Способ измерения давления среды в заколонном пространстве скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 06 5 И 5 Е 21 СТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВО СССРНТ СССР) ЭСУЛА ЕДОМ ГОСПА ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л, Кнаучно-исследовательскийромысловой геофизикии Д.А. БернштейнЛАхметов Р.А, и Татариный измеритель давления- РНТС, Автоматизация инефтяной промышленноЭНГ, 1982, М 12, с.18 - 22.идетельство СССР01 Ч 5/00, 1975,идетельство СССР21 В 47/06, 1987,ЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯЛОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ Изобретение относится к промысловоеофизическим исследованиям скважин, в астности к способам прямого изучения фиических свойств заколонного пространстИзвестен способ измерских параметров среды в застранстве скважины,размещение в заданных дляинтервалах заколонного промерительных датчиков (напн ия ил и температуры),физических параметров средными датчиками и передачуинформации от датчиков на игеофизическому кабелю, котов заколонное пространство слонной труб,СО М возмго к(54) СПОСОБ ИСРЕДЫ В ЗАКОСКВАЖИНЫ ения физичеколонном провключающий исследования странства изример, давлерегистрацию ы измерительеофизической оверхность по рый опускают инхронно с коЫ 2 178968(57) Использование: определение давления среды в заколонном пространстве скважин, Сущность изобретения: в заколонном пространстве скважины устанавливают преобразователь давления с подвикным и неподвижным источниками гамма-излучения, Наносят на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданным расстоянием между полюсами, Один из по-, люсов метки совмещают с неподвижным источником гамма-излучения, Периодически регистрируют излучение какдого из источников, Определяют смещение подвижного источника относительно второго полюса магнитной метки. По величине смещений устанавливают величину давления среды в заколонном пространстве скважины. Недостатками способа являются: - высокая стоимость реализации, обусловленная в основном необходимостью использования остродефицитного в отрасли геофизического кабеля как расходного материала;- возмокность установки в скважине только такого количества измерительных датчиков, которое соответствует числу спускаемых отрезков кабеля;- необходимость разработки и применения специального оборудования для синхронного спуска геофизического кабеля и колонны труб;- низкая надежность, обусловленнаяожностью повреждения геофизическоабеля при спуске колонны,Известен способ дискретного измерения физических параметров затрубного пространства скважины, включающий раз 1789682мещение с внешней стороны колонны труб измерительных датчиков, преобразующих измеряемые параметры среды в перемещение подвижных источников гамма-излучения датчиков и регистрацию внутри колонны интенсивности излучения источников, на основании которой определяют физические параметры среды, например давление.Измерительные датчики образуют ступенчатую дискретную шкалу и измеряемые параметры определяют тгб совокупности уровней сигналов датчиков и их местоположению в измерительной системе.Способ обеспечивает возмокность из мерения физических параметров среды в заколонном пространстве скважины без применения линии связи, соединяющей эаколонные измерительные датчики с наземной поверхностью, Однако его 20 существенным недостатком является низкая точность измерения физическйх параметров среды, обусловленная дискретностью измерений и зависимостью регистрируемой интенсивности рассеянно го гамма-излучения источников измерительных датчиков от положения регистрируемого прибора внутри колонны, состава и плотности заполняющей колонну жидкости и других влияющих факторов, З 0Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является принятый за прототип способ, в соответствии с которым в заколонном пространстве размещают из- З 5 мерительные датчики с источниками радиоизлучения, взаимодействующие со средой в заколонном пространстве, внутрь колонны на геофизическом кабеле опускают регист 40 45 рирующий прибор РК, устанавливают его поочередно против каждого измерительного датчика, регистрируют излучение источников заколокных датчиков и по изменению положений в пространстве подвижных и неподвижных источников измерительных датчиков определяют давление среды, Способ реализуется на скважине при мощности измерителъных датчиков и регистрирующегоих излучение прибора. 