УСТРОЙСТВО для АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИННОЙ ЖИДКОСТИ Советский патент 1972 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к области промысловогеофизических измерений, проводимых в скважинах с целью определения мест поступления нефти, газа или воды в скважину, а также изучения состава и акустических параметров скважинной жидкости.

Известно устройство для акустического каротажа буровой жидкости, содерл ащее излучатель и приемник, установленные в герметичной емкости с дном, выполненным в виде тонкой пленки, и дополнительный приемник, установленный вне емкости.

Но с помощью этого устройства измеряют лишь скорость распространения упругих колебаний (С), другой важный параметр - акустическая жесткость (К) - не измеряется. В то же время акустическая жесткость более чувствительна к изменению содержания углеводорода в жидкости. Так, при замене, например, воды нефтью (плотность - 0,8; скорость-1400 м/сек) скорость изменяется на 3%, а жесткость - па 22%Кроме того, с увеличением процентного содерл ания газа растет затухание акустического сигнала, что затрудняет отсчет времени, так как уровень сигнала на приемнике резко уменьшается.

параметрами, а излучатель и приемник, установленные в ней, удалены от ее дна на расстояние более чем 2-3 длины волны в жидкости. Это позволяет получить за один спуск снаряда в скважину сразу два параметра сквал инной л идкости: скорость распространенения упругих колебаний (С) и акустическую жесткость (К), а следовательно, и плотность

(р), так как р - (), а также повыniaeT точность измерении.

На чертеже представлено устройство для акустического кароталса сквал инной жидкости.

Излучатель / и приемник 2 разделены акустическим изолятором 3 и помещены в герметичном корпусе 4, заполненном жидкостью 5 и имеющим компенсатор давления 6. Жидкость 5 имеет акустическую жесткость, соответствующую л есткости скважпнной л идкости без содерл ания углеводорода. Снизу л идкость 5 отделена от сквал инной жидкости тонкой пленкой 7, выполняющей роль дна герметичного корпуса 4. Для пленки выбирают такой материал, акустическая л есткость которого близка к л есткости воды, например резина, фторопласт, а толщина меньше 0,5мм. Приемник 8 установлен за пределами корпуса 4 и омывается сквал инной жидкостью,

Бсинный снаряд содержит электронный блок 10, обеспечивающий работу излучателя и приемников и соединенный каротажным кабелем с усилителем 11, блоком синхронизации 12 и блоком регистрации 13, распололсенными на дневной поверхности.

В интервале исследований излучатель 1 преобразует электрический импульс, выработанный в блоке 10, в упругий ультразвуковой импульс, который проходит через жидкость 5 и падает на тонкую пленку 7. В связи с тем, что лсесткость пленки близка к жесткости жидкости 5 и толщина ее намного меньше длины волны, доля отраженной от пленки волны незначительна и практически не сказывается на энергии проходящего импульса.

Приведены возможные варианты с различным содержанием углеводорода.

Вариант I. Содержание углеводорода равно нулю. В этом случае теоретически коэффициент отражения

й ( о,

:j

к + к.

так как ,

где Ki - акустическая жесткость воды,

К2 - акустическая н есткость исследуемой жидкости, или определяется из отношения

пf С

R - л/ -

г,

У А

где О-постоянный коэффициент, равный

амплитуде сигнала «а излучателе, А2 - амплитуда сигнала (первых фаз),

регистрируемая приемником 2. А так как , следует, что акустическая жесткость скважинной жидкости (К2) равна жесткости жидкости 5.

По времени вступления сигнала к приемнику S и длине пробега, которая в данном приборе величина постоянная, определяют -скорость распространения упругих колебаний в скважинной жидкости.

Вариант П. Скважинная жидкость представлена нефтью. В этом случае теоретически

,01. По амплитуде сигнала на приемнике 2 определяют R из формулы. По времени вступления сигнала на приемнике 8 определяют скорость распространения волны в бурой жидкости ().

Вариант П1. Скважинная лшдкость представлена газом. Теоретическое значение R 0,99. Принятый приемником 2 сигнал максимален. Акустическую жесткость, соответствующая этому случаю ), определяют из формулы. Приемник 8 зарегистрирует сигнал весьма малой амплитуды.

Однако имеются смеси газ - нефть - вода, процентное содержание которых однозначно

определяется с помощью предлагаемого устройства по двум параметрам - скорости и акустической жесткости.

С целью исключения влияния минерализации скважинной л-сидкости на получаемые результаты измерений, производится эталонировка снаряда по дегазированной жидкости, очищенной от содержащегося углеводорода. Наблюдение за формой и устойчивостью импульса, зарегистрированного приемником 2,

дает представление о размерах газовых или масляных тел в скважинной жидкости. Устойчивый сигнал свидетельствует о том, что размеры масляных или газовых частей значительны и, наоборот, неустойчивый сигнал показывает на незначительные вкрапления нефти или газа.

Предмет изобретения

Устройство для акустического каротажа скважинной жидкости, содержащее излучатель и приемник, установленные в герметичной емкости с дном, выполненным в виде тонкой пленки, и дополнительный приемник, установленный вне емкости, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, герметичная емкость заполнена жидкостью с заданными акустическими параметрами, а излучатель и приемник, установленные в ней, удалены от

ее дна на расстояние более чем 2-3 длины волны в лсидкости.