Устройство для измерения давления среды в заколонном пространстве скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B47/06 

сл С

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Цель- повышение точности измерения. Для этого источник гамма-излучения герметично установлен в упругой камере. Оба источника гамма-излучения выполнены в виде заполненных раствором радиоактивного изотопа эластичных емкостей, соединенных между собой и установленных на заданном расстоянии. Регистрируя интенсивность излучения источников устр-ва внутри колонны при проведении стандартной радиометрии скважин, определяют отношение зарегистрированных интенсивностей,которое не зависит от положения регистрирующего прибора в колонне типа радиационного приемного преобразователя регистрирующего прибора, плотности и состава заполняющей колонну жидкости и других влияющих факторов. 1 ил.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть применено для прямого измерения давления жидкой фазы среды в заколонном пространстве в течение всего жизненного цикла скважины,

Целью изобретения является повышение точности измерения независимо от области применения устройства,

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид,

Устройство для измерения давления среды в заколонном пространстве скважины содержит корпус 1 с двумя противоположно расположенными полостями 2 и 3 и размещенные в нем два источника 4, 5 гамма-излучения, герметично соединенные друг с другом при помощи узкого продольного канала 6 или трубки. Источники 4 и 5 гамма-излучения выполнены в виде эластичных баллонов, размещенных друг от друга на заданном расстоянии, равном длине продольного канала 6, что обеспечивает возможность однозначного разделения источников при проведении радиометрии скважины (более 0,25 м).

Эластичные баллоны 4 и 5 заполнены раствором 7 радиоактивного изотопа, например, соли цезия-137 (энергия гамма-излучения Е ,66 МэВлериод полураспада Т1 ,1 года).

Источник 4 гамма-излучения размещен в полости 2 корпуса, в противоположной полости которого размещена упругая камера 8, заполненная рабочей жидкостью 9. В качестве камеры 8 может быть применен однослойный (или многослойный) измерительный металлический сильфон, а в качестве рабочей жидкости - неагрессивная жидкость с относительно низким температурным коэффициентом объемного расширения, например, дистиллированная вода, спиртоводный раствор или машинное масло. Эластичный баллон источника 5 гамма%4

о сл ы ч

Ч)

.л

излучения герметично установлен внутри упругой камеры 8, которая за счет отверстий 10, выполненных в корпусе 1, может сообщаться со средой 11 в заколонном пространстве скважины.

Для обеспечения работоспособности устройства достаточно применить в нем источники гамма-излучения суммарной активностью не более 0,01 - 0,05 мг. экв. Ra, которые создают на расстоянии 0,1 - 0,15 м (т, е. в месте расположения регистрирующего прибора) аномалию гамма-активности, превышающую максимально возможную естественную гамма-активность горных пород нефтяных скважин для источника максимальной массы в 100 - 500 раз и для источника минимальной массы (при их соотношении 1 : 20) - в 5 - 25 раз.

Устройство работает следующим образом.

Его устанавливают на наружной поверхности трубы, опускаемой в скважину колонны, которая после спуска колонны оказывается в заданном для исследований интервале.

Жидкая фаза 11 среды в заколонном пространстве через отверстия 10 в корпусе 1 устройства воздействует на герметичную упругую камеру 8, вызывая ее деформацию, которая через рабочую жидкость 9 передается на эластичный баллон 5, вызывая перетекание заполняющей его радиоактивной жидкости 7 по каналу 6 в эластичный баллон 4. Перетекание жидкости 7 будет происходить до тех пор, пока деформация силовой камеры 8 не уравновесит действие давле ния жидкой фазы 11 среды в заколонном пространстве.

Под действием давления внешней среды в эластичных баллонах 4 и 5 устройства формируются два жидких точечных источни- ка гамма-излучения, находящихся друг от друга на расстоянии, обеспечивающем их однозначную идентификацию. При регистрации источников стандартным прибором радиоактивного каротажа типа СГДТ-3 (СГДТ-НВ) достаточно расстояние между источниками 0,25 - 0,30 м.

Соотношение масс радиоактивной жидкости 7 в баллонах 4 и 5 зависит от величины деформации силовой камеры 8, которая пропорциональна давлению жидкой фазы 11 среды в заколонном пространстве скважины. Поскольку активность радиоактивного источника пропорциональна его массе, поле излуче- ния источника, а следовательно, интенсивность регистрируемого его излучения также пропорциональны массе источника.

Регистрируя интенсивность излучения источников устройства внутри колонны при

проведении стандартной радиометрии скважин, определяют отношение зарегистрированных интенсивностей (отношение масс источников), которое не зависит от положения регистрирующего прибора в колонне, типа радиационного приемного преобразователя регистрирующего прибора, плотности и состава заполняющей колонну жидкости и других влияющих

0 факторов. Радиоактивная жидкость 7 в узком продольном канале 6 создает при этом фон радиоактивного излучения, который при соотношении поперечного размера канала 6 и диаметра эластичного баллона 4

5 (или 5) 1 : 20 будет составлять не более 0,25 % от интенсивности излучения источника максимальной массы и не более 5 % от интенсивности излучения источника минимальной массы (при отношении масс

0 источников 1 : 20).

Зная зависимость отношения масс ис- точниковустройства от действующего на него внешнего давления жидкости, зарегистрированную на стенде, (так называ5 емую калибровочную характеристику устройства) на основании измеренного на скважине отношения масс (интенсивностей) источников, определяют давление среды в заколонном пространстве скважины. Для

0 устройства, имеющего диапазон изменения давления среды от 0 до 40 МПа при изменении масс источников в 20 раз (дифференциация 400) и минимальной достоверной идентификации 25 % разницы в интенсив5 ностях регистрируемого излучения, давление среды в заколонном пространстве скважины может быть зарегистрировано с погрешностью не более ± 0,025 МПа, т. е. около 0,06 % от верхнего предела диапазо0 на измерения.

Формула изобретения Устройство для измерения давления среды в заколонном пространстве скважины, содержащее корпус с двумя противоположно

5 расположенными полостями, размещенные в нем два источника гамма-излучения, упругую камеру с жидкостью, размещенную в одной из полостей корпуса, во. второй его полости установлен один из источников гамма-излуче0 ния, полость корпуса с упругой камерой выполнена с возможностью сообщения со средой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, второй источник гамма-излучения герметично установ5 лен в упругой камере, оба источника гамма-излучения выполнены в виде заполненных раствором радиоактивного изотопа эластичных емкостей, соединенных между собой и установленных на заданном расстоянии.