EA033551B1

EA033551B1 - Способ измерения электропроводности флюида и влагосодержания флюида в скважине и автономный скважинный резистивиметр-влагомер для его осуществления

Info

Publication number: EA033551B1
Application number: EA201700362A
Authority: EA
Inventors: Artur Mikhailovich Aslanyan; Dmitry Alexandrovich Davydov
Original assignee: Llc Miks Miks Llc
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2019-10-31
Also published as: EA201700362A1

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении геофизических исследований в горизонтальных и наклонно-направленных действующих нефтяных скважинах. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Автономный скважинный резистивиметр-влагомер содержит блок питания, герметичный корпус, в верхней части которого расположен герметичный отсек, содержащий измерительную систему, а в нижней его части по оси корпуса расположено первое и второе сквозные окна овального сечения, образующие цилиндрический канал. При этом между окнами внутри корпуса образован сквозной цилиндрический канал резистивиметра, содержащий датчик резистивиметра, выполненный в виде двух катушек и предназначенный для измерения электропроводности флюида в скважине. Причем во втором сквозном окне, находящемся выше первого, по оси корпуса расположен датчик влагомера, предназначенный для измерения влагосодержания флюида в скважине, при этом датчик влагомера снабжен датчиком температуры.

Description

Область техники

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении геофизических исследований в горизонтальных и наклонно-направленных действующих нефтяных скважинах.

Уровень техники

В уровне техники широко известен физический принцип действия приборов данного типа.

Например, известно устройство резистивиметр индукционный скважинный (Аппаратура и оборудование для исследований нефтяных и газовых скважин: Справочник/ А.А. Молчанов и др. - М.: Недра, 1987. - 224 с.), предназначенный для бесконтактного измерения удельной электрической проводимости скважинной жидкости различной минерализации в колонне и насосно-компрессорных трубах эксплуатационных и нагнетательных скважин. В приборе используется индуктивный трансформаторный метод измерения электропроводности жидкости. В жидкости катушкой возбуждается переменное электромагнитное поле, другой катушкой измеряется наведенная ЭДС, величина которой зависит от геометрии катушек, их взаимного положения и электропроводности находящейся между ними жидкости. В этом скважинном приборе катушки выполнены в виде тороидов, расположенных соосно. Внутри катушек проходит измерительный канал, который через окна в кожухе прибора свободно заполняется жидкостью, находящейся в скважине. Первая катушка питается от генератора током высокой частоты. Сигнал, пропорциональный проводимости жидкости в измерительном канале, снимается со второй катушки.

Также известно устройство диэлькометрического влагомера (Берлинер М.А. Измерения влажности. М.: Энергия, 1973. - 400 с), основанное на принципе дифференциальных измерительных схем, содержащем генератор частот, к выводам которого последовательно соединены образцовый конденсатор и конденсатор чувствительного элемента датчика.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является скважинный индукционный резистивиметр RU 2261992 С2 (опубл. 10.10.2005, МКП Е21В 47/00, ОАО НПП ВНИИГИС (RU) и др.), предназначенный для бесконтактного измерения удельной электрической проводимости скважинной жидкости.

Недостатками рассмотренных устройств является погрешность измерения удельной электрической проводимости скважинной жидкости при изменении исходной температуры скважинной жидкости

Задача предлагаемой группы состоит в разработке автономного скважинного резистивиметравлагомера с улучшенными эксплуатационными возможностями и качеством измерения, обеспечивающего точность измерения параметров в скважине.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение точности измерения.

Дополнительным техническим результатом является повышение надежности автономного скважинного резистивиметра-влагомера при эксплуатации при одновременном упрощении его конструкции.

