RU2704082C2 - Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины - Google Patents

Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины Download PDF

Info

Publication number
RU2704082C2
RU2704082C2 RU2018102031A RU2018102031A RU2704082C2 RU 2704082 C2 RU2704082 C2 RU 2704082C2 RU 2018102031 A RU2018102031 A RU 2018102031A RU 2018102031 A RU2018102031 A RU 2018102031A RU 2704082 C2 RU2704082 C2 RU 2704082C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
well
acoustic signal
annulus
sound
Prior art date
Application number
RU2018102031A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018102031A (ru
RU2018102031A3 (ru
Inventor
Сергей Анатольевич Павловский
Алексей Владимирович Смирнов
Регина Рифатовна Сафина
Original Assignee
АО "Автограф"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by АО "Автограф" filed Critical АО "Автограф"
Priority to RU2018102031A priority Critical patent/RU2704082C2/ru
Publication of RU2018102031A publication Critical patent/RU2018102031A/ru
Publication of RU2018102031A3 publication Critical patent/RU2018102031A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2704082C2 publication Critical patent/RU2704082C2/ru

Links

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)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, конкретно к области контроля уровня жидкости акустическим методом, и может быть использовано для определения уровня жидкости в скважинах. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины. Способ включает генерацию акустического сигнала в межтрубном пространстве скважины на устье скважины, регистрацию отраженного от жидкости акустического сигнала, определение времени между генерацией акустического сигнала в межтрубном пространстве скважины на устье скважины и регистрацией отраженного от жидкости акустического сигнала, определение уровня жидкости произведением времени между генерацией акустического сигнала в межтрубном пространстве скважины на устье скважины и регистрацией отраженного от жидкости акустического сигнала на скорость звука в газе межтрубного пространства скважины и делением этого произведения на два. При этом скорость звука в газе межтрубного пространства определяют путем измерения на устье скважины и корректируют в соответствии с математической формулой.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, конкретно к области контроля уровня жидкости акустическим методом, и может быть использовано для определения уровня жидкости в скважинах.
Известен способ определения уровня жидкости в скважине [1, 2], основанный на измерении времени между сгенерированным на устье в межтрубном пространстве скважины и зарегистрированным отраженным от жидкости акустическими сигналами, определении произведения этого времени на заданную скорость звука в газе межтрубного пространства скважины и делением этого произведения на два. Величина скорости звука вводится вручную или автоматически выбирается из таблицы зависимости скорости звука от давления в межтрубном пространстве. Такие таблицы используются в пределах месторождений или групп месторождений.
Недостатком данного способа определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважин является то, что при выборе скорости звука в межтрубном газе не учитываются параметры межтрубного газа и конструкции конкретной скважины, влияющие на величину скорости звука в газе межтрубного пространства скважины.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины за счет повышения точности определения скорости звука в газе межтрубного пространства.
Скорость звука в газе для открытого пространства описывается следующей формулой [3]:
Figure 00000001
где:
C0 - скорость звука в газе для открытого пространства, м/с;
γ=Cp/Cν - показатель адиабаты для газа;
Ср - изобарная теплоемкость газа, ккал/кг⋅град;
Cν - изохорная теплоемкость газа, ккал/кг⋅град;
R - газовая постоянная, 8,314 Дж/(K⋅моль);
μ - молекулярная масса газа, а.е.м.;
Тср - средняя температура по стволу скважины, К.
Влияние стенок межтрубного пространства скважины на скорость звука можно выразить следующим образом [3]:
Figure 00000002
где:
С - скорость звука в газе, м/с;
η - вязкость газа, Па⋅с;
ρ0 - плотность газа, кг/м3;
ω=2πƒ - угловая (циклическая) частота, рад/с;
ƒ - частота, Гц;
а - условный радиус межтрубного пространства скважины, м.
Плотность газа можно выразить как:
Figure 00000003
где:
Рср - среднее давление по стволу скважины, Па;
М - молярная масса газа, кг/моль.
Тогда итоговая зависимость скорости звука в газе в межтрубном пространстве скважины от параметров газа и конструкции скважины имеет следующий вид:
Figure 00000004
Таким образом, можно повысить достоверность определения уровня жидкости путем измерения скорости звука в газе межтрубного пространства на устье скважины с последующей корректировкой в соответствии с информацией о показателе адиабаты газа межтрубного пространства скважины, молекулярной массе газа межтрубного пространства скважины, средней температуре газа межтрубного пространства скважины, среднем давлении газа межтрубного пространства скважины, вязкости газа межтрубного пространства скважины, молярной массе газа межтрубного пространства скважины, конструкции скважины (условный радиус межтрубного пространства скважины), несущей частоте отраженного акустического сигнала, и ее дальнейшем использовании при определении уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины.
Список литературы
1. Г.П. Налимов, П.О. Гаус, В.Е. Семенчук, Е.В. Пугачев. Оборудование и технология контроля уровня жидкости для исследования скважин // Нефтяное хозяйство. 2004 г. №4. - С. 12-15.
2. Патент РФ №2095564, МПК 6 Е21В 47/04, G01F 23/00, опубл. 10.11.97 г.
3. Акустика в задачах: Учеб. Рук-во для вузов / Под ред. С.Н. Гурбатова и О.В. Руденко - М.: Наука, Физматлит, 1996. - 336 с.

