Зонды и калибровочные установки геофизической аппаратуры контроля разработки месторождений нефти и газа (расходомеры (механические и термоанемометры), влагомеры, шумомеры)

Особенностью геофизических исследований при контроле разработки месторождений является то, что основной объем работ выполняется в работающей скважине. При этом измерения проводятся через насосно-компрессорные трубы или через межтрубное пространство между НКГ и обсадной колонной. По этой причине применяются скважинные приборы малого диаметра, а устье скважины оснащены дополнительным оборудованием для спуска скважинных приборов без изменения или с запрограммированным изменением гидродинамического режима ее работы.

Расходометрия предусматривает определение объемов жидкости или газа, поступающих из перфорированных пластов в скважину или закачиваемых в пласты, с помощью глубинных механических и термокондуктивных расходомеров.

Запись расходограмм может быть непрерывная и точечная. Непрерывная диаграмма регистрируется в масштабе глубин 1:200 в интервале перфорации и прилегающих к нему участках ствола скважины при подъеме прибора.

По данным непрерывной расходограммы намечают положения точечных измерений расхода (дебита) расстояния между точками наблюдения выбирают через 0,2-0,4 м, с малым – через 1-2 м. Измерения на точках выполняются с полностью открытым пакером в течении 1 минуты и не менее 3 раз. Полученные показания суммируются, усредняют и приводят к единице времени.

По данным точечных измерений строят интегральную расходограмму, представляющую собой зависимость показаний расходомера (в имп/мин) от глубины Н, и дифференциальную расходограмму – зависимость удельного расхода (дебита) от глубины для каждого пласта.

Интервалы, отдающие и принимающие флюиды, выделяются по увеличению числа импульсов, прямо пропорционально дебиту (расходу) жидкости или газа.

Исследования скважины начинаются с установки расходомера над всеми работающими пластами.

Показания механических расходомеров в значительной степени зависят от характера движения флюидов в зонах их истечения (поглощения), физических характеристик потока (состава и физических свойств флюидов) и наличия в потоке механических примесей (песка).

Результаты измерений механическими расходомерами позволяют:

1.Выдлить интервалы притока в эксплуатационных или приемистости в нагнетательных скважинах.

2.Определять общий дебит или расход жидкости по пластам, разделенным неперфорированными интервалами.

3.Получать профиль притока или приемистости перфорированного пласта по его отдельным интервалам.

4.Выявлять перетоки между перфорированными пластами после остановки скважины.

5.Осуществлять контроль за техническим состоянием скважин.

Термокондуктивные расходомеры работают по принципу термоанемометра. В поток скважинной жидкости или газа помещается спираль, нагреваемая постоянным стабилизированным током до температуры, превышающей температуру окружающей ее среды. Эта же спираль-термосопротивление является датчиком расходомера. Набегающий поток флюида охлаждает спираль и тем самым изменяет ее активное сопротивление. Температура датчика колеблется в зависимости от скорости движения охлаждающей жидкоти (газа).

Фиксируя изменение сопротивления термодатчика, получают кривую термокондуктивной расходометрии. Величина теплоотдачи термосопротивления зависит также от тепловых характеристик среды, силы тока, диаметров скважины и колонны.

Термокондуктивные расходомеры обладают более высокой, чем механические расходомеры, чувствительностью, не вносят гидродинамических сопротивлений в поток, имеют высокую проходимость в скважинах из-за отсутствия пакера, не подвержены влиянию загрязняющих механических примесей и надежны в работе. Однако их показания существенно зависят от состава смеси, протекающей по стволу скважины, поэтому результаты измерений термокондуктивными расходомерами могут использоваться для количественной интерпретации только при потоках однофазного флюида.

4. Влагомеры нефти предназначены для измерения уровня содержания воды в нефти. Они широко применяются в различных областях нефтяной промышленности.

Принцип работы таких приборов состоит в следующем: определяется комплексное сопротивление нефтяной эмульсии, протекающей по датчику. Комплексное сопротивление зависит от уровня содержания влаги в нефти, и его изменение регистрируется прибором.

Для измерения влажности нефти используются ёмкостные влагомеры, действие которых основано на определении диэлектрической проницаемости или диэлектрических потерь в жидкости, а также кондуктометрический влагомер, в котором измеряется электропроводность жидкости.

Для определения влагосодержания нефти на забое нефтяных скважин используют глубинные влагомеры, спускаемые в скважину на геофизическом кабеле. Действие их основано на изменении электрической ёмкости частотного преобразователя глубинного влагомера. Сигнал прибора по кабелю посылается на поверхность, расшифровка его осуществляется по градуировочному графику.

По мимо того, данные влагометрии позволяют установить места негерметичности колонны по притокам флюидов с диэлектрической проницаемостью, отличающейся от относительной диэлектрической проницаемости смеси в стволе скважины.

5. Акустические методы исследования скважин основаны на изучении полей упругих колебаний в звуковом и ультразвуковом диапазонах частот, возникающих в результате воздействия на окружающую скважину среду с помощью специального излучателя либо при взаимодействии породоразрушающего инструмента (долота) с горной породой, либо при циркуляции жидкости и газа через перфорационные каналы или в затрубном пространстве колонны.

Акустические методы подразделяются на активные и пассивные методы. Так, шумометрия относится к пассивной акустике.

При реализации пассивных методов акустических исследований скважин источником упругих колебаний являются работающее долото и бурильная колонна (при роторном бурении), взаимодействующая со стенкой скважины, поступающие из пласта в скважину газ или газоводная смесь, циркулирующие в заколонном пространстве флюиды.

При измерении упругих колебаний (шумов) с помощью широкополосного приемника в местах притока флюида или затрубной циркуляции наблюдается увеличение амплитуд колебаний в определенном частотном диапазоне.