Поставленная задача и требуемый технический результат достигаются за счет того, что способ измерения электропроводности флюида в скважине заключается в измерении температуры флюида в скважине при помощи датчика температуры и электропроводности флюида в скважине при помощи датчика резистивиметра, при этом в процессе измерения производят запись измеренных температуры и электропроводности флюида, а истинное значение электропроводности флюида в скважине определяют на основе измеренных температуры и электропроводности флюида в скважине по формуле:

где a₀₀, a₀₁, a₀₂, a₁₀, a₁₁, a₁₂, a₂₀, a₂₁, a₂₂ - коэффициенты, рассчитанные при проведении калибровки прибора в рабочем диапазоне температур;

Т - измеренное значение температуры флюида;

G - измеренное значение электропроводности флюида;

S - истинное значение электропроводности флюида.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что способ измерения влагосодержания (процентного содержания воды) флюида в скважине, заключающийся в измерении температуры флюида в скважине при помощи датчика температуры и процентного содержания воды в флюиде в скважине при помощи датчика влагомера, при этом в процессе измерения производят запись измеренных температуры и процентного содержания воды в флюиде, а истинное процентное содержание воды в флюиде в скважине определяют на основе измеренных температуры и процентного содержания воды в флюиде в скважине по формуле:

V = d₀₀ + d_wT + d₂₀T² + (d οι + du? + d21T²)L+(d02 + d₁₂T + d₂₂T²)L² , (II) где d₀₀, d₀₁, d₀₂, d₁₀, d₁₁, d₁₂, d₂₀, d₂₁, d₂₂ - коэффициенты, рассчитанные при проведении калибровки прибора в рабочем диапазоне температур;

Т - измеренное значение температуры потока флюида;

L- измеренное влагосодержание флюида.

V - истинное влагосодержание флюида.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что автономный скважинный ре- 1 033551 зистивиметр-влагомер для осуществления выше раскрытых способов содержит блок питания, герметичный корпус, в верхней части которого расположен герметичный отсек, содержащий измерительную систему, а в нижней его части по оси корпуса расположено первое и второе сквозные окна овального сечения, образующие цилиндрический каналы, при этом между окнами внутри корпуса образован сквозной цилиндрический канал резистивиметра содержащий датчик резистивиметра, выполненный в виде двух катушек и предназначенный для измерения электропроводности жидкости в скважине, причем во втором сквозном окне, находящемся выше первого, по оси корпуса расположен датчик влагомера, предназначенный для измерения влагосодержания флюида в скважине, при этом датчик влагомера снабжен датчиком температуры.

Г ерметичный отсек выполнен с возможностью размещения в нем блоков микроконтроллера, датчика температуры модема для управления работой прибора, преобразования сигналов датчика резистивиметра и преобразования сигналов датчика влагомера и флеш-памяти, смонтированных на одном шасси причем блок микроконтроллера электрически связан с другими блоками.

Датчик резистивиметра электрически связан с блоком преобразования сигналов датчика резистивиметра и выполнен в виде первичной и вторичной катушек, расположенных в корпусе соосно по длине канала резистивиметра.

Датчик влагомера электрически связан с блоком преобразования сигналов датчика влагомера и выполнен в виде выносного датчика измерения емкости по мостовой схеме.

Нижний конец корпуса снабжен первым переходным разъемом, соединенным через общую шину с вычислительной системой.

Верхний конец корпуса снабжен вторым переходным разъемом, соединенным через общую шину с вычислительной системой.

В нижнем конце корпуса расположен первый обтекатель, выполненный возможностью жесткого крепления к нижней части корпуса.

В верхнем конце корпуса расположен блок питания с соединительным разъемом, выполненный с возможностью жесткого крепления его нижней частью к корпусу, таким образом, что второй переходный разъем корпуса и соединительный разъем блока питания соединяются между собой.

Блок питания содержит аккумулятор, электрически связанный с соединительным разъемом блока питания.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

На фиг. 1 - изображен продольный разрез автономного скважинного резистивиметра-влагомера.

На фиг. 2 - изображен продольный разрез блока питания.

На фиг. 3 - изображена блок-схема измерительной системы автономного скважинного резистивиметра-влагомера.

