CN106677767B - 一种用于采油井的套管漏点深度检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于采油井的套管漏点深度检测方法和装置，该方法待采油井井筒内的流体达到静止状态之后，向井筒内加入示踪颗粒，并记录加入示踪颗粒的时刻t，然后打开泄压阀，以使该采油井的套管漏点处环形压力低于采油井的井筒压力，保证示踪颗粒可以随井筒内的流体以较快的速度经套管上的漏点喷出并撞击技术套管内壁和油层套管外壁，进而采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析该撞击信号，并记录判断到撞击信号中包括示踪颗粒对套管管壁的撞击信号的时刻t1，然后根据公式计算采油井的井口到套管的漏点处的距离，实现了快速有效的套管漏点深度检测，降低了套管漏点深度检测的复杂度和高成本，为采油井的安全生产提供帮助。
Description
技术领域
本发明实施例涉及油气开发技术领域，具体涉及套管漏点深度检测技术领域，特别涉及一种用于采油井的套管漏点深度检测方法和装置。
背景技术
随着油田开发时间的延续，采油套管由于受到外力、化学侵害等作用，可能出现错断、穿孔、腐蚀、破裂等问题，对油田増产稳产造成较大影响，甚至导致油井停产、报废，带来高昂的经济损失。因此，当套管岀现破损后，及时发现并确定漏点深度，对油气井的补救、维修工作具有重要意义。
目前，采油套管漏点检测理论及方法有多种，包括电磁法、机械井径法、超声波法光学法等。这些检测方法各有优缺点，如电磁法可以根据感应电动势的变化分析计算出套管材料的变化、腐蚀、裂缝等信息，确定套管的损坏情况，但检测成本高，无法模拟管道的真实形态；机械井径法可测量许多独立井径信息，但不能实现快速检测；超声波法可将检测结果以图像的形式直观显示，但测量对仪器的成像分辨率要求高，且检测效率慢；光学法利用井底摄像测井系统，可以准确、直观、清晰地显示井内仼何位置的图像，但测量不适用于油水混合比大且悬浮物含量相对较高的油井。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种用于采油井的套管漏点深度检测方法和裝置，用于实现快速有效的套管漏点深度检测，降低套管漏点深度检测的复杂度和高成本，为采油井的安全生产提供帮助。所述技术方案如下:
第一方面，本发明实施例提供一种用于采油井的套管漏点深度检测方法，所述方法包括：
关闭正在生产的采油井；
待所述采油井关闭预设的时间长度之后，通过所述油井的井口向所述采油井的井筒内加入示踪颗粒，并记录加入所述示踪颗粒的时刻；
打开油层套管与技术套管之间的泄压阀，以使所述采油井的套管漏点处环形压力低于所述采油井的井筒压力；
采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号；
判断所述撞击信号中是否包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号；
当判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时，记录判晰到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻；
根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，其中L为所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度；vs为所述示踪颗粒撞击所述套管管壁产生的振动波沿所述套管管壁的传播速度；t为判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻，t1为加入所述示踪颗粒的时刻。
可选的，所述套管包括所述油层套管和所述技术套管，所述油层套管位于所述技术套管内部，相应的，所述采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号，包括：
分别采集所述油层套管和所述技术套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号。
可选的，所述根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，包括：
根据公式确定所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，V为规则形状颗粒在静止流体中的沉降速度，为所述示踪颗粒的形状系数；
所述根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离。
可选的，所述根据公式确定所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，包括:
确定所述采油井井筒内的流体是否为牛顿流体；
若所述采油井井筒内的流体是牛顿流体，则根据公式颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所述示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cf为阻力系数。
可选的，所述确定所述采油井井筒内的流体是否为牛顿流体之后，还包括：
若所述采油井井简内的流体是幂律流体，则根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cx为修正系数，Cx1.02431+1.44798n-1.47229n2，n为幂指数，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数；
若所述采油井井筒内的流体是宾汉流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，fo为屈服应力，Z为塑性粘度；
若所述采油井井筒内的流体是赫巴流体，则根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井简内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，N为流性指数，fo为屈服应力，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数。
可选的，所述若所述采油井井筒内的流体是牛顿流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，包括：
