RU2727966C1 - Method for determination of liquid level in well - Google Patents

Method for determination of liquid level in well Download PDF

Info

Publication number
RU2727966C1
RU2727966C1 RU2020100787A RU2020100787A RU2727966C1 RU 2727966 C1 RU2727966 C1 RU 2727966C1 RU 2020100787 A RU2020100787 A RU 2020100787A RU 2020100787 A RU2020100787 A RU 2020100787A RU 2727966 C1 RU2727966 C1 RU 2727966C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
fluid
heating
cooling
well
Prior art date
Application number
RU2020100787A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марат Тохтарович Нухаев
Константин Васильевич Рымаренко
Сергей Вячеславович Грищенко
Даниил Александрович Минин
Александр Васильевич Зайцев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Айсико"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Айсико" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Айсико"
Priority to RU2020100787A priority Critical patent/RU2727966C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2727966C1 publication Critical patent/RU2727966C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to oil industry, in particular to evaluation of liquid level in oil wells, and can be used for determination of dynamic level of well fluid. Method includes scheduled poll of temperature sensors system arranged along well shaft, on the basis of which data thermogram of annular liquid condition is formed and temperature gradient is calculated in each measured point, wherein point with maximum value of gradient will be interface of liquid-gas phase media and correspond to level of dynamic fluid. At that, local and/or distributed sources of annular fluid temperature change are located in annular space of the well, which form static zones of heating and/or cooling, and point with maximum value of gradient is fixed either during heating or return to initial geotherm, or during cooling or return to initial geotherm, or during simultaneous heating and cooling, and return to initial geotherm.EFFECT: design of a method for measuring high-precision level of dynamic fluid in low- and medium-temperature wells.4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к оценке уровня жидкости в нефтяных скважинах и может быть использовано для определения динамического уровня скважинной жидкости.The invention relates to the field of the oil industry, in particular to assessing the liquid level in oil wells and can be used to determine the dynamic level of the well fluid.

Определение уровня жидкости в скважине является достаточно распространенной задачей. Для нефтяных и водозаборных скважин данная информация используется для определения забойного давления, а также для оценки уровня жидкости над установкой электроприводного центробежного насоса (УЭЦН) для предотвращения попадания воздуха на прием насоса. Для газодобывающих скважин определение уровня жидкости позволяет отследить накопление жидкости на забое и своевременно предпринять действия для предотвращения остановки газодобывающей скважины.Determining the fluid level in a well is a fairly common task. For oil and water wells, this information is used to determine the bottomhole pressure, as well as to estimate the liquid level above the installation of an electric driven centrifugal pump (ESP) to prevent air from entering the pump intake. For gas producing wells, determining the liquid level allows you to track the accumulation of fluid at the bottom and take timely action to prevent shutdown of the gas producing well.

Особенно важным является данная проблема для низкодебитных газовых скважин. В процессе эксплуатации газовых скважин, в потоке пластового флюида кроме газа есть жидкая фаза (в том числе вода и конденсат). В процессе подъема газа по насосно-компрессорной трубе (НКТ) жидкая фаза (вода и конденсат) может в случае недостаточных скоростей потока начать двигаться вниз под действием гравитационных сил и накапливаться на забое скважины. В случае перекрытия интервалов перфораций добывающая скважина остановится. Для ее возврата в эксплуатацию потребуется специальные мероприятия на скважине, связанные с удалением жидкости с забоя скважины и возобновлением притока газа.This problem is especially important for low-rate gas wells. During the operation of gas wells, in addition to gas, there is a liquid phase in the formation fluid flow (including water and condensate). In the process of gas lifting through the tubing (tubing), the liquid phase (water and condensate) can, in the event of insufficient flow rates, begin to move downward under the action of gravitational forces and accumulate at the bottom of the well. In case of overlap of the perforation intervals, the production well will stop. To return it to production, special measures will be required at the well related to the removal of liquid from the well bottom and the resumption of gas flow.

Очень важным данная проблематика становится в связи с постепенным переходом основного фонда газодобывающих скважин с высокодебитных сеноманских скважин в сторону газовых коллекторов с низкой проницаемостью и газовых сланцевых месторождений. Подобные месторождения разрабатываются с помощью технологии многостадийного гидроразрыва пласта (ГРП). Для подобных скважин характерно значительное снижение дебита газа до 70% в течении первого года эксплуатации скважин.This issue becomes very important in connection with the gradual transition of the main stock of gas production wells from high-rate Cenomanian wells towards gas reservoirs with low permeability and gas shale deposits. Such fields are developed using multistage hydraulic fracturing (hydraulic fracturing) technology. Such wells are characterized by a significant decrease in gas production rate up to 70% during the first year of well operation.