50Измерительные датчики обеспечивают преобразование давления жидкой (газообразной) фазы среды в заколонном пространстве в большие (0,25-0,50 м) продольные перемещения подвижных источников гам ма-излучения. Регистрирующий излучение датчиков прибор позволяет определять расстояние между подвижными и неподвижными источниками гамма-излучения датчиков, которое зависит от давления среды. Недостатком способа является сложность в условиях скважины, точного определения расстояния между источниками гамма-излучения - на результаты измерений оказывают влияние трудноучитываемые факторы; несинхронность и неравномерность движения регистрирующего прибора и диаграммной бумаги, по отметкам на которой определяют расстояние между источниками.В случае, когда в качестве регистрирующего излучения датчиков прибора применяют серийную аппаратуру радиоактивного каротажа типа ДРСТ, СГДТ, РКС и др данным способом невозможно добиться высокой точности измерений,Кроме того, операция регистрации излучения заколонных датчиков в известном способе предусматривает поточечные измерения, так что при кеобходимости проведения многократных повторных исследований заколонного пространства способ обладает низкой производительностью.Целью настоящего изобретенля является повышение точности и производительности способа. Указанная цель достигается тем, чтов известном способе, включающем устаковку в заколонном пространстве преобразователя давления с подвижным и неподвижным источниками гамма-излучения, периодическую регистрацию излучения каждого источника и определение смещений подвижного источника, по которому определяют давление среды в заколонном пространстве скважины, согласно изобретению наносят на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданными расстояниями между полюсами, Один иэ которых совмещен с неподвижным источником гамма излучения, а смещение подвижного источника определяют относительно второго полюса метки,Заявляемый способ в отличии от прототипа позволяет наносить на колокну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданными расстояниями между полюсами, При этом один из полюсов совмещаот с неподвижным источником гамма-излучения, а смешение подвижного источника определяется относительно второго полюса,Предлагаемый способ предусматривает разметку колонны против измерительных датчиков мерой длины, функцию которой выполняют магнитные метки, нанесенные на колонну. Расстояние между полюсами магнитных меток (длина магнитных меток) соответствует точно известному расстоянию между полюсами индукционной катушки, при помощи которой колонну намагничивают, 178988210 15 20 25 30 35 45 50 55 Таким образом, колонна против какдого измерительного датчика размечается мерой известной длины, которая регистрируется одновременно с регистрацией излучения датчиков, На зарегистрированной диаграмме положение источников излучения иэмеримельных датчиков будет наноситься против каждого датчика на шкалу известной длины, что позволяет с высокой точностью определить расстояние между подвижным и неподвижным источниками излучения в каждом измерительном датчике, Поскольку мера длины в предлагаемом способе наносятся на колонну и не связана более с регистрирующим прибором, влияние проскальзывания геофизического кабеля по мерному ролику блок-баланса (т.е, влияние несинхронности движения регистрирующего прибора и диаграммной ленты), неравномерность перемещения регистрирующего прибора и протяжки диаграммной ленты не сказываются на точности измерения расстояния между источниками излучения измерительных датчиков, так как необходимая информация регистрируется при тех же условиях, что и информация о мере длины, которая является абсолютной и не зависит от условий регистрации,Так, если расстояние между полюсами индукционной катушки для нанесения магнитных меток на колонну равно (0,250 +0,001) м, то независимо от условий регистрации, расстояние на диаграмме мекду полюсами магнитной метки соответствует (0,250+0,001) м. Измерив на диаграмме расстояние между подвикным и неподвижным источниками гамма-излучения измерительного датчика, и расстояние между полюсами зарегистрированной против датчика магнитной метки, точно определяют расстояние между источниками излучения датчика.Известна аппаратура, обеспечивающая возможность нанесения на колонну ориентированных вдоль оси скважины магнитных меток (база намагничивания 0,25 м) и одновременной регистрации в колонне гамма- активности окружающей среды и остаточной намагниченности колонны (аппаратура контроля перфорации АКПТУ 39-01-09-587-80).Эта аппаратура может быть применена для реализации предлагаемого способа.