RU2623756C1 - Способ оценки уровня жидкости в водозаборной скважине - Google Patents
Способ оценки уровня жидкости в водозаборной скважине Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623756C1 RU2623756C1 RU2016118891A RU2016118891A RU2623756C1 RU 2623756 C1 RU2623756 C1 RU 2623756C1 RU 2016118891 A RU2016118891 A RU 2016118891A RU 2016118891 A RU2016118891 A RU 2016118891A RU 2623756 C1 RU2623756 C1 RU 2623756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic wave
- liquid level
- well
- zone
- receiver
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/04—Measuring depth or liquid level
- E21B47/047—Liquid level
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения динамического или статического уровня жидкости в водозаборных скважинах. Техническим результатом является контроль состояния уровня жидкости в межтрубном пространстве в режиме реального времени, дистанционно без привлечения персонала предприятия к выездным работам. Способ оценки уровня жидкости в водозаборной скважине, включает создание акустической волны в полости скважины и измерение времени распространении волны в исследуемой среде. При этом в зоне глубинного электроцентробежного насоса скважины стационарно размещают генератор и приемник акустической волны (АВ), на уровне жидкости скважины размещают шарики карбомидные или из материала с аналогичными свойствами положительной плавучести в воде, акустическую волну создают в жидкой среде в зоне глубинного насоса и измеряют время прохождения АВ от глубинного насоса до карбомидных шариков, находящихся на уровне жидкости, и время прохождения отраженной АВ от уровня жидкости до приемника акустической волны в зоне глубинного насоса, а уровень жидкости определяют по математической формуле. 1 ил.
Description
Изобретение относится к теории и практике эксплуатации и водозаборных скважин с помощью глубинно-насосного оборудования и может использоваться в нефтедобывающей промышленности и в других отраслях промышленности.
В водозаборной скважине межтрубное пространство (МП) между колонной лифтовых труб и обсадной колонной заполнено, как правило, двумя средами: газовоздушной и водной. Граница между средами в действующей скважине называется динамическим уровнем жидкости. Его глубину от устья скважины определяют с необходимой частотой для оценки давления на приеме глубинного насоса, определения объема жидкости в скважине и других информационных целей.
Динамический и статический уровни жидкости в скважинах определяют с помощью эхолотирования межтрубного пространства, то есть о глубине уровня судят по времени прохождения звуковой волны в газовой среде (стр. 202 в книге: Васильевский В.Н., Петров А.И. Оператор по исследованию скважин. Учебник для рабочих. - М.: Недра, 1983. - 310 с.). Метод является основным в нефтедобывающей промышленности, но имеет несколько недостатков. Акустический сигнал с устья скважины, как правило, создает оператор по добыче нефти или исследователь с помощью переносного генерирующего устройства типа Микон-101 или Судос. Работы на скважине всегда сопряжены с определенной опасностью из-за повышенного давления в скважине. Получаемая таким образом информация является по своей сути дискретной величиной и часто недостаточной для принятия квалифицированных и оперативных решений по эксплуатации системы «пласт - глубинный насос».
В нефтедобывающей промышленности известен измерительный комплекс СУДОС - автомат 2, который осуществляет с заданной периодичностью генерацию акустической волны (АВ) с устья скважины без участия человека и определяет местоположение уровня жидкости. Для генерации АВ необходимо кратковременное открытие и закрытие клапана устройства. При отсутствии избыточного давления в скважине для создания АВ необходимо кратковременное сжатие газовоздушной среды. В обоих случаях требуется электрическая энергия, которую можно получить из аккумулятора, входящего в состав устройства, либо напрямую со станции управления электропривода насоса. Дополнительным недостатком данного способа является то, что дорогостоящее устройство генерации акустической волны необходимо сохранять на скважине в стальном ящике антивандального исполнения.
Технической задачей изобретения является создание способа определения уровня жидкости в водозаборной скважине в постоянном режиме времени без участия человека и без дорогостоящего устройства на устье скважины.
Поставленная задача выполняется тем, что по способу оценки уровня жидкости в водозаборной скважине, который заключается в создании акустической волны в полости скважины и измерении времени распространения волны в исследуемой среде, генератор и приемник акустической волны (АВ) размещают стационарно в зоне глубинного электроцентробежного насоса скважины, на уровне жидкости скважины размещают шарики, выполненные из карбамидной смолы или из материала с аналогичным свойством положительной плавучести в воде и нефти, акустическую волну создают в жидкой среде в зоне глубинного насоса и измеряют время прохождения акустической волны от глубинного насоса до карбомидных шариков, находящихся на уровне жидкости, и время прохождения отраженной АВ от уровня жидкости и шариков из карбамидной смолы до приемника акустической волны в зоне глубинного насоса, а уровень жидкости определяют по формуле
где Hур - уровень жидкости в скважине;
υв - скорость распространения акустической волны в воде;
t1 - хронологическое время испускания (генерации) акустической волны в воде в зоне глубинного насоса;
t2 - хронологическое время прихода акустической волны к приемнику в зоне глубинного насоса;
Hнас - расстояние от устья скважины до генератора и приемника АВ, измеряется по длине насосно-компрессорных (лифтовых) труб.
