СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ (ТРУБОПРОВОДЕ) НЕКАЛИБРОВАННЫМ РАСХОДОМЕРОМ
METHOD OF MEASURING FLOW RATE OF LIQUID IN WELL (PIPELINE) USING NON-CALIBRATED FLOW METER

Изобретение относится к области исследований скважин, в частности к способам нахождения расхода скважинной жидкости с использованием некалиброванного турбинного расходомера, и может быть использовано при разработке и контроле нефтяных месторождений.
Известен способ нахождения расхода с помощью турбинного расходомера, в котором используется сравнение показаний расходомера на рассматриваемом участке и участке с известными скоростью и составом жидкости (см. патент США №3954006, кл. 73-166, опуб. 1976). Недостатком данного метода является, соответственно, необходимость в искусственном создании участка с известными параметрами либо нахождение параметров уже имеющегося участка с помощью других средств измерения. Кроме того, в нем не учитывается влияние скорости перемещения расходомера на эпюру скоростей (сечение потока сужается вокруг кабеля). Этого недостатка лишен способ, описанный в а.с. СССР №953199, кл. E21B 47/10, опуб. 1982, в котором используют данные всего лишь одного перемещения расходомера вдоль исследуемого интервала, однако требуется градуировка расходомера для различных скоростей потока в скважинах различных диаметров или имитирующем стенде.
Наиболее близким является способ, описанный в Абрукиным А.Л. (Потокометрия скважин. М., «Недра», 1978, 253 с. с ил., с. 180-184), суть которого заключается в следующем. Турбинный расходомер перемещается внутри остановленной скважины с различными, но постоянными скоростями. При этом регистрируются показания расходомера и скорость его перемещения. По этим данным строится график градуировочной характеристики расходомера. Используя эту зависимость, по зарегистрированной в работающей скважине расходограмме определяют скорость потока жидкости в колонне. Недостатком данного метода является необходимость в остановке скважины.
Целью данного изобретения является упрощение процесса нахождения расхода, а следовательно, снижение экономических и технических затрат.
Данная цель достигается тем, что для применения способа не требуется заранее калибровать расходомер, а количество перемещений расходомера в исследуемом интервале скважины может быть уменьшено до двух. Предпочтительным направлением движения расходомера является направление навстречу потоку скважинной жидкости с целью нивелирования значения порогового расхода.
Заявленный способ реализуется следующим образом.
Некалиброванным расходомером в установившемся режиме скважины делают несколько записей вдоль интервала исследования при постоянных, но разных скоростях движения (необходимо сделать не менее двух записей с различными скоростями движения скважинного расходомера). Предпочтительным является движение расходомера навстречу потоку скважинной жидкости. Полученные записи совмещаются по глубине в интервале исследования и усредняются на участках с сильной флуктуацией полученных данных. Длины участков зависят от вида полученных записей и требуемой точности.
Аппроксимирующую зависимость N(U) принимают линейной:
N - показания расходомера, условные единицы (у.е.);
U - скорость движения расходомера вдоль исследуемого интервала, м/ч;
жидкости
U - скорость потока в скважине, м/ч;
1
К - аппроксимационный коэффициент.
Поскольку на каждой записи на одинаковых глубинах скорость потока скважинной жидкости предполагается постоянной, то формулу (1) выражают следующим образом:
где
0
жидкости
1
К=U*К,
0
К - аппроксимационный коэффициент.
0
1
По полученным данным для каждого i-го участка исследуемого интервала любым известным методом (например, методом наименьших квадратов) находят коэффициенты К, К зависимости (2).
0
1
После нахождения коэффициентов К и К находят значение скорости движения скважинной жидкости на каждом i-ом участке исследуемого интервала по формуле:
Расход на каждом i-ом участке исследуемого интервала находят по известной формуле
либо по идентичной формуле
2
где S - проходное сечение скважины, м.
S находят любым способом, соответствующим требуемой точности (например, используют паспортные данные скважины, данные каверномера-профилемера, либо данные расходомера, измеряющего дополнительно диаметр скважины).
Заявляемый способ обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как использование некалиброванного расходомера, отсутствие необходимости в остановке скважины, количество необходимых записей, форма математической обработки данных.
Заявителю не известны другие способы, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемый способ соответствует критерию "изобретательский уровень".
Данный способ измерения расхода жидкости был применен заявителем при обработке данных при эксплуатации расходомеров серии Кедр-М-Р-38К-02 (патент РФ №86237, кл. E21B 47/10, опуб. 27.08.2009), что доказывает его промышленную применимость.
Пример использования изобретения
На нагнетательной скважине с несколькими интервалами перфораций для определения объема поглощения скважинной жидкости на интервале перфорации провели серию записей некалиброванным расходомером-профилемером серии Кедр-М-Р-38К-02 со скоростями движения, равными 200, 400, 800 и 1200 м/ч, против движения потока скважинной жидкости. Усреднили показания расходомера до интервала перфорации (участок №1) и после интервала перфорации (участок №2). Полученные значения отображены в таблице 1.
0i
1i
Определили коэффициенты К и К методом наименьших квадратов. После этого нашли расход согласно формулам (3-4). Диаметр скважины, согласно показаниям использованного расходомера, равен 76 мм. Результаты расчетов отображены в таблице 2.
Найдем величину поглощения скважинной жидкости на интервале перфорации:
погл
3
Q=380-116=264 м/сут.