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的层流区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，υ为所述采油井井筒内流体的运动粘度；
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的过渡区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，μ为所述采油井井筒内流体的动力粘度；
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的紊流区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度。
另一方面，本发明实施例还提供一种用于采油井的套管漏点深度检测装置，所述装置包括：
第一处理模块，用于关闭正在生产的采油井；
第二处理模块，用于待所述釆油井关闭预设的时间长度之后，通过所述采油井的井口向所述采油井的井筒内加入示踪颗粒，并记录加入所述示踪颗粒的时刻；
第三处理模块，用于打开油层套管与技术套管之间的泄压阀，以使所述采油井的套管漏点处环形压力低于所述采油井的井筒压力；
第一采集模块，用于采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算杋实时对比分析所述撞击信号；
第一判断模块，用于判断所述撞击信号中是否包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号；
第一记录模块，用于当判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时，记录判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻；
第一计算模块，用于根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，其中，根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，其中L为所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度；vs为所述示踪颗粒撞击所述套管管壁产生的振动波沿所述套管管壁的传播速度；t为判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻，t1为加入所述示踪颗粒的时刻。
可选的，所述套管包括所述油层套管和所述技术套管，所述油层套管位于所述技术套管内部，其特征在于，所述第一采集模块具体用于：
分别采集所述油层套管和所述技术套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号。
可选的，所述第一计算模块包括:
第一计算子模块，用于根据公式确定所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，V为规则形状颗粒在静止流体中的沉降速度，为所述示踪颗粒的形状系数；
第二计算子模块，用于所述根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离。
可选的，所述第一计算子模块具体用于：
确定所述采油井井筒内的流体是否为牛顿流体；
若所述采油井井筒内的流体是牛顿流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所述示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cf为阻力系数。
可选的，所述第一计算子模块具体还用于:
若所述采油井井简内的流体是幂律流体，则根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cx为修正系数，Cx1.02431+1.44798n-1.47229n2，n为幂指数，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数；
若所述采油井井筒内的流体是宾汉流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，fo为屈服应力，Z为塑性粘度；
若所述采油井井筒内的流体是赫巴流体，则根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井简内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，N为流性指数，fo为屈服应力，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数。
可选的，所述第一计算子模块具体还用于:
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的层流区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，υ为所述采油井井筒内流体的运动粘度；
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的过渡区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，μ为所述采油井井筒内流体的动力粘度；
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的紊流区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明实施例提供的方法，首先关闭正在生产的采油井关闭预设的时间长度，待该采油井井筒内的流体达到静止状态之后，向该采油井的井筒内加入示踪颗粒，并记录加入示踪颗粒的时刻t1，然后打开油层套管与技术套管之间的泄压阀，以使该采油井的套管漏点处环形压力低于采油井的井筒压力，保证示踪颗粒可以随井筒内的流体以较快的速度经套管上的漏点喷出并撞击技术套管内壁和油层套管外壁，进而采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析该撞击信号，当判断到该撞击信号中包括示踪颗粒对套管管壁的撞击信号时，并记录该判断到的时刻t，然后根据公式计算采油井的井口到套管的漏点处的距离，实现了快速有效的套管漏点深度检测，降低了套管漏点深度检测的复杂度和高成本，为采油井的安全生产提供帮助。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付岀创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于采油井的套管漏点深度检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种用于采油井的套管漏点深度检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第一计算模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种采油井的套管漏点深度检测方法，参见图1，该方法可以包括如下几个步骤：