- корпус; 2 - первое сквозное окно; 3 - второе сквозное окно; 4 - герметичный отсек; 5 - канал резистивиметра; 6 - датчик влагомера; 7 - первичная катушка; 8 -вторичная катушка; 9 - первый переходный разъем корпуса; 10 - второй переходный разъем корпуса; 11 - первый обтекатель; 13 - блок питания; 14 - соединительный разъем блока питания; 15 - сквозное отверстие обтекателя; 16 - блок флеш-памяти; 17 - блок микроконтроллера; 18 - блок модема; 19 - блок преобразования сигналов датчика резистивиметра; 20 - блок преобразования сигналов датчика влагомера; 21 - общая шина; 22 - датчик температуры.

Осуществление изобретения

Автономный скважинный резистивиметр-влагомер, содержит блок питания (13), герметичный корпус (1), в верхней части которого расположен герметичный отсек (4), содержащий измерительную систему, а в нижней его части по оси корпуса расположено первое (2) и второе (3) сквозные окна овального сечения, образующие цилиндрический каналы, при этом между окнами внутри корпуса (1) образован сквозной цилиндрический канал резистивиметра (5), содержащий датчик резистивиметра, выполненный в виде двух катушек (7, 8) и предназначенный для измерения электропроводности флюида в скважине, причем во втором (3) сквозном окне, находящемся выше первого (2), по оси корпуса (1) расположен датчик влагомера (6), предназначенный для влагосодержания флюида в скважине, при этом датчик влагомера (6) снабжен датчиком температуры (22).

Герметичный отсек (4) выполнен с возможностью размещения в нем блоков микроконтроллера (17), модема (18) для управления работой прибора, преобразования сигналов (19) датчика резистивиметра и преобразования сигналов (20) датчика влагомера и флеш-памяти (16), смонтированных на одном шасси причем блок микроконтроллера (17) электрически связан с другими блоками.

Вышеуказанные блоки смонтированы на печатных платах.

Датчик резистивиметра электрически связан с блоком преобразования сигналов (19) и выполнен в виде первичной (7) и вторичной (8) катушек, расположенных соосно в корпусе по длине канала (5) резистивиметра.

Датчик влагомера (6) электрически связан с блоком преобразования сигналов (20) датчика влагомера и выполнен в виде выносного датчика измерения емкости по мостовой схеме.

- 2 033551

Датчик температуры (22) электрически связан с блоком микроконтроллера (17).

Нижний конец корпуса (1) снабжен первым переходным разъемом (9), соединенным через общую шину (21) с вычислительной системой.

Верхний конец корпуса (1) снабжен вторым переходным разъемом (10), соединенным через общую шину (21) с вычислительной системой.

В нижнем конце корпуса (1) расположен первый обтекатель (11), выполненный возможностью жесткого крепления к нижней части корпуса (1).

В верхнем конце корпуса (1) расположен блок питания (13) с соединительным разъемом (14), выполненный с возможностью жесткого крепления его нижней частью к корпусу (1), таким образом, что второй переходный разъем (10) корпуса и соединительный разъем (14) блока питания соединяются между собой.

Блок питания (13) содержит аккумулятор, электрически связанный с соединительным разъемом (14) блока питания.

В верхней части блока питания (13) расположен второй обтекатель (на фиг. 2 не показан), выполненный с возможностью жесткого крепления к блоку питания (13).

Первый (11) и второй обтекатели имеют форму конуса, у вершины каждого из которых выполнено перпендикулярно оси корпуса сквозное отверстие (15).

Автономный скважинный резистивиметр-влагомер работает следующим образом.

К верхней части корпуса (1) резистивиметра-влагомера присоединяют блок питания (13) при помощи резьбового соединения, таким образом, что второй переходный разъем (10) корпуса и соединительный разъем (14) блока питания соединяются между собой, а к нижней части корпуса (1) резистивиметравлагомера присоединяют первый обтекатель (11) при помощи резьбового соединения. Первый обтекатель (11) способствует лучшему обтеканию прибора жидкостью в скважине. Затем к блоку питания (13) присоединяют второй обтекатель. После чего в сквозном отверстии (15) второго обтекателя (11) закрепляют трос и опускают в скважину, при этом питание вычислительной системы обеспечивается аккумулятором, расположенным в блоке питания при помощи общей шины (21).