Claims (15)

  1. Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины, включающий генерацию акустического сигнала в межтрубном пространстве скважины на устье скважины, регистрацию отраженного от жидкости акустического сигнала, определение времени между генерацией акустического сигнала в межтрубном пространстве скважины на устье скважины и регистрацией отраженного от жидкости акустического сигнала, определение уровня жидкости произведением времени между генерацией акустического сигнала в межтрубном пространстве скважины на устье скважины и регистрацией отраженного от жидкости акустического сигнала на скорость звука в газе межтрубного пространства скважины и делением этого произведения на два, отличающийся тем, что скорость звука в газе межтрубного пространства определяется путем измерения на устье скважины и корректируется в соответствии с формулой
  2. Figure 00000005
  3. где С - скорость звука в газе, м/с;
  4. γ=Cp/Cν - показатель адиабаты для газа;
  5. Ср - изобарная теплоемкость газа, ккал/кг⋅град.;
  6. Cν - изохорная теплоемкость газа, ккал/кг⋅град.;
  7. R - газовая постоянная, 8,314 Дж/(K⋅моль);
  8. μ - молекулярная масса газа, а.е.м.;
  9. Тср - средняя температура по стволу скважины, K;
  10. η - вязкость газа, Па⋅с;
  11. ω=2πƒ - угловая (циклическая) частота, рад/с;
  12. ƒ - частота, Гц;
  13. а - условный радиус межтрубного пространства скважины, м;
  14. Рср - среднее давление по стволу скважины, Па;
  15. М - молярная масса газа, кг/моль.
RU2018102031A 2018-01-18 2018-01-18 Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины RU2704082C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102031A RU2704082C2 (ru) 2018-01-18 2018-01-18 Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018102031A RU2704082C2 (ru) 2018-01-18 2018-01-18 Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018102031A RU2018102031A (ru) 2019-07-19
RU2018102031A3 RU2018102031A3 (ru) 2019-07-24
RU2704082C2 true RU2704082C2 (ru) 2019-10-23

Family

ID=67308180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018102031A RU2704082C2 (ru) 2018-01-18 2018-01-18 Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704082C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804085C1 (ru) * 2023-01-25 2023-09-26 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Способ определения скорости звука в затрубном пространстве скважины

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2297532C1 (ru) * 2005-08-16 2007-04-20 Общество с ограниченной ответственностью Томское научно-производственное и внедренческое общество "СИАМ" (ООО ТНПВО "СИАМ") Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве нефтяных добывающих скважин
RU2447280C1 (ru) * 2010-08-19 2012-04-10 Общество с ограниченной ответственностью Томское научно-производственное и внедренческое общество "СИАМ" Способ определения уровня жидкости в нефтяной скважине
RU2612704C1 (ru) * 2016-03-10 2017-03-13 Ильдар Зафирович Денисламов Способ определения уровня жидкости в скважине

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2297532C1 (ru) * 2005-08-16 2007-04-20 Общество с ограниченной ответственностью Томское научно-производственное и внедренческое общество "СИАМ" (ООО ТНПВО "СИАМ") Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве нефтяных добывающих скважин
RU2447280C1 (ru) * 2010-08-19 2012-04-10 Общество с ограниченной ответственностью Томское научно-производственное и внедренческое общество "СИАМ" Способ определения уровня жидкости в нефтяной скважине
RU2612704C1 (ru) * 2016-03-10 2017-03-13 Ильдар Зафирович Денисламов Способ определения уровня жидкости в скважине

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
НАЛИМОВ Г.П. и др. Оборудование и технология контроля уровня жидкости для исследования скважин, Нефтяное хозяйство, N4, 2004, с. 12-15. *
Под. ред. С.Н. ГУРБАТОВА и др. Акустика в задачах, Учеб. рук-во для вузов, Наука, Физматлит, Москва, 1996, с. 10, 11, 50, 51. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804085C1 (ru) * 2023-01-25 2023-09-26 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Способ определения скорости звука в затрубном пространстве скважины

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018102031A (ru) 2019-07-19
RU2018102031A3 (ru) 2019-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10487648B2 (en) Entropy based multiphase flow detection
CN108603777A (zh) 确定含气液体的物理参数的方法
RU2014120513A (ru) Скважинный инструмент для определения скорости потока
US10202843B2 (en) Measuring settling in fluid mixtures
NO20170705A1 (en) Estimating cuttings removal
AU2011338394B2 (en) Method for in-situ calibrating a differential pressure plus sonar flow meter system using dry gas conditions
RU2704082C2 (ru) Способ определения уровня жидкости в межтрубном пространстве скважины
RU2562628C1 (ru) Способ определения динамического уровня жидкости в скважине
RU2494248C1 (ru) Способ определения уровня жидкости в нефтяной скважине с высокой температурой, добывающей сверхвязкую нефть
Carlsen et al. Simultaneous continuous monitoring of the drilling-fluid friction factor and density
US10590720B2 (en) System and method for obtaining an effective bulk modulus of a managed pressure drilling system
Hasanov et al. Fluid and rock bulk viscosity and modulus
RU2566158C2 (ru) Способ измерения дебита нефтяных скважин на групповых замерных установках
RU2521091C1 (ru) Способ определения давления насыщения нефти газом
RU2571321C1 (ru) Способ определения динамического уровня жидкости в затрубном пространстве обводненной газовой скважины
RU2500888C1 (ru) Акустический способ определения места перетока флюида в заколонном пространстве скважины
CN106353837B (zh) 基于加权gardner公式的密度预测方法
GB2575608A (en) Systems and methods for detecting kick and well flow
CN111665168A (zh) 压力脉冲条件下流体粘度的检测装置及方法
GB2597035A (en) Determination of temperature and temperature profile in pipeline or a wellbore
GB2583867A (en) Flow velocity determination method and apparatus