步骤101:关闭正在生产的采油井。
具体的，通过采油井井口的采油树，关闭正在生产的采油井，即通过采油树上的阀门关闭，停止对该采油井进行采油，保持该采油井内的流体稳定。
步骤102:待所述采油井关闭预设的时间长度之后，通过所述采油井的井口向所述采油井的井筒内加入示踪颗粒，并记录加入所述示踪颗粒的时刻。
具体的，通过该油井井口的采油树关闭该采油井之后，待该采油井关闭预设的时间长度之后，通过位于该采油井井口的采油树向该采油井的井筒内加入示踪颗粒，同时并记录加入示踪颗粒的时刻t1，示例的，加入示踪颗粒的时刻为2016年11月1日8点，则t1为2016年11月1日8点。
需要说明的是，预设的时间长度可以由终端默认设置，也可以由用户根据实际需要进行设置，示例的，本发明实施例的预设的时间长度可以是2天，也可以是36小时，本发明实施例对预设的时间长度的大小不做限定。
其次，需要说明的是，本发明实施例对于加入井筒内的示踪颗粒的直径和密度不做具体的限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择，只要保证示踪颗粒在井筒流体中能够以一定的速度自由沉降，并且保证示踪颗粒在漏点处不会堵塞漏点即可。
再者，需要说明的是，对于示踪颗粒向井筒中加入的具体方法，本发明实施例不做具体限定，本领域技术人员可参考现有技术。示例的，也可以采用特殊设计的示踪颗粒加入装置，通过该采油井井口的采油树将示踪颗粒加入该采油井的井筒中。
步骤103:打开油层套管与技术套管之间的泄压阀，以使所述采油井的套管漏点处环形压力低于所述采油井的井筒压力。
具体的，待该采油井的井筒中加入示踪颗粒之后，打开该采油井的油层套管与技术套管之间的泄压阀，释放油层套管与技术套管之间的环形空间的压力，促使套管的漏点处环形压力低于该釆油井井筒内的环形压力，保证加入井筒内的示踪颗粒能够随井筒内的流体以较快的速度经套管的漏点处喷出。
需要说明的是，本发明实施例对于泄压阀的具体设置位置，本发明实施例不做具体限定，示例的，本发明实施例的泄压阀可以设置在该采油井井口的采油树上。
步骤104:采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号。
具体的，打开油层套管和技术套管之间的泄压阀之后，由于油层套管与技术套管之间的环形空间的压力，促使套管的漏点处环形压力低于该采油井井筒内的环形压力，进而加入井筒内的示踪颗粒随井筒内的流体以较快的速度经套管的漏点处喷岀，进而撞击技术套管的内壁。当示踪颗粒沉降到套管的漏点处，部分示踪颗粒与油层套管内的流体经套管的漏点处喷岀。首先流体中的示踪颗粒对含漏点的套管外壁进行撞击，然后经过采油油管和技术套管的环形空间对外层套管的内壁进行撞击，分别在采油套管和技术套管上产生撞击信号。
撞击信号的强度大小与加入该采油井井筒内的示踪颗粒的直径大小、流体从漏点处喷出时的速度、流体中的含沙量和漏点的孔径大小有关系，具体的，加入该井筒内的示踪颗粒的直径越大、流体从漏点处喷岀时的速度越大、流体中的含沙量越大、漏点的孔径越大，示踪颗粒撞击管壁引起的管壁振动强度就越大，采集到的套管管壁上的撞击信号就越强，即套管管壁上的撞击信号强度与加入该采油井井筒内的示踪颗粒的直径大小、流体从漏点处喷出时的速度、流体中的含沙量和漏点的孔径大小呈正相关关系。
示踪颗粒撞击油层套管外壁和技术套管内壁产生的振动波分别经油层套管和技术套管的管壁传播至井口处，利用安装在井口油层套管和技术套管管壁上的检测设备分别采集油层套管和技术套管管壁上的撞击信号，然后利用计算机实时对比分析采集到的油层套管和技术套管管壁上的撞击信号。
步骤105:判断所述撞击信号中是否包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号。
含有示踪颗粒的流体和不包含示踪颗粒的流体对管壁进行撞击时，由于含有示踪颗粒的流体对套管管壁进行撞击产生的撞击信号中包括示踪颗粒对套管管壁的撞击，而示踪颗粒对套管管壁的撞撞击信号与不包含示踪颗粒的流体对套管管壁进行撞击产生的撞击信号不同，因此，通过分析采集到的撞击信号的特征可以判断对管壁产生撞击的流体中是否存在示踪颗粒。
步骤106:当判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时，记录判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻。
当判断到采油套管上产生的撞击信号中包括示踪颗粒撞击套管管壁产生的撞击信号时，记录判断到采油套管上产生的撞击信号中包括示踪颗粒撞击套管管壁产生的撞击信号的时刻t2，示例的，判断到采油套管上产生的撞击信号中包括示踪颗粒撞击套管管壁产生的撞击信号的时刻为2016年11月1日18点，则t2为2016年11月1日18点。
当判断到技术套管上产生的撞击信号中包括示踪颗粒撞击套管管壁产生的撞击信号时，记录判断到技术套管上产生的撞击信号中包括示踪颗粒撞击套管管壁产生的撞击信号的时刻t3，示例的，判断到技术套管上产生的撞击信号中包括示踪颗粒撞击套管管壁产生的撞击信号的时刻为2016年11月1日18点，则t3为2016年11月1日18点。
步骤107:根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离。
具体的，获取到了判断到采油套管上产生的撞击信号中包括示踪颗粒撞击采油套管管壁产生的撞击信号的时刻t2和示踪颗粒的时刻t1，进而根据公式计算采油套管上的漏点深度，其中，L1为采油井的井口到油层套管的漏点处的距离，Vfφ为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度；vs为所述示踪颗粒撞击所述套管管壁产生的振动波沿所述套管管壁的传播速度；t2为判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻，t1为加入所述示踪颗粒的时刻。