Схема расположения генератора и приемника акустических волн в межтрубном пространстве действующей водозаборной скважины приведена на чертеже. На схеме позициями показаны: 1 - колонна насосно-компрессорных труб (НКТ), 2 - обсадная колонна, 3 - глубинный электроцентробежный насос с электроприводом 4, 5 - генератор акустических волн в жидкой среде, 6 - приемник акустической волны, 7 - блок преобразователя акустической информации, 8 - кабель электропитания установки с обратной информационной функцией, 9 - станция управления скважины, 10 - шарики с положительной плавучестью в жидкости, 11 - динамический уровень воды в межтрубном пространстве
Способ измерения уровня осуществляется в следующем порядке.
1. С заданной частотой во времени генератор 5 создает одиночную акустическую волну, а находящийся рядом приемник 6 фиксирует хронологическое время испускания этой волны t1.
2. Акустическая волна распространяется с известной скоростью в воде, доходит до уровня воды 11, отражается от твердого препятствия в виде слоя из шариков 10, отраженная АВ с такой же скоростью движется в обратную сторону - к глубинному насосу.
3. Приемник 6 фиксирует хронологическое время прихода t2 отраженной волны в зону глубинного насоса.
4. Информация от приемников 6 передается на блок преобразователя акустической информации 7, усиливается, кодируется и передается по линии связи 8 на станцию управления (СУ) 9. В качестве линии связи от блока 7 до СУ в скважинах с глубинным электроцентробежным насосом служит кабель электропитания электродвигателя насосной установки.
5. По формуле контроллер станции управления определяет удаленность уровня воды от устья или, как принято говорить в нефтедобыче, - уровень жидкости в скважине.
В отличие от существующего сегодня способа определения уровня жидкости в скважине нами предложено уровень находить по времени распространения акустической волны в жидкой - водной среде. В этом, на наш взгляд, состоит существенное отличие и новизна данного технического решения. Для повышения качества отражения акустической волны от уровня жидкости предложено на уровне жидкости расположить шарики с положительной плавучестью, не способные к адгезии к поверхности обсадной колонны и колонны НКТ ввиду их значительной тяжести и инертности к стальной поверхности.
Данный способ применим в водозаборных скважинах и в нефтедобывающих скважинах при условии постоянства скорости движения АВ в жидкостной среде, которое выполняется при отсутствии газовых пузырьков в жидкости. Как правило, нефтесодержащие пласты и водоносные пласты, не содержащие растворенного газа, находятся на небольших глубинах - в пределах нескольких сот метров. К примеру, на территории республики Татарстан такие залежи с высоковязкой нефтью залегают на глубинах до 300 метров и содержат в 1 м3 нефти не более 50 литров попутного газа (стр. 56 книги: Технологии подготовки сверхвязкой нефти Татарстана / Губайдуллин Ф.Р., Сахабутдинов Р.З., Космачева Т.Ф. и др. - Казань: Центр инновационных технологий, 2015. - 280 с. ISBN 978-5-93962-730-6).
Экономическая эффективность использования предложенного способа состоит в исключении работы персонала предприятия для измерения уровней жидкости в скважинах, содержащих однородную по составу жидкость без газа.
