SU711280A1 - Method of determining depth inside well - Google Patents

Method of determining depth inside well Download PDF

Info

Publication number
SU711280A1
SU711280A1 SU762374173A SU2374173A SU711280A1 SU 711280 A1 SU711280 A1 SU 711280A1 SU 762374173 A SU762374173 A SU 762374173A SU 2374173 A SU2374173 A SU 2374173A SU 711280 A1 SU711280 A1 SU 711280A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cable
well
depth
signal
error
Prior art date
Application number
SU762374173A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Александрович Тараканов
Original Assignee
Tarakanov Valerij A
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 Tarakanov Valerij A filed Critical Tarakanov Valerij A
Priority to SU762374173A priority Critical patent/SU711280A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU711280A1 publication Critical patent/SU711280A1/en

Links

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ В СКВАЖИНЕ(54) METHOD FOR DETERMINING DEPTH IN THE WELL

Изобретение относитс  к области проведени  геофизических работ в нефт нь1Х, газовых и других скважинах и может быть использовано при различных работа св занных с точным определением рассто ний до труднодоступных объектов. Наиболее широко распространенный сп соб определени  глубины заключаетс  в измерении длины кабел , опущенного в скважину l. По данному способу глуби ну измер ют по -счетчику оборотов поворотного ролика (ориентировочное определение глубины) и по числу интервалов между метками, нанесеннь1ми на кабель. Метки на кабель нанос т на стационарно разметочной усташвке с имитацией ожин даемого нат жени  кабел  в скважине или непосредственно на скважине в процессе регистрации кривых. Однако данный способ неточен. При определении глубины стационарно размешенным кабелем могут возникать ошибки до 5-6 м на глубине 7 км. Учитыва , что погрешность растет пропорционалыю квадрату глубины, в сверхглубоких скважинах (до 15 км) следует ожидать ошибок , исчисл емых дес тками метров. Введение же поправок на глубины, которые бы учитывали упругое и температурное удлинение кабел , может носить субъективный характер. Кроме того, всегда существует погрешность определени  глубины , обусловленна  погрешностью самой разметки и достигающа  дл  скважин глубиной 7 км около полутора метров, а также возможные значительные ошибки вследствие остаточного удлинени  кабел . Все перечисленные факторы часто привод т в скважинах глубиной свыше 4 км к погрешности , превышающей допускаемую. Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению  вл етс  способ измерени  рассто ни  до объекта путам направлени  на объект пучка когерентного излучени , например луча лазсфа, регистрации отражени  объектам импульса и определени  рассто шш до объекта поThe invention relates to the field of geophysical work in oil, gas and other wells and can be used for various work related to the exact determination of the distance to hard-to-reach objects. The most widely used depth determination method is to measure the length of a cable that is lowered into the well l. According to this method, the depth is measured by the counter of revolutions of the swivel roller (approximate depth determination) and by the number of intervals between the marks applied to the cable. Cable marks are applied on a permanently marking tool with simulated resilient cable tension in a well or directly on a well in the process of recording curves. However, this method is inaccurate. When determining the depth of a stationary cable, errors can occur up to 5-6 m at a depth of 7 km. Taking into account that the error grows in proportion to the square of the depth, in ultra-deep wells (up to 15 km) one should expect errors calculated in tens of meters. The introduction of amendments to the depth, which would take into account the elastic and thermal elongation of the cable, may be subjective. In addition, there is always an error in determining the depth, due to the error in the marking itself and reaching for the wells of 7 km depth about one and a half meters, as well as possible significant errors due to residual elongation of the cable. All of these factors are often caused in wells over 4 km deep to an error exceeding the allowable one. The closest in technical essence to the invention is a method of measuring the distance to an object by means of directing a coherent radiation beam to an object, for example, a laser beam, recording reflection of pulse objects and determining the distance from the object to

скорости и времени распространени  сигнала 2.signal propagation speed and time 2.