具体的，获取到了判断到技术套管上产生的撞击信号中包括示踪颗粒撞击技术套管管壁产生的撞击信号的时刻t3和示踪颗粒的时刻t1，进而根据公式计算技术套管上的漏点深度，其中，L2为采油井的井口到技术套管的漏点处的距离，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度；vs为所述示踪颗粒撞击所述套管管壁产生的振动波沿所述套管管壁的传播速度；t3为判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻，t1为加入所述示踪颗粒的时刻。
进一步的，根据公式确定示踪颗粒在采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，V为规则形状颗粒在静止流体中的沉降速度，为所述示踪颗粒的形状系数。
需要说明的是，不规则形状颗粒在静止流体中的沉降速度的大小与该静止流体的种类有关。不同种类的静止流体，不规则形状颗粒在其内部的沉降速度的大小不同。通常将静止流体的种类分为牛顿流体和非牛顿流体。因此，在计算示踪颗粒在采油井的井筒内的自由沉降速度时，需要先判断采油井井筒内的流体是否是牛顿流体。
需要说明的是，任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体称为牛顿流体；不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。对于判断采油井井筒内的流体是牛顿流体还是非牛顿流体的方法，属于现有技术本发明实施例在此不再累述，本领域技术人员可参考现有技术。
若所述采油井井筒内的流体是牛顿流体，则根据公式颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所述示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cf为阻力系数。
具体的，若采油井井筒内的流体是牛顿流体，则示踪颗粒在该采油井井筒内的层流区(Re<1)自由沉降时，符合斯托克斯阻力公式条件，此时，则根据公式计算示踪颗粒在采油井的井简内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，υ为所述采油井井筒内流体的运动粘度。
具体的，若采油井井筒内的流体是牛顿流体，则示踪颗粒在该采油井井筒内的过渡区(1<Re<100由沉降时，符合A1len阻力系数，此时， 则根据公式计算示踪颗粒在采油井的井筒内的自由沉降速度，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，μ为所述采油井井筒内流体的动力粘度；
具体的，若采油井井筒内的流体是牛顿流体，则示踪颗粒在该采油井井筒内的紊流区(1000<Re<2×105)自由沉降时，阻力系数为常数，此时，Cf＝0.45，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度。
若采油井井筒内的流体是非牛顿流体，且该采油井井筒内的流体是非牛顿流体中的幂律流体，则根据修正系数相关式Cx1.02431+1.44798n-1.47229n2确定阻力系数为Cf＝24/Rep(1.02431+1.44798n-1.47229n2)，其中，Cx为修正系数，n为幂指数，Rep为幂律液体中广义颗粒雷诺数， ρ为采油井井筒内流体的密度，K为采油井井筒内流体的稠度系数，进而根据公式计算示踪颗粒在采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常薮，d为示踪颗粒的直径，ρs为示踪颗粒密度，ρ为采油井井筒内流体的密度，C为修正系数，n为幂指数，K为采油井井筒内流体的稠度系数。
若采油井井筒内的流体是非牛顿流体，且该采油井井筒内的流体是非牛顿流体中的宾汉流体，根据示踪颗粒密度与采油井井筒内流体的密度的比值小于A的数值，其中则可以确定示踪颗粒在采油井井筒内处于沉降状态。若示踪颗粒在采油井井筒内处于沉降状态，则根据公式确定示踪颗粒在采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，fo为屈服应力，Z为塑性粘度。
若采油井井筒内的流体是非牛顿流体，且该采油井井筒内的流体是非牛顿流体中赫巴流体，根公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井简内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，N为流性指数，fo为屈服应力，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数。
本发明实施例提供的方法，首先关闭正在生产的采油井关闭预设的时间长度，待该釆油井井筒内的流体达到静止状态之后，向该采油井的井筒内加入示踪颗粒，并记录加入示踪颗粒的时刻t1，然后打开油层套管与技术套管之间的泄压阀，以使该采油井的套管漏点处环形压力低于采油井的井筒压力，保证示踪颗粒可以随井筒内的流体以较快的速度经套管上的漏点喷岀并撞击技术套管内壁和油层套管外壁，进而采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算杋实时对比分析该撞击信号，当判断到该撞击信号中包括示踪颗粒对套管管壁的撞击信号时，并记录该判断到的时刻t，然后根据公式计算采油井的井口到套管的漏点处的距离，实现了快速有效的套管漏点深度检测，降低了套管漏点深度检测的复杂度和高成本，为采油井的安全生产提供帮助。
图2是本发明实施例提供的用于采油井的套管漏点深度检测装置的结构示意图，参见图2，该装置可以包括:
第一处理模块210，用于关闭正在生产的采油井；
第二处理模块220，用于待所述采油井关闭预设的时间长度之后，通过所述采油井的井口向所述采油井的井筒内加入示踪颗粒，并记录加入所述示踪颗粒的时刻；
第三处理模块230，用于打开油层套管与技术套管之间的泄压阀，以使所述采油井的套管漏点处环形压力低于所述采油井的井筒压力；
第一采集模块240，用于采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号；
第一判断模块250，用于判断所述撞击信号中是否包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号；