В качестве троса могут применять специальный геофизический электрическом кабель, который выполняет функцию троса и подачи питания к спускаемому прибору (что позволяет исключить блок батарей или осуществлять зарядку блока батарей), а также для передачи записываемую во флешь память информацию в реальном времени для анализа оператором на устье скважины, т. е. оператор на устье скважины с помощью приемного устройства может наблюдать информацию поступающих с датчиков спускаемых приборов, которая одновременно записывается во флешь память приборов и таким образом может принять оперативно решение в случае необходимости об изменении программы исследования скважины (изменение скорости спуска, моменты остановки приборов, глубину погружения приборов и другие параметры).

Первое (2) и второе (3) сквозные окна и каналы резистивиметра (5) резистивиметра-влагомера, помещенного в скважину, заполняются скважинной жидкостью. Для измерения электропроводности флюида микроконтроллер (17) подает сигнал, который подключает питание на генератор высокой частоты блока преобразования сигналов (19) датчика резистивиметра от аккумулятора по общей шине (21). Генератор высокой частоты возбуждает в первичной катушке (7) датчика резистивиметра переменное магнитное поле, а вторичной катушкой (8) измеряется ЭДС, наведенное переменным магнитным полем жидкости. Полученный сигнал во вторичной катушке (8) усиливается и выпрямляется при помощи усилителя и выпрямителя блока обработки сигналов (19) датчика резистивиметра, а затем подается на аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера (17), где он оцифровывается, после чего записывается на флеш-память (16).

Для измерения влагосодержания флюида в скважине микроконтроллер (17) подает сигнал, который подключает питание на кварцевый генератор частоты блока преобразования сигналов (20) датчика влагомера от аккумулятора по общей шине (21). Кварцевый генератор активирует измерительный сигнал и схему мостового измерителя емкости емкостного датчика влагомера (6). Емкость датчика влагомера (6) изменяется пропорционально количеству воды в скважине. Емкость датчика сравнивается с эталонной емкостью посредствам мостового измерителя. Разность сигналов измеренной и эталонной емкостей усиливается и выпрямляется при помощи усилителя и выпрямителя блока обработки сигналов (20) датчика влагомера, а затем подается на аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера (17), где он оцифровывается, после чего записывается на флеш-память (16). Данные с датчика (22) температуры передаются на аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера (17), где они оцифровываются, после чего записываются на флеш-память (16).

Первый (9) и второй (10) переходные разъемы предназначены для соединения с другими приборами, содержащие различные датчики и поддерживающие работу по общей шине AMI.

Для анализа записанных данные с датчиков резистивиметра и влагомера резистивиметр-влагомер извлекают из скважины затем к специальному разъему блока питания подключают шину AMI, связанную с персональным компьютером, в котором специальная программа рассчитывает влагосодержание флюида и электропроводность флюида на основе записанных данные с датчиков резистивиметра и вла

- 3 033551 гомера с учетом исходной температуры скважинной жидкости в соответствии с формулами (1) и (2):

Коэффициенты a₀₀, a^, a₀₂, a₁₀, a₁₁, a₁₂, a₂₀, a₂₁, a₂₂ для формулы (I) подобраны эмпирически при настройке прибора, заключающейся в калибровке прибора на специальном стенде. Помещая прибор в эталонные растворы (хлористый натрий) различной концентрации при различных температурах в рабочем диапазоне температур, снимают показания резистивиметра - измеренное значение электропроводности эталонного раствора (Gij - измеренное значение электропроводности эталонного раствора при исходной i-удельной электропроводности эталонного раствора и j-температуре эталонного раствора при настройке прибора) в соответствии с табл. (1), при этом в зависимости от концентрации эталонного раствора он имеет различную исходную удельную электропроводность Si, измеренную при нормальных условиях.

