Способ измерения скорости потока флюида в затрубном пространстве скважины

СОО ОВЕТСНИХОВЮЛИСПНЕаии ЯО. 7 4( 21 В КОМИТЕТ СССР И ОТЙфЫТ 1 Й ГОСУДАРСТВЕПб Ил ш иЕСВНВВЯ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ(71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектныйинститут нефтяной промышленности(прототип).(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИПОТОКА ФБОИДА В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ СКВАЖИНЫ, включающий нагревучастка ствола скважины нагревателеми определение интенсивности теплообмена между жидкостью в трубе изатрубной средой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью повышения точности измерения, осуществляют нагрев фиксированного объема.жидкости в трубе при поддержаниипостоянной разности температур нагреваемой жидкости и затрубной средыи но величине потребляемой нагревателем энергии определяют скоростьпотока1 1138Изобретение относится к разработке нефтегазовых месторождений, более конкретно к способам геофизических.исследований скважин, и найдетприменение в нефтяной и газовой от 5раслях промышленности.Известен способ определения интервалов заколонной циркуляциифлюидов путем измерения температурного поля вдоль ствола скважины Отермометрии, согласно которому наличие и интервал заколонной циркуляции устанавливают по виду и расположению термограммы относительногеотермы 1 3,15Недостатком этого способа является невозможность количественнойоценки скорости эаколонной циркуляции флюида.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ определения скорости потока флюида взатрубном пространстве скважины,включающий нагревлокального участкд д 5трубы при постоянной мощности индукционного нагревателя и измерение температуры нагреваемого участка трубы 2.Недостатком известного способаявляется низкая точность измерения,обусловленная низкой оптическойпрозрачностью жидкости в колоннереальной скважины и резко выраженнойлокальностью определения скорости 35потока по периметру колонны.Цель изобретения - повышение точности измерения.Указанная цель достигается тем,что согласно способу определения 4 Оскорости потока флюида в затрубномпространстве скважины, включающемунагрев участка ствола скважины нагревателем и определение интенсивности теплообмена между жидкостью в 45трубе и затрубной средой, осуществляют нагрев фиксированного объемажидкости в трубе при поддержаниипостоянной разности температур нагреваемой жидкости и затрубной среды 50и по величине потребляемой нагревателем энергии определяют скоростьпотока.На фиг. 1 изображена схема проведения измерений согласно предлагаемому способу; на фиг, 2 - термограмма, снятая в скважине в естественном состоянии; на фиг. 3 - градуировочная кривая для определения скорости циркуляции затрубной пластовой воды в зависимости от теплового потока.Способ осуществляют в следующей последовательности.В колонну обсадных труб 1 (фиг.1) спускают термометр и получают термограмму 2 (фиг. 2) в естественном состоянии. Участок кривой 2, значительно отличающийся от геотермы 3 и идущий почти параллельно оси глубин 2 , соответствует интервалу циркуляции заколонной жидкости 4, В колонну 1 до середины укаэанного интервала спускают электрический нагреватель 5 с теплоизолирующими манжетами 6 и 7 и терморегулятором 8, последовательно включенным в цепь питания нагревателя 5, составленную1 кабелем 9, жидкостью в скважине10, колонной 1 и проводом 11, В цепь питания включен счетчик 12 электроэнергии.Перед спуском нагревателя в колонну устанавливают температуру тер" мостатирования терморегулятора 8 на 2-5 фС больше естественной температуры в колонне на данной глубине, т.е. 24,6 С. При превышении этой температуры в процессе нагрева терморегулятор 8 отключает цепь питания, а при снижении температуры жидкости ниже указанной величины - включает ее. Определяя величину электроэнергии, потребляемой нагревателем после первого отключения цепи, находят величину теплового потока, которая равна отношению количества потребляемой электроэнергии к времени нагрева после первого от-. ключения или средней потребляемой мощности нагревателя.Теплоотдача или тепловой поток от стенки трубы к среде, омывающей трубу, зависит от числа Рейнольдса, которое пропорционально скорости потока. Расчеты показывают, что тепловой поток от жидкости в колонне к эаколонной жидкости, можно представить в виде функции1: (а, аа,а, а,с,к, л,ч, где ЬТ - разность температур жидкости в колонне и заколонной жидкости, с 1 с, с 1 к, сн диаметры скважины,колонны и нагревателя соответственно,- длина нагревателя; с - теплоемкость заколонной жидкости;3 1 и Л - теплопроводность жидкости в.колонне и горных пород: соответственно,; М - скорость эаколонной циркуляции жидкости,При фиксированном значении других параметров можно получить теоретически или более точно стендовая измерениями зависимость а, Ч (Ч). Ио величине теплового потока а,из градуировочной кривой 3 (фиг. 3) определяют скорость заколонной циркуляции Ч , которая в рассматриваемом конкретном случае равна 0,04 м/с. В предлагаемом способе отсутствует необходимость измерения температуры нагреваемого участка колонны, точность которого в решающей степе.ни зависит от оптической прозрачности жидкости в колонне. Кроме того, способ учитывает теплообмен между 138487 4жидкостью в колонне и заколонной средой по всей поверхности колонны определенной длины, что устраняет влияние на точность измерений неравномерности скорости потока по периметру колонны. Все это значительно повышает точность определения средней скорости заколонной циркуляции.Точное значение скорости заколон О ной циркуляции дает возможностьпрогнозировать срок службы обсадных колонн, контактирующих с коррозионными средами, поскольку скорость коррозии в значительной степени зависит от скорости движения корроЬионной среды относительно металла.Кроме того, знание скорости зшолонной циркуляции позволяет нрогнозирошать эФективность вторичного цементирования обсадных колонн и определять оптимальный его режим.,аУ 06 дд 10 72 Составитель А.НазаретоваТехред Л,Коцюбняк Коррект Ред онтвк каз 10649/22ВНИИП п 13035, иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 540Государственного ко елам изобретений и сква, Ж, Раунска Подписнотета СССРкрытийнаб д. 4/