Способ определения забойного давления в скважине

 

Назначение: изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для измерения забойного давления в скважине. Сущность изобретения: способ заключается в измерении уровня жидкости в скважине методом волнометрирования. При этом на устье скважины возбуждают акустический зондирующий импульс и регистрируют отраженный импульс. Затем с учетом плотности жидкости и давления затрубного газа вычисляют забойное давление. Одновременно в момент возбуждения акустического зондирующего импульса измеряют амплитуду его волнового давления и по ее величине определяют давление затрубного газа. 2 ил.

Изобретение касается измерения забойного давления жидкости в скважине и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известен способ непосредственного измерения давления на забое, при котором в скважину спускают на заданную глубину глубинный манометр, а информацию о давлении тем или иным способом передают на поверхность [1] Способ отличается низкой производительностью и требует для своей реализации специальное глубинное оборудование.

Известен косвенный способ определения забойного давления, при котором давление на забое вычисляют измерив уровень жидкости в скважине методом волнометрирования и непосредственным измерением давления газа в затрубном пространстве скважины и плотности скважинной жидкости ("Aconstic pressure accuracy competes With wireline bomb" J.N.MeCoy, Augysto L.Podio Oil and GasJ", 1984, N 47, 85-92). Способ является более производительным, т.к. измерение уровня жидкости и давление газа в затрубном пространстве скважины осуществляются на устье, а плотность жидкости в скважине меряется один раз и считается постоянной и кроме того может быть выполнена также на поверхности. В то же время измерение давления газа в затрубном пространстве скважины требует применения дополнительного оборудования, особенно если вычисление забойного давления по полученным данным осуществляется автоматически. Этот способ и принят за прототип.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности способа определения забойного давления в скважине и упрощение его реализации за счет одновременного получения результатов по уровню жидкости и давлению газа в затрубном пространстве скважины, а также исключения специальных средств измерения давления газа.

Этот результат достигается тем, что в способе определения забойного давления в скважине, заключающемся в измерении уровня жидкости в скважине методом волнометрирования, при котором на устье скважины возбуждают акустический зондирующий импульс и регистрируют отраженный импульс и с учетом плотности жидкости и давления затрубного газа, вычисляют забойное давление, при измерении уровня жидкости в скважине в момент возбуждения акустического зондирующего импульса измеряют амплитуду его волнового давления и по ее величине определяют давление затрубного газа.

На фиг. 1 изображена схема, реализующая предлагаемый способ, на фиг.2 кривые распределения давления в струе газа, выбрасываемого из скважины при измерении уровня методом волнометрирования.

Схема содержит скважину 1 с подключенным к ней устройством генерации и приема (УГП) 2, и датчиком волнового давления 3, усилитель 4, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 5, вычислительное устройство 6 отсчетное устройство 7 и блок ввода плотности 8.

Работает схема следующим образом. При измерении уровня жидкости в скважине, в момент подачи акустического зондирующего импульса через УГП 2 из скважины 1 происходит выброс газа, а в камере УГП 2 образуется разряжение, которое и преобразуется датчиком волнового давления 3 в пропорциональный электрический сигнал, усиливаемый усилителем 4. Величина разряжения при выбросе газа из камеры УГП 2 пропорциональна разности между величиной затрубного давления, которое было в скважине 1 до начала выброса газа и величиной давления, которое устанавливается в камере УГП 2 в момент выброса газа. На фиг.2 приведены зависимости давления вдоль струи газа от центра скважины l 0 до бесконечности при двух значениях давлений в скважине Р1 и Р2 (Р1 > Р2).

Ордината Р_а соответствует атмосферному давлению. Точка l 1 соответствует месту расположения датчика волнового давления 3. Точки Р1, Р2 и Ро соответственно разряжения, возникающие при выбросе газа из скважины 1 в момент возбуждения зондирующего импульса при различных давлениях в скважине (Р1, Р2 и Ро и равные волновому давлению Р_в1 и Р_в2, также Р_во 0. Из рассмотрения фиг.2 видно, что давление в камере УГП 2 при выбросе газа, есть точка некой непрерывной и монотонно убывающей функции давления от расстояния, значения которой определены от величины давления затрубного газа, до величины атмосферного давления. При изменении давления затрубного газа в скважине, одно из граничных значений функции меняется (Р1) (Р2), а другое остается постоянным (атмосферное давление Р_о), в результате чего волновое давление Р Р_в в камере УГП 2 оказывается в прямой зависимости от давления газа в затрубном пространстве скважины 1.

Усиленный сигнал с усилителя 4 преобразовывается с помощью АЦП 5 в цифровое значение и поступает на вычислительное устройство 6. Через блок ввода 7, в вычислительное устройство 6 вводится информация о плотности жидкости в скважине, о глубине, на которой вычисляется давление. Результат вычислений, выполненных блоком 6, выводится на цифровое отсчетное устройство 8 в виде размерной величины, соответствующей давлению на забое.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет одновременно с измерением уровня без использования дополнительных средств получать данные о давлении в затрубном пространстве скважины, что позволит при автоматизации вычислений сразу получить значение давления на забое.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАБОЙНОГО ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНЕ, заключающийся в измерении уровня жидкости в скважине методом волнометрирования, при котором на устье скважины возбуждают акустический зондирующий импульс и регистрируют отраженный от уровня жидкости импульс и с учетом плотности и давления затрубного газа вычисляют забойное давление, отличающийся тем, что при измерении уровня жидкости в момент возбуждения акустического зондирующего импульса измеряют амплитуду его волнового давления и по ее величине определяют давление зутрубного газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2