Таким образом отслеживание уровня жидкости над забоем нефтедобывающих и газодобывающих скважин является одной из важнейших задач в эксплуатации скважин. Для осуществления замера уровня жидкости предложенным способом, оборудование скважины должно отвечать следующим требованиям:Thus, monitoring the liquid level above the bottom of oil and gas producing wells is one of the most important tasks in well operation. To measure the liquid level using the proposed method, the well equipment must meet the following requirements:

• способность определения уровня в многокомпонетных системах (в том числе и ценообразование);• ability to determine the level in multi-component systems (including pricing);

• высокая разрешающая способность измерений;• high resolution of measurements;

• отсутствие необходимости использования дополнительных средств, относительно низкая трудоемкость подготовки и реализации исследований;• no need to use additional funds, relatively low labor intensity of preparation and implementation of research;

• непрерывность исследований, в том числе во время остановки скважины.• continuity of research, including during well shut-in.

Известен способ измерения уровня по методу, описанному в патенте RU 2247835, МКИ: Е21В 47/04, 2005 г. Изобретение относится к области исследования и контроля скважин и может быть использовано для измерения динамического уровня склонной к пенообразованию жидкости. В способе уровень жидкости определяют путем измерения времени прохождения звукового импульса от устья скважины до уровня жидкости с предварительным разрушением пены. Для этого распыляют расчетное количество реагента для разрушения пены в затрубное пространство с возможностью максимального его контакта с пеной, затем прекращают распыление. Время прохождения звукового импульса от устья скважины до уровня жидкости определяют не ранее чем через 15 мин после прекращения распыления. Распыление проводят под давлением, превышающим давление газа в затрубном пространстве. В качестве реагента для разрушения пены могут использовать противовспениватель для буровых растворов «Триксан».A known method for measuring the level according to the method described in patent RU 2247835, MKI: E21B 47/04, 2005 The invention relates to the field of research and control of wells and can be used to measure the dynamic level of a liquid prone to foaming. In the method, the liquid level is determined by measuring the transit time of a sound pulse from the wellhead to the liquid level with preliminary foam destruction. To do this, a calculated amount of a reagent for destroying the foam is sprayed into the annulus with the possibility of maximum contact with the foam, then the spraying is stopped. The time of passage of the sound pulse from the wellhead to the liquid level is determined not earlier than 15 minutes after the cessation of spraying. Spraying is carried out under a pressure exceeding the gas pressure in the annular space. An antifoam agent for drilling fluids "Trixan" can be used as a reagent for breaking foam.

Из недостатков вышеописанного метода стоит отметить то, что в технологии есть необходимость использования дополнительных средств для устранения пенообразования, что вызывает дополнительные манипуляции, существенно осложняющие процесс.Among the disadvantages of the above method, it is worth noting that the technology requires the use of additional means to eliminate foaming, which causes additional manipulations that significantly complicate the process.

Известен способ, описанный в (см. Бормашов В.П. Уточнение динамического уровня затрубной жидкости в механизированных скважинах с помощью глубинной термограммы // Нефтяное хозяйство. - 2007. - №7. - С. 124-128), который предполагает размещение датчиков температуры вдоль ствола скважины на расстоянии не менее 20-40 м друг от друга с последующим опросом. После опроса всех датчиков температуры формируется термограмма, по которой вычисляется градиент температур в каждой точке. Точка с максимальным значением градиента будет являться границей раздела сред. При сравнении данных определений уровня жидкости по градиенту температур и данных затрубной плотнометрии, выявлено, что способ имеет разрешающую способность не более 10 м.The known method described in (see Bormashov V.P. Clarification of the dynamic level of annular fluid in mechanized wells using a deep thermogram // Oil industry. - 2007. - No. 7. - P. 124-128), which involves the placement of temperature sensors along the wellbore at a distance of at least 20-40 m from each other with subsequent interrogation. After polling all temperature sensors, a thermogram is formed, according to which the temperature gradient at each point is calculated. The point with the maximum gradient value will be the interface between the media. When comparing the data of determining the liquid level by the temperature gradient and the data of annular density measurement, it was revealed that the method has a resolution of no more than 10 m.

Соответственно, в данном способе недостатками являются разрешающая способность измерений, а также необходимость размещения большого количества датчиков, что вызывает трудоемкость операции.Accordingly, in this method, the disadvantages are the resolution of the measurements, as well as the need to accommodate a large number of sensors, which causes laborious operation.

Из схожей тематики патентуемого способа известно об использовании оптоволоконных каротажных кабелей в нефтедобывающих скважинах для сбора данных о параметрах скважины (RU 2445656 МКИ: G02B 6/44, 2012 г.). Недостатком является то, что помимо прочих измерений в скважине этот способ не способен измерять уровень жидкости.From a similar subject matter of the patented method, it is known about the use of fiber-optic logging cables in oil-producing wells to collect data on well parameters (RU 2445656 MKI: G02B 6/44, 2012). The disadvantage is that, among other downhole measurements, this method is not capable of measuring the liquid level.