Такой способ обеспечивает исключительную точность измерени . Однако он пригоден дл  измерени  глубин в скважинах, так .как промывочна  жидкость практически не пропускает электромагнитные волны и, кроме того, сквалшны имеют существенную кривизну.This method provides exceptional measurement accuracy. However, it is suitable for measuring the depths in wells, since the washing liquid practically does not transmit electromagnetic waves and, in addition, squalls have a significant curvature.

Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение точности измерени  глубины .The purpose of the present invention is to improve the accuracy of the depth measurement.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что Б сквашшу доставл ют волоконно-оптическую ли1шю св зи и глубину определ ют по двум сигналам, один из которых возбуждают в линии св зи у усть  сква вз ны, а другой направл ют с конца  инш св зи ,на поверхности Земли.This goal is achieved by the fact that the squash delivers fiber-optic link and the depth is determined by two signals, one of which is excited in the communication line at the mouth of the link, and the other is directed from the end of the link to the surface Of the earth.

А также тем, что глубину определ ют по двум сигналам, которые возбуждают в линии св зи у усть  скважины.And also by the fact that the depth is determined by two signals that excite in the communication line at the wellhead.

На чертеже представлена схема осуществлени  способа.The drawing shows the implementation of the method.

Доставку волокно-оптической линии в скважину можно осуществить спуском ка рота кно1х кабел  с включенными в него волоконными светюводами. Последние долж ны иметь незначительный коэффициент затухани  (несколько дБ/км) и поэтому быть пригодными дл  передачи сигналов не болыше рассто ни . По скорости и вре мени рарпространени  одного из сигналов, направл емого с конца линии св зи на поверхности Земли в скважину к обратно, огфедел ют .длину всего кабел  (а скважине и на /Гебедке подъемника), а по скорости и временираспространени  другого сигнала, направл емого от усть  в сторо ну подъемника, определ ют длину кабел  на поверхностиЗемли, Разница найденных величин представл ет собой длину кабел , в скваншне, или глубинуThe delivery of a fiber-optic line to a well can be accomplished by lowering a cable of a cable with fiber-guided fiber cables connected to it. The latter should have a small attenuation coefficient (a few dB / km) and therefore be suitable for transmitting signals no greater than a distance. By the speed and timing of the propagation of one of the signals sent from the end of the communication line on the surface of the Earth to the well to the back, the length of the entire cable (both the well and the lift jack) and the other signal’s direction and length The distance between the values found is the length of the cable, in the squash, or the depth

В кабеле, помимо обычных волоконных световодов, могут быть примене|Г2ы световоды с активнымц присадками, например люминофорами, с достаточно малым временем возбуждени  свечени  (Ю - и ме нее). Если при этом возбуйсдать достаточно интенсивную всикшку в волокнах около усть  скваж1гны, то могкно отказатьс  от исполызова}ш  сигнала, нагфавл емого с конца кабел  на поверхности Земли. В зтом случае глубину скважины определ ют по времени распространени  двух сиг налов от места вспышки - одного к подъемнику, а другого в скважину и обратно до коллектора лебедки, подъемникаIn the cable, in addition to conventional optical fibers, optical fibers with active additives, such as phosphors, with a rather short luminescence time (10– or less) can be used. If at the same time we suck up a sufficiently intense intensity in the fibers near the well head, then we can refuse the signal that is wiped from the end of the cable on the surface of the Earth. In this case, the depth of the well is determined by the time of propagation of two signals from the flash point — one to the lift, and the other to the well and back to the winch collector, the lift