第一记录模块260，用于当判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时，记录判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻；
第一计算模块270，用于根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，其中，其中L为所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度；vs为所述示踪颗粒撞击所述套管管壁产生的振动波沿所述套管管壁的传播速度；t为判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻，t1为加入所述示踪颗粒的时刻。
可选的，所述套管包括所述油层套管和所述技术套管，所述油层套管位于所述技术套管内部，第一采集模块240具体用于：
分别采集所述油层套管和所述技术套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号。
可选的，参考图3所示，第一计算模块270包括：
第一计算子模块2701，用于根据公式确定所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，V为规则形状颗粒在静止流体中的沉降速度，为所述示踪颗粒的形状系数；
第二计算子模块2702，用于所述根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离。
可选的，第一计算子模块2701具体用于:
确定所述采油井井筒内的流体是否为牛顿流体；
若所述采油井井筒内的流体是牛顿流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所述示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cf为阻力系数。
可选的，第一计算子模块2701具体还用于：
若所述采油井井简内的流体是幂律流体，则根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cx为修正系数，Cx1.02431+1.44798n-1.47229n2，n为幂指数，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数；
若所述采油井井筒内的流体是宾汉流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，fo为屈服应力，Z为塑性粘度；
若所述采油井井筒内的流体是赫巴流体，则根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井简内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，N为流性指数，fo为屈服应力，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数。
可选的，第一计算子模块2701具体还用于:
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的层流区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，υ为所述采油井井筒内流体的运动粘度；
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的过渡区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，μ为所述采油井井筒内流体的动力粘度；
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的紊流区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度。
需要说明的是:上述实施例提供的一种用于采油井的套管漏点深度检测装置在进行套管露点深度检测时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的用于采油井的套管漏点深度检测装置与用于采油井的套管漏点深度检测方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种用于采油井的套管漏点深度检测方法，其特征在于，所述方法包括：
关闭正在生产的采油井；
待所述采油井关闭预设的时间长度之后，通过所述采油井的井口向所述采油井的井筒内加入示踪颗粒，并记录加入所述示踪颗粒的时刻；
打开油层套管与技术套管之间的泄压阀，以使所述采油井的套管漏点处环形压力低于所述采油井的井筒压力；
采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号；
判断所述撞击信号中是否包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号；
当判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时，记录判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻；
根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，其中L为所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度；vs为所述示踪颗粒撞击所述套管管壁产生的振动波沿所述套管管壁的传播速度；t为判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻，t1为加入所述示踪颗粒的时刻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述套管包括所述油层套管和所述技术套管，所述油层套管位于所述技术套管内部，相应的，所述采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号，包括：
分别采集所述油层套管和所述技术套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据公式 计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，包括：