С технологической точки зрения, наиболее близким патентом является способ определения уровня жидкости в нефтяной скважине с высокой температурой, добывающей сверхвязкую нефть (RU 2494248 МКИ: Е21В 47/047, 2013 г.), взятый в качестве прототипа. Согласно этому методу, оптоволоконный кабель опускается в эксплуатационную колонну и измеряет температуру по стволу скважины. В процессе измерений строится график зависимости температуры от глубины. На графике выделяется скачок температур минимум на 10 градусов, со стороны устья скважины, что и будет определять глубину уровня раздела газовой и жидкой фаз. Все остальные скачки вглубь скважины не учитываются. Достоверность способа подтверждена сравнительными данными по волномеру.From a technological point of view, the closest patent is a method for determining the liquid level in an oil well with a high temperature producing super-viscous oil (RU 2494248 MKI: E21B 47/047, 2013), taken as a prototype. In this method, a fiber optic cable is lowered into a production casing and measures the temperature along the wellbore. In the course of measurements, a graph of temperature versus depth is plotted. The graph shows a temperature jump of at least 10 degrees, from the side of the wellhead, which will determine the depth of the interface between the gas and liquid phases. All other jumps deep into the well are not taken into account. The reliability of the method is confirmed by comparative data on the wavemeter.

Определение динамического уровня жидкости, описанное в прототипе, не подразумевает использование дополнительных средств помимо распределенного датчика температуры, так как температуры флюида достаточно для четкого определения уровня жидкости по градиенту температур на границе раздела фаз. Потери тепла в окружающее пространство минимальны, так как при такой эксплуатации, область, обработанная паром, из соседней скважины и температура флюида прогревают окружающее пространство. В отношении других скважин, необходимо искусственно создать перепад температур.Determination of the dynamic liquid level described in the prototype does not imply the use of additional means in addition to a distributed temperature sensor, since the fluid temperature is sufficient to clearly determine the liquid level along the temperature gradient at the interface. Heat losses to the surrounding space are minimal, since during such operation, the area treated with steam from the adjacent well and the temperature of the fluid warm up the surrounding space. For other wells, it is necessary to artificially create a temperature difference.

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет проводить измерения динамического уровня жидкости в мало- и среднетемпературных скважинах, хотя для высокотемпературных скважин его точность не превышает 10 м.The disadvantage of this method is that it does not allow measuring the dynamic level of the liquid in low and medium temperature wells, although for high temperature wells its accuracy does not exceed 10 m.

Техническим результатом заявляемого способа определения динамического уровня жидкости в скважине является устранение недостатков известного технического решения (прототипа), а именно создание способа способного к измерению высокоточного уровня динамической жидкости в мало- и среднетемпературных скважинах.The technical result of the proposed method for determining the dynamic fluid level in the well is to eliminate the disadvantages of the known technical solution (prototype), namely, to create a method capable of measuring the high-precision level of dynamic fluid in low- and medium-temperature wells.

Технический результат в способе определения динамического уровня затрубной жидкости в механизированных скважинах с помощью глубинной термограммы, включающем периодический опрос размещенных вдоль ствола скважины системы датчиков температуры, на основании данных которых формируют термограмму состояния затрубной жидкости и вычисляют градиент температуры в каждой измеряемой точке, при этом точка с максимальным значением градиента будет являться границей раздела фазовых сред жидкость-газ и соответствовать уровню динамической жидкости, достигается тем, что в затрубном пространстве скважины размещают локальные и/или распределенные источники изменения температуры затрубной жидкости, которые формируют статические зоны нагрева и/или охлаждения, а точку с максимальным значением градиента фиксируют либо в процессе нагрева или возврата к начальной геотерме, либо в процессе охлаждения или возврата к начальной геотерме, либо в процессе одновременного нагрева и охлаждения, и возврата к начальной геотерме.The technical result in the method for determining the dynamic level of the annular fluid in mechanized wells using a deep thermogram, including periodic polling of temperature sensors located along the wellbore, on the basis of which a thermogram of the annular fluid state is formed and the temperature gradient is calculated at each measured point, while point c the maximum value of the gradient will be the interface between the liquid-gas phase media and correspond to the level of the dynamic fluid, achieved by the fact that local and / or distributed sources of change in the temperature of the annular fluid are placed in the annulus of the well, which form static zones of heating and / or cooling, and the point with the maximum value of the gradient is recorded either in the process of heating or returning to the initial geotherm, or in the process of cooling or returning to the initial geotherm, or in the process of simultaneous heating and cooling, and returning to the initial geotherm rme.

Размещение в затрубном пространстве скважины локальных источников изменения температуры затрубной жидкости, которые формируют статические зоны нагрева и/или охлаждения позволяет повысить температурный контраст для тех скважин, температура которых и температура флюида которых недостаточна для определения уровня динамической жидкости.Placement in the annulus of the well of local sources of changes in the temperature of the annular fluid, which form static heating and / or cooling zones, makes it possible to increase the temperature contrast for those wells whose temperature and fluid temperature are insufficient to determine the level of the dynamic fluid.