Дл  возбуждени  сигналов со стороны поверхности кабел  около усть  скважины могут быть использованы различнъге методы в зависимости от примен емых световодов, конструкций кабел и величины измер емых глубин. К таким ..1етодам относ тс : электромагнитное, тепловое или иное воздействие на люмениспентные волокна; обратное рассе ние света в обычных (без активаторов) волокнах, в частности на волнах гиперзвука при действии теплового импульса импульсное изменение интенсивности приход щего света акустическими волнами при применении световодов со ступенчатым изменением показател  преломлени  и малой апертурой. В зависимости от примен емого метода сигналом может быть иаменегше интенсивности приход щего света, частичное отражение проход щего света, вспьплки света, непосредственно возбужденна  в световодах кабел .Different methods can be used to excite signals from the surface of the cable near the wellhead, depending on the optical fibers used, the cable construction and the measured depths. Such methods include: electromagnetic, thermal, or other effects on lumen-resistant fibers; backscattering of light in conventional (without activators) fibers, in particular, on hypersound waves under the action of a heat pulse, a pulsed change in the intensity of incoming light by acoustic waves when using optical fibers with a step change in the refractive index and a small aperture. Depending on the method used, the signal may be the same as the intensity of the incoming light, a partial reflection of the transmitted light, a flash of light directly excited in the fibers of the cable.

Дл  допускани  сигнала по всему кабелю используют лазер светодиод с фильтрем , если это позвол ет затухание примен емых световодов и значение определ емых глубиаTo allow a signal across the entire cable, a laser LED is used with a filter, if this allows the attenuation of the used optical fibers and the value of the determined depths.

При использовании данного метода по0 лучеш ю глубину корректируют, учитыва  рассто ние от отражател  в скважине до точки записи кривых, местоположение участка эозбулодеии  сигнала в кабеле и так далее.When using this method, the best depth is corrected, taking into account the distance from the reflector in the well to the point where the curves are recorded, the location of the signal eosbulodeia section in the cable, and so on.

5 Применение способа практически до конца решает задачу точного определени  глубин в . Так, случайна  погреш .ность, измерени  глубины, вызванна  фотоупругостью материала световодов во5 The application of the method almost completely solves the problem of accurately determining the depths in. So, random error, depth measurement, caused by the photoelasticity of the material of optical fibers in

врем  эксплуатации кабел , в частности гфи его многослойной навивке на барабан пебедкИз составл ет пор дка нескольких см/км (Здесь и далее оценка погрешностей приводитс  дл  кабелей, имеЕощих .the operation time of the cable, in particular the gfI, of its multilayer winding on the drum of the winch is of the order of several cm / km (Hereinafter, the error estimate is given for cables that have them.

5 кварцевые волокна).5 quartz fibers).

Claims (2)

