Способ определения профиля притока флюида Советский патент 1982 года по МПК E21B47/10 

(S) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИТОКА ФЛЮИДА В МЕКТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ СКВАКИНЫ

I

Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности и предназначено для определения профиля притока флюида в эксплуатацион1 ых скважинах с интервалом вскрытия перекрытым насосно-компрессорными трубами.

Известны способы определения скорости потока с помощью тепловых неконтактных расходомеров, когда прибор и изучаемый поток разделены стенкой трубопровода. Эти способы заключаются в непрерывном нагреве с постоянной подводимой к нагревателю t«x,ностью и измерении разности между температурой трубы и температурой , среды. Возможен обратный вариант с поддержанием постоянной разности температур, когда подводимая мощность зависит от скорости потока tlj.

Однако в скважинных условиях JD ввиду больших BpetteHHMx затрат на установление стабилизированного теплового режима (5 мин и более) применение этих способов нецелесообразно.

Также известен способ определения профиля притока флюида, включающий последовательный нагрев локальных участков насосно-компрессорных труб с последующим измерением их температуры 2.

Однако, в процессе нсгрева стенок трубопровода наблюдается неравномерное распределение температуры по толщине стенки, вследствие конечных значений температуропроводности металла и интенсивного теплообмена с изучаемой средой. Это приводит к образованию в зоне нагрева теплового экранирующего слоя, который вносит погрешность в измерение скорости потока как в процессе нагрева, так и в первый момент охлаждения.

Целью изобретения является повышение точности определения профиля притока флюида в межтрубном пространстве скважины.

Поставленная цель достигается тем, что измерение температуры нагре390тых участков насосно-компрессорных труб производят после расформирования по толщине стенки трубы теплового экранирующего слоя, время которого определяют по следующей формуле (0,302-0,0981-0,18 1) (1) где h - толщина стенки трубы, м; коэффициент температуропроводности металла трубы,м/сек «г критерий БИО; коэффициент теплоотдачи, вт/м град; Л - коэффициент теплопроводности, вт/м,град; о - глубина зоны выделения тепловой энергии, м. На фиг. 1 схематически показано устройство, .реализующее способ и его положение в скважине; на фиг. 2 - кри вые распределения скорости потока V по глубине, температуры газа То в стволе скважины,температуры Т, , Tg, Т измеренной термочувствительными элементами. В скважину, оборудованную эксплуатационной колонной 1 и насосно-компрессорными трубами (НКТ) 2 поступает газ из пластов 3 и Ц, Внутрь НКТ на кабеле 5 спускают блок с индукционным нагревателем 6 и термодатчиками 7, В, 9- На поверхности располо хены блок питания нагревателя 10 и измерительная панель 11, Блок с нагревателем 6 и термодатчиками 7, 8, 9 устанавливают выше исследуемого интервала. Нагрев начинают с верхнего участка НКТ. Опуская нагреватель 6 с постоянной скоростью соответственно перемещают зону нагре ва. Предыдущий нагретый участок начинает охлаждаться. Спустя время (определяется по формуле 1 ), достаточное длп расте1сания теплового экра нируюцего слоя, термодатчиком 7 изме ряют мгновенное значение температуры внутренней поверхности трубы в этом месте. Поскольку нагреватель и термо датчики жестко связаны между собой, расстояние между нагревателем 6 и те модатчиком 7 и скорость перемещения устройства выбирают такими, чтобы измерения первым термодатчиком 7 производились после прекращения нагр ва участка через время, не меньшее времени расформирования теплового экр.энирующего слоя. Для получения полной и достоверной информации о скорости флюида необходимо изучать процесс охлаждения во времени, измеряя температуру на каждом исследуемом участке хотя бы за два момента времени процесса охлаждения , Поэтому, согласно предлагаемому способу, целесообразно применять два и более термочувствительных элемента. Первый термодатмик, перемещаясь по трубе за нагревателем, измеряет температуру в каждой точке поверхности через время после нагрева,следую- . щий за ним второй термочувствительный элемент 8 измеряет температуру через , после нагрева и т.д. Таким образомисследуют весь интервал вскрытия и регистрируют по глубине серию температурных кривых. Количественная оценка величины скорости потока осуществляется по известным методикам. Способ опробован на лабораторной установке. В случае применения индукционного нагрева глубина S определяется глубиной проникновения электромагнитной вол ны л 1 К - А 1 -ГГГ72 в этом случае зависимость (1) будет выглядеть: (0.302-0,09 -K7ftff),(2) где S- удельная электропроводность металла, см/м; /lif- относительная магнитная проницаемость металла; f - частота электромагнитного поля , ГЦ . То есть, для известных тепло- и электрофизических параметров металла трубы время расформирования теплового экранирующего слоя определяется теплоотдачей, зависящей от скорости флюида, и глубиной зоны выделения тепловой энергии. Формула изобретения Способ определения профиля притока флюида в межтрубном пространстве скважины, включающий последовательный нагрев локальных участков насоснокомпрессорных труб с последующим измерением их температуры, отличающий ся тем, что, с целью повышения точности определения, измерение температуры нагретых участков насосно-компрессорных труб производят после расформирования по толщине стенки трубы теплового экранирующего слоя, время которого определяют по следующей формуле: &р (0,302-0,098 - О , 18 ) , время расформирования теплового экранирующего слоя, с; -толщина стенки трубы, м; -коэффициент температуропроводности металла, м /сек; глубина зоны выделения тепловой энергии, м; Э З критерий БИО; коэффициент теплоотдачи, вт/м град; J - коэффициент теплопроводности металла трубы, вт/м«град. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе U Коротков П.А. и др. Тепловые расходомеры. Л., Машиностроение, 1969, с. -SЗ 2. Авторское свидетельство СССР f 618989, кл. Е 21 В 47/10, 197 (прототип).

-Ги