Таблица 1

Исходная удельная электрическая проводимость, Cm/m(Si)	Температура эталонного раствора, °C
30	40	50	60
0,000005	Gn	G-I2	θ13	Gi4
4,46	G₂i	θ22	G₂3	g₂₄
8,20	G31	θ32	G33	θ34
13,39	θ41	G₄₂	g₄₃	g₄₄
21,17	G₅1	G52	θ53	G54
24,72	θ61	θ62	θ63	Ge₄

В соответствии с табл. 1 - G₁₁ - измеренное значение электропроводности эталонного раствора при первой исходной удельной электропроводности эталонного раствора и первой температуре эталонного раствора в соответствии с табл. 1; G₁₂ -измеренное значение электропроводности эталонного раствора при первой исходной удельной электропроводности эталонного раствора и второй температуре эталонного раствора в соответствии с табл. 1; G₁₃ - измеренное значение электропроводности эталонного раствора при первой исходной удельной электропроводности эталонного раствора и третьей температуре эталонного раствора в соответствии с табл. 1; G₁₄ -измеренное значение электропроводности эталонного раствора при первой исходной удельной электропроводности эталонного раствора и четвертой температуре эталонного раствора в соответствии с табл. 1 и т.д.

Затем определяют коэффициенты b₁j, b₂j, b₃j для каждого значения температуры из табл. 1 решением систем линейных уравнений:

6 66 b_2j £ Gtj + £ G?j + b_oj £ G?j = £ GfjSt |i=l i=l i=li=l + &ι₇Σ^=ι^ι7 + b_OjXt=iGij = У ^G^-Sj (Bl)

66 b₂j У G7 + b-ц У Gy + 6b_oj = У Sj i=i i=ii=i где b₀j, b₁j, b₂j - коэффициенты для каждого значения температуры (см. табл. 2), Gij -измеренное значение электропроводности эталонного раствора из табл. 1; S_i -удельная электропроводность эталонного раствора из табл. 1.

Для определения коэффициентов b₀₁, b₁₁, b₂₁, для температуры эталонного раствора 30°C решают систему уравнений (III):

6 66 ^2i У + Ьц У + b_Oi Gii = G^Sj |i=i t=l i=ii=l b₂i Σ^=ι G?! + Ьц G/i + b_Oi Ef=i G;i = Σ/=ι G^Si (III)

66 b₂i Gn + Ьц Gji + 6b₀₁ = У Sj i=i i=li=l где Zf=i = Gn+ G21+ G₃₁+ G₄i+ G₅₁+ G₆i, ΣΓ=ι^ί = 0,000005+4,46+8,20+13,39+27,72.

Для определения остальных коэффициентов b₀j, b₁j, b₂j аналогично решают систему уравнений (3), при этом для определения коэффициентов (для температуры 40°C) b₀₂, b₁₂, b₂₂ в системе уравнений (III) используется £i=iGi2 - G-i2⁺ G22⁺ G32+ G42+ G52+ Ge2, для определения коэффициентов (для температуры 50°C) b₀₃, b₁₃, b₂₃ в системе уравнений (III) используется Σ₍'=ι G_;3 - G₁₃+ G₂3⁺ G33+ G43⁺ G53+ Ges, а для определения коэффициентов (для температуры 60°C) b₀₄, b₁₄, b₂₄ в системе уравнений (3) используется Σί’=ι Gj₄ = G₁₄+ G₂₄+ 634+ g₄₄+ g₅₄+ G₆₄.

