двух разл„™ь«, ,, провод, в ко нГа дв™: ,,™ диаметров с дискоетным ИЗМРНРНИРМ - „„„ Р зличных

диаметров с дискретным изменением скорости перемещения прибора при каждом последующем замере Запись показаний прибора производится на диагдиаметров, причем в колонне меньшего диаметра измерения проводят при показаниях неподвижного прибора, равных нулю, а величину расхода Q,

1599529

(14)

(17)

Ф -о

рмула изобретения

45

Способ определения расхода потока в действующей скважине, включающий перемещения прибора в исследуемой колонне с постоянной скоростью.

о :

:

при каждом последующем замере и проводят цикл измерений, отличающийся тем, что, с целью повьшге- ния точности определения, измерения

провод, в ко нГа дв™: ,,™ „„„ Р зличных

провод, в ко нГа дв™: ,,™ „„„ Р зличных

диаметров, причем в колонне меньшего диаметра измерения проводят при показаниях неподвижного прибора, равных нулю, а величину расхода Q,

сследуемой колонны опреформуле

г.Ы- з,..8„

показания прибори в исследуемой точке; соответственно ордината точки пересечения и тангенс угла наклона зависимости показаний прибора от скорости его перемещения в исследуемой колонне; площадь сечения исследуемой колонны;

значение скорости перемещения прибора, в исследуе-, мой точке;

где I

20

0

k , и kj

5

0

суммарный скважины, определяемый по формуле

О ii alilolSi

P.ei;- )

показания неподвижного прибора в колонне, отличной от исследуемой колонны при 10 О,определяемые аналогично IK,;

численные коэффициенты, определяемые геометрическими характеристиками прибора И его положением в колоннах;

площадь сечения колонны, отличной от исследуемой.