Фиксацию точки с максимальным значением градиента осуществляют либо в процессе нагрева, для более быстрого получения результата, но требующего большей мощности нагревающего источника, либо возврата к начальной геотерме, который позволяет, не затрачивая значительного количества энергии получить результат за больший промежуток времени.The point with the maximum value of the gradient is fixed either during heating, for a faster result, but requiring more power from the heating source, or return to the initial geotherm, which allows, without spending a significant amount of energy, to obtain the result over a longer period of time.

Фиксацию точки с максимальным значением градиента осуществляют либо в процессе охлаждения, для более быстрого получения результата, но требующего большей мощности охлаждающего источника, либо возврата к начальной геотерме, который позволяет, не затрачивая значительного количества энергии получить результат за больший промежуток времени.The point with the maximum value of the gradient is fixed either during the cooling process, for a faster result, but requiring more power from the cooling source, or return to the initial geotherm, which allows obtaining the result over a longer period of time without spending a significant amount of energy.

Фиксацию точки с максимальным значением градиента осуществляют в процессе создания дополнительного перепада температур посредством одновременного нагрева и охлаждения, для более быстрого получения результата, но требующего большей мощности нагревающего и охлаждающего источника, либо возврата к начальной геотерме, который позволяет не затрачивая значительного количества энергии получить результат за больший промежуток времени.The fixation of the point with the maximum value of the gradient is carried out in the process of creating an additional temperature difference by means of simultaneous heating and cooling, for a faster result, but requiring more power heating and cooling source, or returning to the initial geotherm, which allows you to obtain a result without spending a significant amount of energy. longer period of time.

Выгодно в качестве локального и/или распределенного источника повышения температуры использовать греющий кабель или капиллярную трубку с циркулирующим горячим флюидом.It is advantageous to use a heating cable or capillary tube with circulating hot fluid as a local and / or distributed source of temperature rise.

Целесообразно в качестве локального и/или распределенного источника понижения температуры использовать капиллярную трубку с циркулирующим холодным флюидом.It is advisable to use a capillary tube with circulating cold fluid as a local and / or distributed source of temperature reduction.

Перспективно для повышения контраста использовать одновременный нагрев и охлаждение, осуществляемый созданием нагретых локальных зон или постоянной зоны вдоль ствола скважины и созданием охлажденной локальной зоны на границе раздела фаз, либо созданием охлажденной постоянной зоны вдоль ствола скважины и созданием нагретой локальной зоны на границе раздела фаз.It is promising to use simultaneous heating and cooling to increase the contrast, which is carried out by creating heated local zones or a constant zone along the wellbore and creating a cooled local zone at the interface, or by creating a cooled constant zone along the wellbore and creating a heated local zone at the interface.

Использование в способе греющих и/или охлаждающих импульсов позволяет обеспечить выраженный температурный градиент и, соответственно, гарантирует четкое определение границы раздела жидкость-газ, во всех эксплуатационных условиях, даже при наличии пенообразования в затрубном пространстве скважины, что не известно среди аналогов заявляемого способа, а значит, соответствует критерию «изобретательский уровень».The use of heating and / or cooling pulses in the method allows to provide a pronounced temperature gradient and, accordingly, guarantees a clear definition of the liquid-gas interface, in all operating conditions, even in the presence of foaming in the annulus of the well, which is not known among analogs of the proposed method, but hence, it meets the criterion "inventive step".

Сущность заявляемого способа поясняется представленными на фиг. 1-10.The essence of the proposed method is illustrated by the ones presented in FIG. 1-10.

На фиг. 1 представлен рисунок, поясняющий нагрев скважины распределенным греющим элементом (греющим кабелем или капиллярной трубкой с горячим циркулирующим флюидом), где: 1 - НКТ (насосно-компрессорная труба), 2 - обсадная эксплуатационная колонна, 3 - распределенная система термометрии, 4 - динамический уровень жидкости, 5 - распределенный греющий кабель (греющий кабель может быть разделен на участки, которые на рисунке условно не показаны) или капиллярная трубка с циркулирующим горячим флюидом.FIG. 1 shows a figure explaining well heating with a distributed heating element (heating cable or capillary tube with hot circulating fluid), where: 1 - tubing (tubing), 2 - production casing, 3 - distributed temperature logging system, 4 - dynamic level liquids, 5 - a distributed heating cable (the heating cable can be divided into sections that are not conventionally shown in the figure) or a capillary tube with circulating hot fluid.

На фиг. 2 представлен рисунок, поясняющий нагрев скважины локальным греющим элементом (химический реактив), где: 6 - НКТ (насосно-компрессорная труба), 7 - обсадная эксплуатационная колонна, 8 - распределенная система термометрии, 9 - динамический уровень жидкости, 10 - греющий химический реактив.FIG. 2 shows a figure explaining the heating of the well with a local heating element (chemical reagent), where: 6 - tubing (tubing), 7 - production casing, 8 - distributed thermometry system, 9 - dynamic fluid level, 10 - heating chemical ...