- 4 033551

Таблица 2

Коэффициенты	Температура эталонного раствора, °C
30	40	50	60
boj	boi	Ьо2	Ьоз	Ьо4
Ьц	Ьц	Ь12	bi3	Ьц
b2i	Ь21	Ь22	Ьгз	Ьг4

По полученным коэффициентам by для каждого значения температуры решением систем линейных уравнений определяют коэффициенты a_2i, ящ a_oi (^о, От, a₀₂, ^о, Оь ai₂, a₂₀, a₂₁, a₂₂):

4 44 «2ί ⁶ί+“π Σ^+αοί Σ ⁼Σ ^b^^}Tjj=l j=l j=lj=l a₂i Σ;=ι bj + Σ)=1 bj + a_Qi Σ?₌₁ Ьц = ЬцТ; (IV) ^a2i Σ;=ι Ьц + a_lt Σ/=ι Ьц + 4a₀^ —^7), где bij - определенные коэффициенты из табл. 2; a_2i, a_1i5 a_0i - коэффициенты для каждого значения коэффициента b₂j, bj b₀j, соответственно; Tj - температура эталонного раствора.

Для определения коэффициентов ^₀, ^ι, 4+ решают систему уравнений (IV):

4 44 «20 + а₁₀ bgj + а₀₀ b^j = b^Tj j=l j=l J=1j=l «20 Σ)₌₁ b³0j + α10 Σ)=1 b³j + α00 Σ)₌₁ b_Qj = b_0JTj (IV) ^τή «20 Σ/=ι b%j + α₁₀ Σ)=ι b_oj + 4α₀₀ = где Σ;=ι&ο₇· = b_Oi+ b₀2⁺ b₀₃+ b₀₄; Tj =30+40+50+60.

Для определения остальных коэффициентов a_2i, a_1i5 a_0i аналогично решаем систему уравнений (IV), при этом для определения коэффициентов a₁₀, a₁₁, a₁₂ в системе уравнений (IV) используется

Ьл i' ⁼ Ьц + bl9^ ID13+ bld, 1 1 о ^J-¹ -м ^{ΊΊ ιζ 10} а для определения коэффициентов a20, a21, a22 в системе уравнений (IV) используется Σ_/=ι^2/- b₂-i+ b₂₂+ b₂₃+b₂4·

Для подбора коэффициентов d₀₀, d₀₁, d₀₂, d₁₀, d₁₁, d₁₂, d₂₀, d₂₁, d₂₂ при настройке прибора для формулы (II) используется эталонный раствор - смесь воды с дизельным топливом, которая готовиться в соответствующих пропорциях тщательным перемешиванием на специализированном стенде. Помещая прибор в эталонные растворы (смесь воды с дизельным топливом) различной концентрации при различных температурах в рабочем диапазоне температур, снимают показания влагомера -измеренное значение процентного содержания воды в эталонном растворе (Lij - измеренное значение процентного содержания воды в эталонном растворе при исходном i-процентном содержании воды в эталонном растворе и j-температуре эталонного раствора при настройке прибора) в соответствии с табл. 3, при этом в зависимости от концентрации воды в эталонном растворе он имеет различное процентное содержание воды в Vi, измеренное при нормальных условиях.

Таблица 3

Исходное процентное содержание воды в эталонном растворе (V), %	Температура эталонного раствора, °C
30	40	50	60
0	Ln	L12	L-13	Lu
10	L21	L22	L₂₃	L24
20	L31	L32	L33	l₃₄
30	l₄₁	L₄2	L43	l₄₄
45	L51	L₅2	L53	Lm
60	1-61	L.62	L₆₃	Ц₄

В соответствии с табл. 3 L₁₁, - измеренное значение процентного содержания воды в эталонном растворе при первом исходном процентном содержании воды в эталонном растворе и первой температуре эталонного раствора в соответствии с табл. 3; L₁₂ - измеренное значение процентного содержания воды в эталонном растворе при первом исходном процентном содержании воды в эталонном растворе и второй температуре эталонного раствора в соответствии с табл. 3; L₁₃ - измеренное значение процентного со держания воды в эталонном растворе при первом исходном процентном содержании воды в эталонном растворе и третьей температуре эталонного раствора в соответствии с табл. 3; L₁₄ - измеренное значение процентного содержания воды в эталонном растворе при первом исходном процентном содержании воды в эталонном растворе и четвертой температуре эталонного раствора в соответствии с табл. 3 и т.д.

