RU1789682C - Способ измерени давлени среды в заколонном пространстве скважины - Google Patents

Abstract

Использование: определение давлени  среды в заколонном пространстве скважин, Сущность изобретени : в заколонном пространстве скважины устанавливают преобразователь давлени  с подвижным и неподвижным источниками гамма-излучени . Нанос т на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданным рассто нием между полюсами. Один из по-, люсов метки совмещают с неподвижным источником гамма-излучени . Периодически регистрируют излучение каждого из источников . Определ ют смещение подвижного источника относительно второго полюса магнитной метки. По величине смещений устанавливают величину давлени  среды в заколонном пространстве скважины.

Description

Изобретение относитс  к промыслово- геофизическим исследовани м скважин, в частности к способам пр мого изучени  физических свойств заколонного пространства .

Известен способ измерени  физических параметров среды в заколонном пространстве скважины, включающий размещение в заданных дл  исследовани  интервалах заколонного пространства измерительных датчиков (например, давлени  или температуры), регистрацию физических параметров среды измерительными датчиками и передачу геофизической информации от датчиков на поверхность по геофизическому кабелю, который опускают в заколонное пространство синхронно с колонной труб.

Недостатками способа  вл ютс :

- высока  стоимость реализации, обусловленна  в основном необходимостью использовани  остродефицитного в отрасли геофизического кабел  как расходного материала;

- возможность установки в скважине только такого количества измерительных датчиков, которое соответствует числу спускаемых отрезков кабел ;

- необходимость разработки и применени  специального оборудовани  дл  синхронного спуска геофизического кабел  и колонны труб;

- низка  надежность, обусловленна  возможностью повреждени  геофизического кабел  при спуске колонны..

Известен способ дискретного измерени  физических параметров затрубного пространства скважины, включающий разю

мещение с внешней стороны колонны труб измерительных датчиков, преобразующих измер емые параметры среды в перемещение подвижных источников гамма-излучени  датчиков и регистрацию внутри колонны интенсивности излучени  источников , на основании которой определ ют физические параметры среды, например давление.

Измерительные датчики образуют ступенчатую дискретную шкалу и измер емые параметры определ ют ntr совокупности уровней сигналов датчиков и их местоположению в измерительной си стеме.

Способ обеспечивает возможность измерени  физических параметров среды в заколонном пространстве скважины без применени  линии св зи, соедин ющей за- колонные измерительные датчики с наземной поверхностью. Однако его существенным недостатком  вл етс  низка  точность измерени  физических параметров среды, обусловленна  дискретностью измерений и зависимостью регистрируемой интенсивности рассе нного гамма-излучени  источников измеритель- ных датчиков от положени  регистрируемого прибора внутри колонны, состава и плотности заполн ющей колонну жидкости и других вли ющих факторов.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  прин тый за прототип способ, в соответствии с которым в заколонном пространстве размещают из- мерительные датчики с источниками радиоизлучени , взаимодействующие со средой в заколонном пространстве, внутрь колонны на геофизическом кабеле опускают регистрирующий прибор РК, устанавливают его поочередно против каждого измерительного датчика, регистрируют излучение источников заколонных датчиков и по изменению положени  в пространстве подвижных и неподвижных источников измерительных датчиков определ ют давление среды. Способ реализуетс  на скважине при мощности измерительных датчиков и регистрирующего их излучение прибора.

Измерительные датчики обеспечивают преобразование давлени  жидкой (газообразной ) фазы среды в заколонном пространстве в большие (0,25-0,50 м) продольные перемещени  подвижных источников гамма-излучени . Регистрирующий излучение датчиков прибортюзвол ет определ ть рассто ние между подвижными и неподвижными источниками гамма-излучени  датчиков, которое зависит от давлени  среды.

Недостатком способа  вл етс  сложно- сть в услови х скважины, точного определени  рассто ни  между источниками гамма-излучени  - на результаты измере5 ний оказывают вли ние трудноучитываемые факторы: несинхронность и неравномерность движени  регистрирующего прибора и диаграммной бумаги, по отметкам на которой определ ют рассто ние между источниками .