Примерно така  же ошибка возникает в результате модовой дисперсии. Последн   особегшо мала дл  кабелей с одномодовыми волокнами. Ошибка, вызванна  быстродействием приемника, светового затвора , неоднородностью материала вологкон и т.п., зависитотвыбора последних и может быть достаточно малой. Что касаетс  погрещности, вызываемой раскру5 чиванием кабел  в скважине и изменением длины волокон, то она при соблнэдении определеш- ых условий в выборе конструкции кабел  будет незначительной. Все остальные погрешности в основном нас т систематический характер и в случае необходимости могут быть учтены (например также, как и от кривкзгты скважины и температурного удлинеки  кабел ). К ним относ тс : погрешность от увеличени  пути прохождени  сигнала по волокнам, если последние имеют угол сви ки: ошибка вследствие изменени  диэлектрической проницаемости материала волокон от температуры в скважине. Перва  из указанных погрешностей может отсутствовать , если волокна, предназначенные дл определени  глубин, располагать в кабеле параллельно его осевой линии или с незначительным отклонением от этого положени . Втора  погрешность, имеюща  зна чение лишь дл  точного прослеживани  глубины залегани  пластов по площади может быть незначительной, если средшш градиент температуры по площади- измен етс  мало, что часто и наблюдаетс . Ошибке, вызванной изменением от тем пературы диэлектрической проницаемости; может сопутствовать случайна  погрешность определени  глубины в одной и той же скважине. Така  ошибка будет наблюдатьс  вследствие колебавши средней температуры в сквансине. Одншда в среднем она также составл ет пор дка нескольких см/км. Схема, реализующа  предложенный способ (см.чертеж) включает в себ  тель (зеркало) 1 оптических сигналов в скважинном приборе или вблизи его, элекТрооптический каротажный кабель 2, блок .3 дл  возбуиодени  сигналов с боковой поверхности кабел , коллектор 4 на барабане лебедки подъемника, приспособленный дл  приема и ввода оптических сигналов дополнительный оптический кабель 5 и блок 6-, состо щей из передающей и прием$дай систем, а также системы обработки данных. В кабель 2 от лазера блока б постука ет сигнал наносекувдной длительности, Данный сигнал после отражени  в скваншне возвращаетс  в блок 6. По времени его прохождени  определ ют длину всего кабел  в данный момент времени. Второй сигнал возбуждают в световодах кабел  около усть  скважины блоком 3, Если Кабель бронированный и за способ возбуждени  сигнала выбрано воздействие на кабель высокочастотного звука иди воздействие теплового импульса, то первый сигнал одновременно вызывает В1Х)рой в ви- де слабого обратного рассе ни  света, который поступает на приемник блока 6. В зависигуюсти от кющности лазера, затухани  волокон к т.д. в качестве приемникл может быть использован лавинный фотодиод или {|ЮТОумножитель. В блоке 6, аналогичном известным системам дальномеров , по поступившим сигналам определ - ют глубину в скважине и ее значени  пегредают на каротаж1 ую ста1щию к каротажно-перфораторный приемник. Если кабель небронированный и, кроме того, в кабеле применены люминисцентные волокна, дающие возможность возбуждать достаточно интенсивную света, то применение сигнала, допускаемого с .коллектора лебедки, необ зательно. Глубину определ ют по времегск распространени  от усть  двух сигналов - одного в сква-сину и обратно до коллектора, а другого до коллектора. При этом от блока 3 в блок 6 поступает сигнал о времени возник;новею1  BCiibUifKii в кабеле. Дл  пропускани  опткческ ж сигналов могут использоватьс  одно 1ИИ несколько волокон с aKTifflaiopaMiJ пли без них в зависи- K«)CTH от характеристик примен емых волокон KOHCTpjivurai кабел  и т.д Сам блок 6 с мсхочникакги излучени , форк-пфовани  импульса, наличием или отсутствгюм отдельиь5х узлов п т,д может быть каждый раз luibiM в зависимостк от перечисленных выше причин. Применение предлагаемого способа определени  глубины в скважине обеспечивает; ПС: сравнению с существующими способами, следующие npeHMjmiecTBa. практическ полное отсутствие погрешностей KSNsepeiisis глубин как при геофизических исследовашшх, так и при прострелочш вврьшных работах; отсутствие потерь вре- меш1 на разметку склхсеаие требований к стабил.мзации кабел  в заводских услови х (уменьшение э ектрообогрева и нат жеии  кабел ) с возможно по;5ным отказом в некоторых случа х от стаб шизации| отсутствие прив зки глубин по реперам радиоакт шкого каротажа н, следователь- но, уменьшехше объема работ при вскрытии пластов небольшой мощности; возможность одновременного испо ьзовашш световодов дл  определени  как дл  глубин, так и пердачк дадигых каротажа, дл  контрюл  за спуском гдниборов и за проведением прострелочмо-взрывных работ, дл  возможного инициировани  взрывчатых веществ и т, д. 77 Все это повысит качество геофизических исспедований, точность составлени  reonorjiHecKOix) разреза скважины, снизит стоимость проведени  р да работ и даст возможность надежно осуществл ть прострелочно взрывные работы, которые нередко из-за погрешностей определени  глу бин привод т к неудачным результатам опробовани  нефтегазоносных пластов. Формула изобретени  1. Способ определени  глубины в сква жине путем измерени  рассто ний по скорости и времени распространени  сигнала одт1гч еского иалуче ш , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  0 точности измерени  глубины, в скважин ; доставл ют волоконно-оптическую линию св зи, глубин определ ют по двум сигналам , один из которых возбуждают в линии св зи . у усть  скважины, а другой направл нэт с конца линии св зи на поверхности Земли. 2, Способ по П.1, о тл и ч а ю щ и йс   тем, что глубину определ ют по двум сигналам, которые возбуждают в линии св зи J усть  скважины. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Комаров С.