На фиг. 3 представлен схематичный график данных, получаемый с распределенной системы термометрии с нагревающими элементами, поясняющий схематичное определение динамического уровня жидкости в скважине, где: 11 - газовая среда в затрубном пространстве скважины, 12 - максимальный термический градиент, определяющий уровень динамической жидкости, 13 - жидкостная среда в затрубном пространстве скважины.FIG. 3 shows a schematic graph of data obtained from a distributed thermometry system with heating elements, explaining the schematic determination of the dynamic fluid level in the well, where: 11 - gaseous medium in the annulus of the well, 12 - maximum thermal gradient that determines the level of dynamic fluid, 13 - fluid medium in the annulus of the well.

На фиг. 4 представлен рисунок, поясняющий охлаждение скважины распределенным охлаждающим элементом (капиллярная трубка с циркулирующим флюидом), где: 14 - НКТ (насосно-компрессорная труба), 15 - обсадная эксплуатационная колонна, 16 - распределенная система термометрии, 17 - динамический уровень жидкости, 18 - капиллярная трубка с циркулирующим холодным флюидом.FIG. 4 shows a figure explaining the cooling of a well with a distributed cooling element (capillary tube with circulating fluid), where: 14 - tubing (tubing), 15 - production casing, 16 - distributed temperature logging system, 17 - dynamic fluid level, 18 - capillary tube with circulating cold fluid.

На фиг. 5 представлен рисунок, поясняющий охлаждение скважины локальным охлаждающим элементом (химический реактив), где: 19 - НКТ (насосно-компрессорная труба), 20 - обсадная эксплуатационная колонна, 21 - распределенная система термометрии, 22 - динамический уровень жидкости, 23 - охлаждающий химический реактив.FIG. 5 shows a figure explaining the cooling of the well with a local cooling element (chemical reagent), where: 19 - tubing (tubing), 20 - production casing, 21 - distributed thermometry system, 22 - dynamic liquid level, 23 - coolant chemical ...

На фиг. 6 представлен схематичный график данных, получаемый с распределенной системы термометрии с охлаждающими элементами, поясняющий схематичное определение динамического уровня жидкости в скважине, где: 24 - газовая среда в затрубном пространстве скважины, 25 - максимальный термический градиент, определяющий уровень динамической жидкости, 26 - жидкостная среда в затрубном пространстве скважины.FIG. 6 shows a schematic graph of data obtained from a distributed thermometry system with cooling elements, explaining the schematic determination of the dynamic fluid level in the well, where: 24 is the gaseous medium in the annulus of the well, 25 is the maximum thermal gradient that determines the level of the dynamic fluid, 26 is the fluid medium in the annulus of the well.

На фиг. 7 представлен рисунок, поясняющий одновременный нагрев и охлаждение скважины распределенным греющим элементом (греющий кабель или капиллярная трубка с циркулирующим горячим флюидом) и локальным охлаждающим элементом (химический реактив), где: 27 - НКТ (насосно-компрессорная труба), 28 - обсадная эксплуатационная колонна, 29 - распределенная система термометрии, 30 - динамический уровень жидкости, 31 - распределенный греющий кабель (разделенный на участки греющий кабель, на рисунке условно не показан) или капиллярная трубка с циркулирующим горячим флюидом, 32 - охлаждающий химический реактив.FIG. 7 shows a figure explaining the simultaneous heating and cooling of a well with a distributed heating element (heating cable or capillary tube with circulating hot fluid) and a local cooling element (chemical reagent), where: 27 - tubing (tubing), 28 - production casing , 29 - distributed thermometry system, 30 - dynamic liquid level, 31 - distributed heating cable (divided into sections heating cable, not shown in the figure) or capillary tube with circulating hot fluid, 32 - cooling chemical reagent.

На фиг. 8 представлен схематичный график данных, получаемый с распределенной системы термометрии с одновременным распределенным нагревом и локальным охлаждением на границе раздела сред, поясняющий схематичное определение динамического уровня жидкости в скважине, где: 33 - газовая среда в затрубном пространстве скважины, 34 - максимальный термический градиент, определяющий уровень динамической жидкости, 35 - жидкостная среда в затрубном пространстве скважины.FIG. 8 shows a schematic graph of data obtained from a distributed temperature logging system with simultaneous distributed heating and local cooling at the interface, explaining the schematic determination of the dynamic fluid level in the well, where: 33 is the gaseous medium in the annulus of the well, 34 is the maximum thermal gradient that determines dynamic fluid level, 35 - fluid medium in the annulus of the well.

