Определение
положения уровня жидкости в затрубном пространстве скважины
Одним из методов исследования глубинно-насосных скважин является эхометрия. По результатам эхометрии определяется уровень жидкости в затрубном пространстве скважины. Исследование производится с помощью эхолота – прибора для измерения положения уровня жидкости в скважине.
В настоящее время применяются различные типы эхолотов, но принцип работы всех приборов идентичен. Широкое применение нашли эхолоты серии «Судос».
- Суть процесса измерения - эхолотирования заключается в следующем. В трубное пространство с помощью датчика импульса звуковой волны (пороховой хлопушки) посылается звуковой импульс.
- Звуковая волна, пройдя по стволу скважины, отражается от уровня жидкости, возвращается к устью скважины и улавливается кварцевым микрофоном. Микрофон соединен через усилитель с регистрирующим устройством, которое записывает все сигналы (исходящий и отраженный) на бумажной ленте в виде диаграммы. Лента перемещается с помощью лентопротяжного механизма с постоянной скоростью.
Если
известно время, прошедшее с момента посылки звукового импульса в скважину до
момента прихода отраженного импульса, а также скорость распространения звуковой
волны в газовой среде, уровень жидкости Hу можно определить по формуле:
Hу = Vз.tу/2, (7.3.1)
где Vз – скорость распространения звуковой волны; tу – время пробега волны от устья до уровня и обратно.
Скорость
распространения звуковой волны зависит от физических свойств газа, заполняющего
скважину, температуры, давления и т.д. Поэтому при каждом измерении ее
определяют косвенным путем по известному расстоянию до какой-либо точки.
Межтрубное пространство скважин с этой целью оснащается специальными
отражателями звуковых волн - реперами, расстояние от которых до устья скважины
известно. Для получения достаточно отчетливого отраженного импульса репер
должен перекрывать поперечное сечение колонны на 60-70%.
Таким
образом, если известно время прохождения звукового импульса от устья скважины
до репера и обратно, скорость распространения волны в данной среде можно
определить по формуле:
Vз = 2.Нр/tр, (7.3.2)
где Нр
– известное расстояние от источника звукового импульса до репера; tр – время прохождения звуковой волны от устья до репера и
обратно.
Зачастую
для определения местоположения уровня жидкости применяют поправочные
коэффициенты, учитывающие газовый фактор и затрубное давление скважины. Глубина
расположения уровня жидкости в скважине определяется путем умножения
поправочного коэффициента на расстояние между импульсами на эхограмме.
Коэффициенты
для определения уровня жидкости в скважине при газовом факторе 87 м3/м3
приведены в табл. 7.3.1.
Таблица 7.3.1
Коэффициенты для определения уровня жидкости в скважине
Затрубное давление, МПа |
Поправочный коэффициент |
Затрубное давление, МПа |
Поправочный коэффициент |
0 |
6,4 |
0,25 |
7,1 |
0,05 |
6,6 |
0,30 |
7,1 |
0,10 |
6,8 |
0,35 |
7,2 |
0,15 |
6,9 |
0,40 |
7,2 |
0,20 |
7,0 |
0,45 |
7,3 |
В
современных эхолотах информация представлена в цифровом виде и значения уровней
выводятся с учетом поправочных коэффициентов, что значительно упрощает
выполнение работ по определению уровней, но требует высокой точности при
настройке прибора.