В случае, когда в качестве регистрирующего излучени  датчиков прибора примен ют серийную аппаратуру радиоактивного каротажа типа ДРСТ, СГДТ, РКС и др., дан5 ным способом невозможно добитьс  высокой точности измерений.

Кроме того, операци  регистрации излу чени  заколонных датчиков в известном

. способе предусматривает поточечные изме0 рени , так что при необходимости проведени  многократных повторных исследований заколонного пространства способ обладает низкой производительностью.

Целью насто щего изо-бретени   вл ет5 с  повышение точности и производительности способа. Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном способе, включающем

.. установку в заколонном пространстве преобразовател  давлени  с подвижным и не0 подвижным источниками, гамма-излучени , периодическую регистрацию излучени  каждого источника и определение смещений подвижного источника, по которому определ ют давление среды в заколонном

5 пространстве скважины, согласно изобретению нанос т на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданными рассто ни ми между полюсами, один из которых совмещен с неподвижным

0 источником гамма излучени , а смещение подвижного источника определ ют относительно второго полюса метки,

За вл емый способ в отличии от прототипа позвол ет наносить на колонну ориен5 тированные вдоль ее оси магнитные метки с заданными рассто ни ми между полюсами. При этом один из полюсов совмещают с неподвижным источником гамма-излучени , а смешение -подвижного источника оп0 редел етс  относительно второго полюса.

Предлагаемый способ предусматривает разметку колонны Против измерительных датчиков мерой длины, функцию которой выполн ют магнитные метки, нанесенные

5 на колонну. Рассто ние между полюсами магнитных меток (длина магнитных меток) соответствует точно известному рассто нию между полюсами индукционной катушки , при помощи кото р ой колонну намагничивают.

Таким образом, колонна против каждого измерительного датчика размечаетс  мерой известной длины, котора  регистрируетс  одновременно с регистрацией излучени  датчиков. На зарегистриро- ванной диаграмме положение источников излучени  измеримельных датчиков будет наноситьс  против каждого датчика на шкалу известной длины, что позвол ет с высокой точностью определить рассто ние между подвижными неподвижным источниками излучени  в каждом измерительном датчике. Поскольку мера длины в предлагаемом способе нанос тс  на колонну и не св зана более с регистрирующим прибо- ром, вли ние проскальзывани  геофизического кабел  по мерному ролику блок-баланса (т.е. вли ние несинхронности движени  регистрирующего прибора и диаграммной ленты), неравномерность пере- мещени  регистрирующего прибора и прот жки диаграммной ленты не сказываютс  на точности измерени  рассто ни  между источниками излучени  измерительных датчиков, так как необходима  инфор- маци  регистрируетс  при тех же услови х, что и информаци  о мере длины, котора   вл етс  абсолютной и не зависит от условий регистрации/

Так, если рассто ние между полюсами индукционной катушки дл  нанесени  магнитных меток на колонну равно (0,250.i + 0,001) м, то независимо от условий регистрации, рассто ние на диаграмме между полюсами магнитной метки соответ- ствует (0,250 +0,001) м. Измерив на диаграмме рассто ние между подвижным и неподвижным источниками гамма-излучени  измерительного датчика, и рассто ние между полюсами зарегистрированной про- тив датчика магнитной метки, точно определ ют рассто ние между источниками излучени  датчика.

Известна аппаратура, обеспечивающа  возможность нанесени  на колонну ориен- тированных вдоль оси скважины магнитных меток (база намагничивани  0,25 м) и одновременной регистрации в колонне гамма- активности окружающей среды и остаточной намагниченности колонны (ап- ларатура контрол  перфорации АКП-1 ТУ 39-01-09-587-80).

Эта аппаратура может быть применена дл  реализации предлагаемого способа.

Предлагаемый способ может быть pea- лизован на скважине при следующей последовательности операций:

1. При спуске в скважину колонны труб на их внешней поверхности закрепл ют измерительные датчики таким образом, что

после спуска колонны они оказываютс  в заколонном пространстве в заданных дл  исследовани  интервалах. - -

Каждый измерительный датчик представл ет собой устройство 3, содержащее подвижный и неподвижный источники гамма-излучени  и обеспечивающее преобразование давлени  среды в заколонном пространстве в большое (0,25-0,50 м) продольное перемещение подвижного источника гамма-излучени . . -.