根据公式确定所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，V为规则形状颗粒在静止流体中的沉降速度，为所述示踪颗粒的形状系数；
所述根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据公式确定所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，包括：
确定所述采油井井筒内的流体是否为牛顿流体；
若所述采油井井筒内的流体是牛顿流体，则根据公式颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所述示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cf为阻力系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述采油井井筒内的流体是否为牛顿流体之后，还包括：
若所述采油井井简内的流体是幂律流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cx为修正系数，Cx＝1.02431+1.44798n-1.47229n2，n为幂指数，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数；
若所述采油井井筒内的流体是宾汉流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，fo为屈服应力，Z为塑性粘度；
若所述采油井井筒内的流体是赫巴流体，则根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井简内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，N为流性指数，fo为屈服应力，K为所述采油井井筒内流体的稠度系数。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述采油井井筒内的流体是牛顿流体，则根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，包括：
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的层流区沉降时，根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，υ为所述采油井井筒内流体的运动粘度；
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的过渡区沉降时，根据公式 计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，μ为所述采油井井筒内流体的动力粘度；
当所述示踪颗粒在所述牛顿流体的紊流区沉降时，根据公式计算所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所示示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度。
7.一种用于采油井的套管漏点深度检测装置，其特征在于，所述装置包括：
第一处理模块，用于关闭正在生产的采油井；
第二处理模块，用于待所述采油井关闭预设的时间长度之后，通过所述采油井的井口向所述采油井的井筒内加入示踪颗粒，并记录加入所述示踪颗粒的时刻；
第三处理模块，用于打开油层套管与技术套管之间的泄压阀，以使所述采油井的套管漏点处环形压力低于所述采油井的井筒压力；
第一采集模块，用于采集套管管壁上的撞击信号，并利用计算杋实时对比分析所述撞击信号；
第一判断模块，用于判断所述撞击信号中是否包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号；
第一记录模块，用于当判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时，记录判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻；
第一计算模块，用于根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，其中，根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，其中L为所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度；vs为所述示踪颗粒撞击所述套管管壁产生的振动波沿所述套管管壁的传播速度；t为判断到所述撞击信号中包括所述示踪颗粒对所述套管管壁的撞击信号时的时刻，t1为加入所述示踪颗粒的时刻。
8.根据权利要求7所述的装置，所述套管包括所述油层套管和所述技术套管，所述油层套管位于所述技术套管内部，其特征在于，所述第一采集模块具体用于：
分别采集所述油层套管和所述技术套管管壁上的撞击信号，并利用计算机实时对比分析所述撞击信号。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：
第一计算子模块，用于根据公式确定所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，为所述示踪颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，V为规则形状颗粒在静止流体中的沉降速度，为所述示踪颗粒的形状系数；
第二计算子模块，用于所述根据公式计算所述采油井的井口到所述套管的漏点处的距离。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一计算子模块具体用于：
确定所述采油井井筒内的流体是否为牛顿流体
若所述采油井井筒内的流体是牛顿流体，则根据公式颗粒在所述采油井的井筒内的自由沉降速度，其中，g为重力加速度常数，d为所述示踪颗粒的直径，ρs为所述示踪颗粒密度，ρ为所述采油井井筒内流体的密度，Cf为阻力系数。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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