Затем определяют коэффициенты b₁j, b₂j, b₃j для каждого значения температуры из табл. 3 решением систем линейных уравнений:

- 5 033551

6 6 6 *_2J ς 4+Σ 4·+Σ+⁼Σ ^L»^Vi |ί=1 ί=1 ί=1ί=1 b₂j Σγ=1 by + Σ£=1 by + b_Oj Σγ=1 by = У by V) (V)

66

Ζ?2/ Ljj + b-^j У^ Lij + 6b(y = У, V( i=i i=ii=i где boj, bij, b₂j - коэффициенты для каждого значения температуры (см. табл. 2), Lij - измеренное значение процентного содержания воды в эталонном растворе из табл. 3; V_i - процентное содержания воды в эталонном растворе из табл. 3.

Коэффициенты b₀j, b₁j, b₂j (см. табл. 2) определяются решением системы уравнений (V) таким же образом, что при решении системы уравнений (III).

По полученным коэффициентам bij для каждого значения температуры решением систем линейных уравнений определяют коэффициенты di, di, di (do, di, d2, do, di, d2, do, di, d₂₂):

4 4 4 di Σ ^+dii Σ^ь%^+doi Σ ⁼Σ ^b^^jTjIj=l j=i j=i j=i d_2i ΣΚι ^biJ + du Σ}=ι btj + d_oi Σ)₌₁ by = ΣΣ bijTj (VI) d_2i Σ;=ι bfj + d_u Σ)=ι Ь^ + 4d₀t = У Tj, где bij - определенные коэффициенты из табл. 2; d_2i, d_1i, d_0i - коэффициенты для каждого значения коэффициента b₂j, b₁j, b₀j, соответственно; Tj - температура эталонного раствора.

Коэффициенты d_2i, d_1i, d_0i (d₀₀, d₀₁, d₀₂, d₁₀, d₁₁, d₁₂, d₂₀, d₂₁, d₂₂) определяются решением системы уравнений (VI) таким же образом, что при решении системы уравнений (IV).

Как показали эксперименты, заявленная группа изобретений позволяет повысить точность измерения за счет того, что при вычислении электропроводности флюида и влагосодержания флюида учитывается исходная температура потока скважинного флюида, обеспечивающая исключение погрешности при изменении исходной температуры потока скважинного флюида.

Хотя предлагаемая группа изобретений была подробно раскрыта выше со ссылками на конкретные варианты осуществления, которые представляются предпочтительными, необходимо помнить, что эти примеры осуществления изобретения приведены только в целях иллюстрации изобретения. Данное описание не должно рассматриваться как ограничивающее объем изобретения, поскольку в этаны описанных способов и устройств специалистами в области физики, нефтегазодобывающей промышленности и др. могут быть внесены изменения, направленные на то, чтобы адаптировать их к конкретным устройствам или ситуациям, и не выходящие за рамки прилагаемой формулы изобретения. Специалисту в данной области понятно, что в пределах сферы действия изобретения, которая определяется пунктами формулы изобретения, возможны различные варианты и модификации, включая эквивалентные решения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Автономный скважинный резистивиметр-влагомер, содержащий блок питания, герметичный корпус, в верхней части которого расположен герметичный отсек, содержащий измерительную систему, а в нижней его части по оси корпуса расположено первое и второе сквозные окна овального сечения, образующие цилиндрический канал, при этом между окнами внутри корпуса образован сквозной цилиндрический канал резистивиметра, содержащий датчик резистивиметра, выполненный в виде двух катушек и предназначенный для измерения электропроводности флюида в скважине, причем во втором сквозном окне, находящемся выше первого, по оси корпуса расположен датчик влагомера, предназначенный для измерения влагосодержания в скважине, при этом датчик влагомера снабжен датчиком температуры, предназначенным для измерения температуры флюида в скважине.
2. Резистивиметр-влагомер по п.1, отличающийся тем, что герметичный отсек выполнен с возможностью размещения в нем блоков микроконтроллера, датчика температуры модема для управления работой прибора, преобразования сигналов датчика резистивиметра и преобразования сигналов датчика влагомера и флеш-памяти, смонтированных на одном шасси, причем блок микроконтроллера электрически связан с другими блоками.
3. Резистивиметр-влагомер по п.2, отличающийся тем, что датчик резистивиметра электрически связан с блоком преобразования сигналов датчика резистивиметра и выполнен в виде первичной и вторичной катушек, расположенных в корпусе соосно по длине канала резистивиметра.
4. Резистивиметр-влагомер по п.2, отличающийся тем, что датчик влагомера (6) электрически связан с блоком преобразования сигналов датчика влагомера и выполнен в виде выносного датчика измерения емкости по мостовой схеме.