Г. Геофизические методы исследований скважин. М., Недра, 1973, С.274. Approximately the same error occurs as a result of mode variance. The latter is particularly small for single mode fiber cables. The error caused by the performance of the receiver, the light gate, the heterogeneity of the material of Vologkon, etc., depends on the choice of the latter and can be quite small. Regarding the error caused by the cable unwinding in the well and changing the fiber length, it will be insignificant if certain conditions are met in the choice of cable design. All other errors are generally systematic in nature and, if necessary, can be taken into account (for example, as well as from the borehole curve and the temperature extension of the cable). These include: the error of increasing the signal path through the fibers, if the latter have a corner angle: error due to a change in the dielectric constant of the fiber material from the temperature in the well. The first of these errors may be absent if the fibers intended for determining the depths are arranged in the cable parallel to its center line or with a slight deviation from this position. The second error, which is important only for accurate tracking of the depth of the formations over the area, can be insignificant if the average temperature gradient over the area changes little, which is often observed. The error caused by the change in dielectric constant temperature; there may be an occasional error in determining the depth in the same well. Such an error will be observed due to the fluctuating average temperature in squamine. On average, it is also on the order of a few cm / km. The scheme that implements the proposed method (see drawing) includes (mirror) 1 optical signals in or near the downhole tool, an electro-optical logging cable 2, block .3 for exciting signals from the cable lateral surface, a collector 4 on the elevator winch drum, adapted for receiving and inputting optical signals, an additional optical cable 5 and unit 6- consisting of transmitting and receiving systems, as well as a data processing system. In cable 2 from the laser of the block b, a signal of a nanosecond duration is applied. This signal after reflection in the squash returns to block 6. The length of the entire cable at a given time is determined by the time it passes. The second signal is excited in the cable optical fibers near the wellhead by block 3. If the cable is armored and the method of exciting the signal is chosen to influence the cable with high-frequency sound or a heat pulse, then the first signal simultaneously causes B1X light in the form of weak backscatter enters the receiver unit 6. Depending on the laser frequency, the attenuation of the fibers to etc. Avalanche photodiode or {| UTO multiplier can be used as a receiver. In block 6, similar to the well-known range-finder systems, the signals received determine the depth in the well and its values shift to a logging station to the logging perforation receiver. If the cable is unarmoured and, moreover, luminescent fibers are used in the cable, making it possible to excite sufficiently intense light, then the use of a signal allowed from the winch collector is optional. The depth is determined by the timemeg propagation from the mouth of two signals — one to the well and back to the collector, and the other to the collector. In this case, from block 3 to block 6 a signal about time has appeared, a new one BCiibUifKii in the cable. For transmitting optic signals, one or several fibers can be used with aKTifflaiopaMiJ or without them, depending on the characteristics of the KOHCTpjivurai cable used, etc. The unit 6 itself with radiation emitting, forcing pulse, or the absence or absence of separate nodes n, d can be every time luibiM depending on the reasons listed above. The application of the proposed method for determining the depth in the well provides; PS: compared with existing methods, the following npeHMjmiecTBa. almost complete absence of inaccuracies of KSNsepeiisis depths during both geophysical surveys and proprietary work; no loss of time required for marking up the requirements for the stabilization of the cable in the factory (reduction of electrical heating and cable tension) with possible failure; in some cases, from stabilization | the absence of a reference to the depths of the reference points of radio logging and, consequently, a decrease in the volume of work at the opening of low-thickness formations; the possibility of simultaneous use of light guides for determining both the depth and the perpendicular distance of logs, for controllers for descending gnibs and for shooting-blasting operations, for possible initiation of explosives and so on, 77 reonorjiHecKOix) well cuts, will reduce the cost of performing a number of works and will allow you to reliably carry out keyhole blasting operations, which are often due to errors in the depth determination that lead to failure the results of testing oil and gas reservoirs. 1. Method for determining the depth in a well by measuring the distance in terms of the speed and time of propagation of a signal of a single wave and a shaft, so that, in order to increase the accuracy of depth measurement, in wells ; the fiber-optic communication line is delivered, the depths are determined by two signals, one of which is excited in the communication line. at the wellhead and the other direction from the end of the communication line on the surface of the earth. 2, the method according to claim 1, in that the depth is determined from two signals that excite in the communication line J the wellhead. Sources of information taken into account in the examination 1. SG Komarov Geophysical well survey methods. M., Nedra, 1973, p. 2.Патент США № 3765768, кл. 356/28, опублик, 1973.2. US patent number 3765768, class. 356/28, published, 1973.
SU762374173A 1976-06-18 1976-06-18 Method of determining depth inside well SU711280A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762374173A SU711280A1 (en) 1976-06-18 1976-06-18 Method of determining depth inside well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762374173A SU711280A1 (en) 1976-06-18 1976-06-18 Method of determining depth inside well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU711280A1 true SU711280A1 (en) 1980-01-25