2. Дл  измерени  давлени  среды в заколонном пространстве в сквэжину на геофизическом кабеле опускают прибор (АКП-1), при помощи которого можно осуществл ть одновременную регистрацию в колонне гамма-активности окружающей среды и остаточной намагниченности колонны . .

Регистриру  гамма-активность окружающей среды, определ ют местоположение заданного измерительного датчика в заколонном пространстве и устанавливают индуктивную катушку прибора против измерительного датчика, разместив, один из полюсов.катушки против неподвижного источника гамма-излучени  датчика.

3. Осуществл ют намагничивание обсадной колонны против датчика (нанос т магнитную метку) путем подачи импульса тока на индукционную катушку прибора и возбуждени  ориентированного вдоль оси скважины импульса магнитного пол , пронизывающего колонну.

4. Опустив (подн в) регистрирующий прибор ниже (выше) измерительного датчика , осуществл ют на подъеме (спуске) одновременную регистрацию гамма-излучени  источников заколонного датчика и остаточной намагниченности колонны.

5. На полученной диаграмме измер ют рассто ние между полюсами зарегистрированной магнитной метки (рассто ние между положительной и отрицательной амплитудами на кривой остаточной намагниченности колонны) и рассто ние между подвижным и неподвижным источниками гамма-излучени  измерительного датчика. Зна  базовую длину магнитной метки (дл  аппаратуры АКП-1 (0,250+0,001) м, определ ют рассто ние между подвижным и неподвижным источниками излучени  измерительного датчика,

6. На основании калибровочной характеристики данного измерительного датчика, зна  фактическое рассто ние между подвижным и неподвижным источниками гамма-излучени  в скважине, определ ют давление среды в заколонном пространстве в месте расположени  датчика.

Дл  измерени  давлени  средь: в зако- лонном пространстве в других интервалах скважины, в которых установлены заколон- ные датчики давлени , операции 2-6 осуществл ют в заданном интервале.

Дл  проведени  повторного измерени  давлени  среды в заколонном пространстве нет необходимости вновь осуществл ть намагничивание колонны против нужного датчика (операцию 3), так как магнитна  метка на колонне сохран етс  в течение многих лет, если колонна не подвергаетс  интенсивным механическим или магнитным воздействи м . В этом случае операцию регистрации излучени  заколонных датчи- ков осуществл ют в режиме непрерывного измерени .

Наиболее высока  точность измерени  будет достигнута при сопоставимых длинах магнитной метки и рассто ний между источ- никами излучени  измерительного датчика. При больших величинах перемещени  по- движного источника измерительного датчика (например, несколько метров), на этом интервале обсадна  колонна может быть на- магничена несколькими ориентированными вдоль оси колонны магнитными метками меньшей базы (скажем, 0,25 м), определено рассто ние между подвижным и неподвижным источниками относительно каждой маг- нитной метки, расположенной в интервале перемещени  подвижного источника vt вычислено среднее значение. При таких измерена х возможно проведение количественной оценки вли ни  факторов несинхронности и неравномерности движени  регистрирующего прибора и диаграммной бумаги, искажающих результаты измерени .

Claims (1)

1. Способ может быть реализован на скважинах при помощи известного устройства дл  измерени  давлени  среды в заколонном пространстве скважины, преобразующей давление в большие продольные перемещени  источника излучени  и стандартной геофизической аппаратуры. Формула изобретени  Способ измерени  давлени  среды в за- колонном пространстве скважины, включающий установку в заколонном пространстве преобразовател  давлени  с подвижным и неподвижным источниками гамма-излучени , периодическую регистрацию излучени  каждого источника и определение смещений подвижного источника, по которому определ ют давление среды в заколонном пространстве скважины, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений , нанос т на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданными рассто ни ми,- между полюсами , один из которых совмещен с неподвижным источником гамма-излучени , а смещение подвижного источника определ ют относительно второго полюса метки.