Предлагаемый способ может быть реализован на скважине при следующей последовательности операций;1. При спуске в скважину колонны труб на их внешней поверхности закрепляют измерительные датчики таким образом, что после спуска колонны они оказываются в заколонном пространстве в заданных для исследования интервалах,Каждый измерительный датчик представляет собой устройство 3, содержащее подвижный и неподвижный источники гамма-излучения и обеспечивающее преобразование давления среды в заколонном пространстве в большое (0,25-0,50 м) продольное перемещение подвижного источника гамма-излучения.2, Для измерения давления среды в заколонном пространстве в "скважину на геофизическом кабеле опускают прибор (АКП), при помощи которого можно осуществлять одновременную регистрацию в колонне гамма-активнос 1 Ъ окружающей среды и остаточной намагниченности колонны.Регистрируя гамма-активность окружающей среды, определяют местоположение заданного измерительного датчика в зако- лонном пространстве и устанавливают индуктивную катушку прибора против измерительного датчика, разместив, один из полюсов катушки против неподвикного источника гамма-излучения датчика.3. Осуществляют намагничивание обсадной колонны против датчика (наносят магнитную метку) путем подачи импульса тока на индукционную катушку прибора и возбукдения ориентированного вдоль оси скважины импульса магнитного поля, пронизывающего колонну,4, Опустив (подняв) регистрирующий прибор ниже (выше) измерительного датчика, осуществляют на подъеме (спуске) одновременную регистрацию гамма-излучения источников заколонного датчика и остаточной намагниченности колонны,5. На полученной диаграммеизмеряют расстояние между полюсами зарегистрированной магнитной метки (расстояние между положительной и отрицательной амплитудами на кривой остаточной намагниченности колон н ы) и расстояние между подвижным и неподвижным источниками гамма-излучения измерительного датчика. Зная базовую длину магнитной метки (для аппаратуры АКП(0,250 +0,001) м, определяют расстояние между подвижным и неподвижным источниками излучения измерительного датчика,б. На основании калибровочной характеристики данного измерительного датчика, зная фактическое расстояние между подвижным и неподвикным источниками гамма-излучения в скважине, определяют давление среды в заколонном пространствев месте расположения датчика.1789682 Составитель Д.БернштейнТехред М.Моргентал Корректор Л,Ливринц Редактор Заказ 335 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьтиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Для измерения давления средь. в заколонном пространстве в других интервалах скважины, в которых установлены заколонные датчики давления, операции 2-6 осуществляют в заданном интервале.Для проведения повторного измерения давления среды в заколонном пространстве нет необходимости вновь осуществлять намагничивание колонны против нужного датчика (операцию 3), так как магнитная метка на колонне сохраняется в течение многих лет, если колонна не подвергается интенсивным механическим или магнитным воздействиям. В этом случае операцию регистрации излучения заколонных датчиков осуществляют в режиме непрерывного измерения.НаибОлее высокая точность измерения будет достигнута при сопоставимых длинах магнитной метки и расстояний между источниками излучения измерительного датчика. При больших вегичинах перемещения подвижного источника измерительного датчика (например, несколько метров), на этом интервале обсадная колонна может быть намагничена несколькими ориентированными вдоль оси колонны магнитными мстками меньшей базы (скажем, 0,25 м), определено расстояние между подвикным и неподвижным источниками относительно каждой магнитной метки, располокенной в ин гервале перемещения подвижного источника и вычислено среднее значение, При таких измерен . х возможно проведение количественной оценки влияния факторов несинхронности и неравномерности движениярегистрирующего прибора и диаграммной5 бумаги, искажающих результаты измерения,Способ может быть реализован на скважинах при помощи известного устройствадля измерения давления среды в заколон 10 ном пространстве скважины, преобразующей давление в большие продольныеперемещения источника излучения и стандартной геофизической аппаратуры,Формула изобретения15 Способ измерения давления среды в заколонном пространстве скважины, включающий установку в заколонном пространствепреобразователя давления с подвижным инеподвижным источниками гамма-излучения,20 периодическую регистрацию излучения каждого источника и определение смещенийподвижного источника, по которому определяют давление среды в заколонном пространстве скважины, о т л и ч а ю щ и й с я25 тем, что, с цельо повышения точности измерений, наносят на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки сзаданными расстояниями; мекду полюсами, один из которых совмещен с неподвиж 30 ным источником гамма-излучения, асмещение подвижного источника определяют относительно второго полюса метки.