На фиг. 9 представлен рисунок, поясняющий одновременное охлаждение и нагрев скважины распределенным охлаждающим элементом (капиллярная трубка с циркулирующим флюидом) и локальным греющим элементом (химический реактив), где: 36 - НКТ (насосно-компрессорная труба), 37 - обсадная эксплуатационная колонна, 38 - распределенная система термометрии, 39 - динамический уровень жидкости, 40 - распределенный греющий кабель (разделенный на участки греющий кабель, на рисунке условно не показан) или капиллярная трубка с циркулирующим горячим флюидом, 41 - капиллярная трубка с циркулирующим холодным флюидом.FIG. 9 shows a figure explaining the simultaneous cooling and heating of the well with a distributed cooling element (capillary tube with circulating fluid) and a local heating element (chemical reagent), where: 36 - tubing (tubing), 37 - production casing, 38 - distributed thermometry system, 39 - dynamic liquid level, 40 - distributed heating cable (divided into sections heating cable, not shown in the figure) or capillary tube with circulating hot fluid, 41 - capillary tube with circulating cold fluid.

На фиг. 10 представлен схематичный график данных, получаемый с распределенной системы термометрии с одновременным распределенным охлаждением и локальным нагревом химическими реактивами на границе раздела фаз, поясняющий схематичное определение динамического уровня жидкости в скважине, где: 42 - газовая среда в затрубном пространстве скважины, 43 - максимальный термический градиент, определяющий уровень динамической жидкости, 44 - жидкостная среда в затрубном пространстве скважины.FIG. 10 shows a schematic graph of data obtained from a distributed thermometry system with simultaneous distributed cooling and local heating with chemical reagents at the interface, explaining the schematic determination of the dynamic fluid level in the well, where: 42 is the gaseous medium in the annulus of the well, 43 is the maximum thermal gradient determining the level of dynamic fluid, 44 - fluid medium in the annulus of the well.

Реализацию заявляемого способа рассмотрим с использованием фиг. 1-10.We will consider the implementation of the proposed method using FIG. 1-10.

Варианты 1 и 2. Сбор температурных данных со скважин с компоновкой, представленных на фиг. 1, 2 осуществляется следующим образом. Перед началом измерений включают источник питания для греющего кабеля (5) и выдерживают во временном интервале достаточном для повышения температуры в зоне нагрева до значений, достаточных для создания термического градиента, либо спускают нагревающий химический реактив на границу раздела двух сред (10). Распределенная система термометрии (3, 8) фиксирует значения температур и формируется термограмма, представленная на графике фиг. 3. После этого на полученной термограмме определяют максимальный термический градиент (12), соответствующий границе раздела жидкостной (13) и газовой (11) фаз, определяющий динамический уровень жидкости в затрубном пространстве скважины.Options 1 and 2. Collecting temperature data from wells with the assembly shown in FIG. 1, 2 is carried out as follows. Before starting measurements, the power supply for the heating cable (5) is turned on and kept for a time interval sufficient to increase the temperature in the heating zone to values sufficient to create a thermal gradient, or the heating chemical is lowered to the interface between the two media (10). The distributed thermometry system (3, 8) records the temperature values and a thermogram is formed, shown in the graph in Fig. 3. After that, on the obtained thermogram, the maximum thermal gradient (12) corresponding to the interface between the liquid (13) and gas (11) phases is determined, which determines the dynamic level of the liquid in the annulus of the well.

Варианты 3 и 4. Сбор температурных данных со скважин с компоновкой, представленных на фиг. 4, 5 осуществляется следующим образом. Перед началом измерений включают источник питания для подачи циркулирующего холодного флюида в капиллярную трубку (18) и выдерживают во временном интервале достаточном для понижения температуры в зоне охлаждения до значений, достаточных для создания термического градиента, либо спускают охлаждающий химический реактив на границу раздела двух сред (23). Распределенная система термометрии (16, 21) фиксирует значения температур и формируется термограмма, представленная на графике фиг. 6. После этого на полученной термограмме определяют максимальный термический градиент (25), соответствующий границе раздела жидкостной (26) и газовой (24) фаз, определяющий динамический уровень жидкости в затрубном пространстве скважины.Options 3 and 4. Collecting temperature data from wells with the assembly shown in FIG. 4, 5 is carried out as follows. Before starting the measurements, turn on the power source to supply the circulating cold fluid to the capillary tube (18) and keep it in a time interval sufficient to lower the temperature in the cooling zone to values sufficient to create a thermal gradient, or lower the cooling chemical reagent to the interface between the two media (23 ). The distributed thermometry system (16, 21) records the temperature values and a thermogram is formed, shown in the graph in Fig. 6. After that, the obtained thermogram determines the maximum thermal gradient (25) corresponding to the interface between the liquid (26) and gas (24) phases, which determines the dynamic level of the liquid in the annulus of the well.