Claims (7)
- Способ оценки уровня жидкости в водозаборной скважине, заключающийся в создании акустической волны в полости скважины и измерении времени распространении волны в исследуемой среде, отличающийся тем, что в зоне глубинного электроцентробежного насоса скважины стационарно размещают генератор и приемник акустической волны (АВ), на уровне жидкости скважины размещают шарики карбомидные или из материала с аналогичными свойствами положительной плавучести в воде, акустическую волну создают в жидкой среде в зоне глубинного насоса и измеряют время прохождения АВ от глубинного насоса до карбомидных шариков, находящихся на уровне жидкости, и время прохождения отраженной АВ от уровня жидкости до приемника акустической волны в зоне глубинного насоса, а уровень жидкости определяют по формуле
-
- где Hур - уровень жидкости в скважине;
- υв - скорость распространения акустической волны в воде;
- t1 - хронологическое время испускания (генерации) акустической волны в воде в зоне глубинного насоса;
- t2 - хронологическое время прихода акустической волны к приемнику в зоне глубинного насоса;
- Ннас - расстояние от устья скважины до глубинного насоса, измеряется по длине насосно-компрессорных (лифтовых) труб.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016118891A RU2623756C1 (ru) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | Способ оценки уровня жидкости в водозаборной скважине |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016118891A RU2623756C1 (ru) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | Способ оценки уровня жидкости в водозаборной скважине |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2623756C1 true RU2623756C1 (ru) | 2017-06-29 |
Family
ID=59312266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016118891A RU2623756C1 (ru) | 2016-05-16 | 2016-05-16 | Способ оценки уровня жидкости в водозаборной скважине |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2623756C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738506C1 (ru) * | 2020-04-27 | 2020-12-14 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ определения уровня жидкости в скважине |
| RU2742164C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2021-02-02 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ определения уровня жидкости в водозаборной скважине |
| US11629990B2 (en) | 2020-05-21 | 2023-04-18 | Saudi Arabian Oil Company | System and method to measure mud level in a wellbore annulus |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5027655A (en) * | 1988-10-05 | 1991-07-02 | Geotechnical Instruments (Uk) Limited | Method and apparatus for measuring liquid level in the ground |
| RU2038473C1 (ru) * | 1993-02-01 | 1995-06-27 | Султанов Венир Газимович | Способ определения уровня жидкости в скважинах |
| RU2237891C2 (ru) * | 1998-07-01 | 2004-10-10 | Коммиссариат А Л'Энержи Атомик | Устройство и способ определения физических параметров двухфазной смеси с помощью распространения акустической волны в непрерывной фазе двухфазной смеси |
| RU2559979C1 (ru) * | 2014-07-08 | 2015-08-20 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ определения уровня жидкости в скважине |
-
2016
- 2016-05-16 RU RU2016118891A patent/RU2623756C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5027655A (en) * | 1988-10-05 | 1991-07-02 | Geotechnical Instruments (Uk) Limited | Method and apparatus for measuring liquid level in the ground |
| RU2038473C1 (ru) * | 1993-02-01 | 1995-06-27 | Султанов Венир Газимович | Способ определения уровня жидкости в скважинах |
| RU2237891C2 (ru) * | 1998-07-01 | 2004-10-10 | Коммиссариат А Л'Энержи Атомик | Устройство и способ определения физических параметров двухфазной смеси с помощью распространения акустической волны в непрерывной фазе двухфазной смеси |
| RU2559979C1 (ru) * | 2014-07-08 | 2015-08-20 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ определения уровня жидкости в скважине |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738506C1 (ru) * | 2020-04-27 | 2020-12-14 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ определения уровня жидкости в скважине |
| RU2742164C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2021-02-02 | Ильдар Зафирович Денисламов | Способ определения уровня жидкости в водозаборной скважине |
| US11629990B2 (en) | 2020-05-21 | 2023-04-18 | Saudi Arabian Oil Company | System and method to measure mud level in a wellbore annulus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4726219A (en) | Method and system for determining fluid pressures in wellbores and tubular conduits | |
| RU2623756C1 (ru) | Способ оценки уровня жидкости в водозаборной скважине | |
| US5081613A (en) | Method of identification of well damage and downhole irregularities | |
| US7784538B2 (en) | Using an acoustic ping and sonic velocity to control an artificial lift device | |
| RU2610941C1 (ru) | Способ оценки обводненности продукции нефтедобывающей скважины | |
| Ladopoulos | Four-dimensional petroleum exploration & non-linear esp artificial lift by multiple pumps for petroleum well development | |
| RU2559979C1 (ru) | Способ определения уровня жидкости в скважине | |
| CN103926422A (zh) | 流体测量系统和方法 | |
| RU2612704C1 (ru) | Способ определения уровня жидкости в скважине | |
| Zang et al. | Experimental study on local scour and onset of VIV of a pipeline on a silty seabed under steady currents | |
| CA2890074C (en) | Optical well logging | |
| RU2562628C1 (ru) | Способ определения динамического уровня жидкости в скважине | |
| Jia et al. | A review of dynamic fluid level detection for oil well | |
| CN105735976A (zh) | 钻井系统及用于识别井涌的方法 | |
| Shinyakov et al. | Analysis of methods for measuring the liquid level in the annular space of an oil well | |
| Unalmis | The use of sound speed in downhole flow monitoring applications | |
| Zhang et al. | Prediction model of shallow geological hazards in Lingshui 17-2 deepwater based on laboratory experiment and a hybrid computational approach | |
| Shagapov et al. | On the Theory of Acoustic Sounding of Hydraulic-Fracturing Cracks Perpendicular to the Well | |
| US20170336310A1 (en) | Analyzing drilling fluid rheology at a drilling site | |
| EP3749837B1 (en) | Wellbore inspection system | |
| RU2701673C1 (ru) | Устройство для определения обводненности скважинной нефти | |
| Namuq | Simulation and modeling of pressure pulse propagation in fluids inside drill strings | |
| RU2681050C1 (ru) | Способ отбора кондиционной пробы пластовой воды с помощью опробователей пластов на кабеле | |
| RU2610935C2 (ru) | Способ выделения заколонных перетоков и зон коррозии обсадных колонн в эксплуатационных скважинах | |
| US20230287782A1 (en) | Non-Intrusive Tracking Of Objects And Fluids In Wellbores |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180517 |