Family

ID=20666241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762374173A SU711280A1 (en) 1976-06-18 1976-06-18 Method of determining depth inside well

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU711280A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996009561A1 (en) * 1994-09-21 1996-03-28 Sensor Dynamics Limited Apparatus for sensor location
RU2461708C2 (en) * 2007-04-09 2012-09-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Independent control of depth for down-hole equipment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996009561A1 (en) * 1994-09-21 1996-03-28 Sensor Dynamics Limited Apparatus for sensor location
RU2461708C2 (en) * 2007-04-09 2012-09-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Independent control of depth for down-hole equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7585107B2 (en) Corrected DTS measurements based on Raman-Stokes signals
CA2652901C (en) Location marker for distributed temperature sensing systems
RU2325762C2 (en) Optical pulse reflectometry device and method
US5552786A (en) Method and apparatus for logging underground formations using radar
US11732578B2 (en) Topside interrogation for distributed acoustic sensing of subsea wells
EP3134615B1 (en) Attenuation correction for distributed temperature sensors using antistokes to rayleigh ratio
US11111780B2 (en) Distributed acoustic sensing system with phase modulator for mitigating faded channels
US11384634B2 (en) Maintenance device and method for determining the position of a blockage point of a tubular member
US20180045559A1 (en) Seismic investigations using seismic sensor
US9897470B2 (en) Device for characterizing a physical phenomenon by ablation of an optical fiber with bragg gratings having a total flux of reflected radiation measurement
NO172312B (en) PROCEDURE FOR SEISMIC INVESTIGATION WITH VERY LARGE SOLUTION IN HORIZONTAL BORES
SU711280A1 (en) Method of determining depth inside well
CN101794506B (en) Method and device used for data calibration in distributed type optical fiber temperature sensor
NO792421L (en) MEASURES AND APPARATUS FOR SEISMIC INVESTIGATION
US10247851B2 (en) Hybrid fiber optic cable for distributed sensing
GB2611365A (en) Detecting out-of-band signals in a wellbore using distributed acoustic sensing
US10690552B2 (en) DTS performance improvement through variable mode path length averaging
GB2472575A (en) Optical well monitoring system
SU170880A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE DEPTH OF A BOTTOM DRUM
Sun et al. Distributed Microstructured Optical Fiber (DMOF) Based Ultrahigh Sensitive Distributed Acoustic Sensing (DAS) for Borehole Seismic Surveys
GB2333357A (en) Fibre optic temperature sensor
JPH0468439B2 (en)
AU2021430759A1 (en) Gauge length correction for seismic attenuation from distributed acoustic system fiber optic data
Voronkov Investigation of the detection of edging microcracks in single-mode optical lightguides by means of OTDR
Voronkov Investigation of the detection of edging microcracks in single-mode optical lightguides by means of OTDR