Вариант 5. В случаях, когда термического градиента, созданного описанными выше нагревающими способами (варианты 1 и 2), недостаточно, есть возможность увеличить градиент температур, используя охлаждающий химический реактив. Сбор температурных данных со скважин с компоновкой, представленной на фиг. 7 осуществляется следующим образом. Перед началом измерений включают источник питания для греющего кабеля (31) и выдерживают во временном интервале достаточном для повышения температуры в зоне нагрева до значений, достаточных для создания термического градиента, вместе с тем, на границу раздела сред спускают охлаждающий химический реактив (32). Распределенная система термометрии (29) фиксирует значения температур и формируется термограмма, представленная на графике фиг. 8. После этого на полученной термограмме определяют максимальный термический градиент (34), соответствующий границе раздела жидкостной (35) и газовой (33) фаз, определяющий динамический уровень жидкости в затрубном пространстве скважины.Option 5. In cases where the thermal gradient created by the heating methods described above (options 1 and 2) is not enough, it is possible to increase the temperature gradient using a cooling chemical. Collecting temperature data from wells with the arrangement shown in FIG. 7 is carried out as follows. Before starting the measurements, the power supply for the heating cable (31) is turned on and kept for a time interval sufficient to increase the temperature in the heating zone to values sufficient to create a thermal gradient; at the same time, a cooling chemical reagent (32) is lowered to the interface. The distributed thermometry system (29) records the temperature values and a thermogram is formed, shown in the graph in Fig. 8. After that, the obtained thermogram determines the maximum thermal gradient (34) corresponding to the interface between the liquid (35) and gas (33) phases, which determines the dynamic liquid level in the annulus of the well.

Вариант 6. В случаях, когда термического градиента, созданного описанными выше охлаждающими способами (варианты 3 и 4), недостаточно, есть возможность увеличить градиент температур, используя нагревающий химический реактив. Сбор температурных данных со скважин с компоновкой, представленной на фиг. 9 осуществляется следующим образом. Перед началом измерений включают источник питания для подачи циркулирующего холодного флюида в капиллярную трубку (40) и выдерживают во временном интервале достаточном для понижения температуры в зоне охлаждения до значений, достаточных для создания термического градиента, вместе с тем, на границу раздела сред спускается нагревающий химический реактив (41). Распределенная система термометрии (38) фиксирует значения температур и формируется термограмма, представленная на графике фиг. 10. После этого на полученной термограмме определяют максимальный термический градиент (43), соответствующий границе раздела жидкостной (44) и газовой (42) фаз, определяющий динамический уровень жидкости в затрубном пространстве скважины.Option 6. In cases where the thermal gradient created by the cooling methods described above (options 3 and 4) is not enough, it is possible to increase the temperature gradient using a heating chemical. Collecting temperature data from wells with the arrangement shown in FIG. 9 is carried out as follows. Before starting the measurements, turn on the power source to supply the circulating cold fluid to the capillary tube (40) and hold it in a time interval sufficient to lower the temperature in the cooling zone to values sufficient to create a thermal gradient; at the same time, a heating chemical is lowered to the interface (41). The distributed thermometry system (38) records the temperature values and a thermogram is formed, shown in the graph of FIG. 10. After that, the obtained thermogram determines the maximum thermal gradient (43) corresponding to the interface between the liquid (44) and gas (42) phases, which determines the dynamic liquid level in the annulus of the well.

Таким образом, заявляемый способ позволяет определить динамический уровень жидкости в скважинах в различных эксплуатационных условиях, искусственно создавая термический градиент распределенными и локальными источниками изменения температур, в результате чего создается максимальный термический градиент на уровне раздела двух сред.Thus, the claimed method makes it possible to determine the dynamic fluid level in wells under various operating conditions, artificially creating a thermal gradient by distributed and local sources of temperature changes, as a result of which a maximum thermal gradient is created at the level of the separation of two media.

Claims (4)

1. Способ определения динамического уровня затрубной жидкости в механизированных скважинах с помощью глубинной термограммы, включающий периодический опрос размещенных вдоль ствола скважины системы датчиков температуры, на основании данных которых формируют термограмму состояния затрубной жидкости и вычисляют градиент температуры в каждой измеряемой точке, при этом точка с максимальным значением градиента будет являться границей раздела фазовых сред жидкость-газ и соответствовать уровню динамической жидкости, отличающийся тем, что в затрубном пространстве скважины размещают локальные и/или распределенные источники изменения температуры затрубной жидкости, которые формируют статические зоны нагрева и/или охлаждения, а точку с максимальным значением градиента фиксируют либо в процессе нагрева или возврата к начальной геотерме, либо в процессе охлаждения или возврата к начальной геотерме, либо в процессе одновременного нагрева и охлаждения, и возврата к начальной геотерме.1. A method for determining the dynamic level of the annular fluid in mechanized wells using a deep thermogram, including periodic polling of temperature sensors located along the wellbore, on the basis of which a thermogram of the annular fluid state is formed and the temperature gradient at each measured point is calculated, while the point with the maximum the value of the gradient will be the interface between the liquid-gas phase media and correspond to the level of the dynamic fluid, characterized in that local and / or distributed sources of changes in the temperature of the annular fluid are placed in the annulus of the well, which form static zones of heating and / or cooling, and point c the maximum value of the gradient is fixed either during heating or returning to the initial geotherm, or during cooling or returning to the initial geotherm, or during simultaneous heating and cooling and returning to the initial geotherm. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве локального и/или распределенного источника повышения температуры используют греющий кабель или капиллярную трубку с циркулирующим горячим флюидом.2. A method according to claim 1, characterized in that a heating cable or a capillary tube with circulating hot fluid is used as a local and / or distributed source of temperature rise. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве локального и/или распределенного источника понижения температуры используют капиллярную трубку с циркулирующим холодным флюидом.3. The method according to claim 1, characterized in that a capillary tube with circulating cold fluid is used as a local and / or distributed source of temperature lowering. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одновременный нагрев и охлаждение осуществляются созданием нагретых локальных зон или постоянной зоны вдоль ствола скважины и созданием охлажденной локальной зоны на границе раздела фаз, либо созданием охлажденной постоянной зоны вдоль ствола скважины и созданием нагретой локальной зоны на границе раздела фаз.4. The method according to claim 1, characterized in that simultaneous heating and cooling are performed by creating heated local zones or a constant zone along the wellbore and creating a cooled local zone at the interface, or creating a cooled constant zone along the wellbore and creating a heated local zone at the interface.
RU2020100787A 2020-01-09 2020-01-09 Method for determination of liquid level in well RU2727966C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020100787A RU2727966C1 (en) 2020-01-09 2020-01-09 Method for determination of liquid level in well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020100787A RU2727966C1 (en) 2020-01-09 2020-01-09 Method for determination of liquid level in well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727966C1 true RU2727966C1 (en) 2020-07-28