- 6 033551
5. Резистивиметр-влагомер по п.1, отличающийся тем, что нижний конец корпуса снабжен первым переходным разъемом, соединенным через общую шину с вычислительной системой.
6. Резистивиметр-влагомер по п.1, отличающийся тем, что верхний конец корпуса (1) снабжен вторым переходным разъемом, соединенным через общую шину с вычислительной системой.
7. Резистивиметр-влагомер по п.5, отличающийся тем, что в нижнем конце корпуса расположен первый обтекатель, выполненный возможностью жесткого крепления к нижней части корпуса.
8. Резистивиметр-влагомер по п.6, отличающийся тем, что в верхнем конце корпуса расположен блок питания с соединительным разъемом, выполненный с возможностью жесткого крепления его нижней частью к корпусу таким образом, что второй переходный разъем корпуса и соединительный разъем блока питания соединяются между собой.
9. Резистивиметр-влагомер по п.8, отличающийся тем, что блок питания содержит аккумулятор, электрически связанный с соединительным разъемом блока питания.
10. Способ измерения электропроводности флюида в скважине, заключающийся в спуске резиствиметра-влагомера по п.1 в скважину с последующим измерением температуры флюида в скважине при помощи датчика температуры и электропроводности флюида в скважине при помощи датчика резистивиметра, при этом в процессе измерения производят запись измеренных температуры и электропроводности флюида, а истинное значение электропроводности флюида в скважине определяют на основе измеренных температуры и электропроводности флюида в скважине по формуле

S = а₀₀ + a_wT + а₂₀Т² + (a 01 + ariT + сг21Г²)6+(сг 02 + α_ί2Τ + а₂₂Т²)С², где a₀₀, a₀₁, a₀₂, a₁₀, a₁₁, a₁₂, a₂₀, a₂₁, a₂₂ - коэффициенты, рассчитанные при проведении калибровки резиствиметра-влагомера в рабочем диапазоне температур;

Т - измеренное значение температуры флюида;

G - измеренное значение электропроводности флюида;

S - истинное значение электропроводности флюида.
11. Способ измерения влагосодержания в скважине, заключающийся в спуске резиствиметравлагомера по п.1 в скважину с последующим измерением температуры флюида в скважине при помощи датчика температуры и процентного содержания воды во флюиде в скважине при помощи датчика влагомера, при этом в процессе измерения производят запись измеренных температуры и процентного содержания воды во флюиде, а истинное процентное содержание воды во флюиде в скважине определяют на основе измеренных температуры и процентного содержания воды во флюиде в скважине по формуле:

V = d₀₀ + d₁₀T + d₂₀T² + (d 01 + driT + d21T²)L+(d02 + d₁₂T + d₂₂T²~)L² , где d₀₀, d₀₁, d₀₂, d₁₀, d₁₁, d₁₂, d₂₀, d₂₁, d₂₂ - коэффициенты, рассчитанные при проведении калибровки резиствиметра-влагомера в рабочем диапазоне температур;

Т - измеренное значение температуры потока флюида;

L - измеренное влагосодержание флюида;

V - истинное влагосодержание флюида.