Family

ID=72085217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020100787A RU2727966C1 (en) 2020-01-09 2020-01-09 Method for determination of liquid level in well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727966C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6769805B2 (en) * 1998-08-25 2004-08-03 Sensor Highway Limited Method of using a heater with a fiber optic string in a wellbore
RU2384698C1 (en) * 2009-04-20 2010-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of well investigation
RU2391501C2 (en) * 2005-02-28 2010-06-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. System and method for measuring well thermal parametres of hydrocarbon-bearing formations
RU2485310C1 (en) * 2012-08-24 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Well surveying method
RU2494248C1 (en) * 2012-10-19 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for determining liquid level in oil well with high temperature for extraction of high-viscosity oil
RU2622974C2 (en) * 2015-08-19 2017-06-21 Общество с ограниченной ответственностью "ВОРМХОЛС Внедрение" Monitoring method for horizontal and directional development or injection wells

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6769805B2 (en) * 1998-08-25 2004-08-03 Sensor Highway Limited Method of using a heater with a fiber optic string in a wellbore
RU2391501C2 (en) * 2005-02-28 2010-06-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. System and method for measuring well thermal parametres of hydrocarbon-bearing formations
RU2384698C1 (en) * 2009-04-20 2010-03-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of well investigation
RU2485310C1 (en) * 2012-08-24 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Well surveying method
RU2494248C1 (en) * 2012-10-19 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for determining liquid level in oil well with high temperature for extraction of high-viscosity oil
RU2622974C2 (en) * 2015-08-19 2017-06-21 Общество с ограниченной ответственностью "ВОРМХОЛС Внедрение" Monitoring method for horizontal and directional development or injection wells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6618677B1 (en) Method and apparatus for determining flow rates
US9631478B2 (en) Real-time data acquisition and interpretation for coiled tubing fluid injection operations
CA2903330C (en) Apparatus and method for determining fluid interface proximate an electrical submersible pump and operating the same in response thereto
Paleja et al. Velocity tracking for flow monitoring and production profiling using distributed acoustic sensing
EA017422B1 (en) Method and system of treating a subterranean formation
US10174612B2 (en) Method for determining a water intake profile in an injection well
EP3821108B1 (en) Tubing condition monitoring
US10794162B2 (en) Method for real time flow control adjustment of a flow control device located downhole of an electric submersible pump
US10907621B2 (en) Geothermal power plants
RU2727966C1 (en) Method for determination of liquid level in well
RU2680566C1 (en) Method for determining flow profile in low-rate horizontal wells with multi-stage hydraulic fracturing
GB2472391A (en) Method and apparatus for determining the location of an interface region
US20200011164A1 (en) Flow monitoring system
WO2007094705A1 (en) Method for determining filtration properties of rocks
CA3117926C (en) Wellbore tubular with local inner diameter variation
Millikan Temperature surveys in oil wells
US11767753B2 (en) Method for flow profiling using transient active-source heating or cooling and temperature profiling
RU2741888C1 (en) Method of evaluation of parameters of fractures of formation hydraulic fracturing for horizontal well
RU2810775C1 (en) Method for determining annular fluid flow in production and injection wells
US11603733B2 (en) Wellbore flow monitoring using a partially dissolvable plug
RU2733251C1 (en) Method of operation of pair of wells producing high-viscosity oil, with injection stop
WO2012039631A1 (en) Method of operating a geothermal plant
RU2151856C1 (en) Method of running well
RU2569391C1 (en) Method for identification of behind-casing flow in well within intervals covered by tubing strings
CA3147555A1 (en) Methods and systems for identifying a liquid level within a reservoir being produced via a thermally-stimulated gravity drainage process