4 ШумОметрія, визначення складу флюїдів у свердловині

Метод шумометрії заснований на вивченні розподілу за глибиною свердловини інтенсивності “природних” механічних коливань середовищ, які супроводжують різні технологічні процеси, у тому числі переміщення рідини і газу по пласту, заколонному просторі і т.п.

Джерелом шуму під час руху газу або рідини є турбулентність їх потоків. Інтервалами з найбільш розвинутою турбулентністю потоків є місця сполучення свердловини з пластом. В структурі турбулентності струменю рідини виділяють дві його складові – поздовжню (акустичну) і поперечну вихрову. Акустична енергія турбулентності струменю передається у зовнішнє середовище, неакустична (вихрева) – швидко загасає з відстанню. Інтенсивність (потужність) шуму пропорційна швидкості турбулентного руху флюїду (середньої швидкості V окремих елементарних об’ємів середовища). Частота коливань f_n середовища, при якій спостерігається максимум спектра шуму, пропорційна V².

Оскільки ефект, що реєструється, пов’язаний з акустичною складовою турбулентності струменю, то шум виникає при тих же числах Рейнольда (R_e), при яких появляється турбулентність струменю в круглій гладкій трубі при R_e=310³, а в міжтрубному просторі (за насосно-компресорними трубками) при R_e=2,310².

При проведенні методу шумометрії вимірюють потужність (або амплітуду) шуму S_і в окремих спектральних інтервалах або сумарну потужність S по діапазону спектра.

Характер припливу рідини (одно- або двофазної) впливає на форму спектру шуму.

Шуми в діапазоні 10-100 Гц обумовлені вихровими рухами флюїдів у потоці, які утворюються за рахунок зміни напрямку руху пласт – свердловина.

Таким чином, акустична шумометрія застосовується для:

• виділення інтервалів притоку в свердловину газу або рідини;

• виділення інтервалів заколонних (затрубних) перетікань газу;

• виявлення складу флюїдів, що поступають з пласта.

• здійснювати діагностику стану стовбура свердловини (цементного каменю, обсадної колони).

Обмеження широкого застосування шумометрії у виробництві обумовлені:

- впливом шуму рухомого приладу;

- впливом швидкості потоку, діаметру перфораційних каналів, в'язкості флюїду та складністю інтерпретації отриманих даних.

Барометрія

Базується на вивченні поведінки тиску або градієнта тиску по стовбурі свердловини або в часі.

Застосовують барометрію для визначення абсолютних значень забійного і пластового тиску, оцінки депресії (репресії) на пласти, визначення гідростатичного градієнта тиску, а також густини і складу нерухомої суміші флюїдів по значеннях гідростатичного тиску, оцінки густини і складу рухомої суміші флюїдів.

Вимірювання виконують глибинними манометрами, які поділяються на такі, що вимірюють абсолютний тиск і диференціальні. Манометри у свою чергу поділяють також на манометри з автономною реєстрацією, які опускають в свердловину і залишають в заданому інтервалі на деякий час, і дистанційні, які працюють на геофізичному кабелі з наземним пультом.

Перетворювачі тиску можуть бути:

- п’єзокристалічні (кварцові, сапфірові);

- струнні і мембранні.

Вимірювання абсолютного тиску і їх змін проводять трьома способами:

- реєструючи зміну тиску у функції часу на фіксованих точках глибини;

- реєструючи стаціонарне поле тиску по стовбурі свердловини як функцію глибини;

- реєструючи нестаціонарне поле тиску по стовбурі як функцію глибини і часу.

При реєстрації розподілу тиску як функцію глибини, основним інформаційним параметром є вертикальний градієнт тиску:

ΔP/ΔH cosі,

Диференціальні манометри застосовують для вимірювання різниці гідростатичного тиску на базі, що дорівнює 1 м. Його дані застосовуються для кількісних визначень густини флюїду в стовбурі простоюючої свердловини.

Обмеження широкого впровадження барометрії обумовлені впливом на покази манометрів нестаціонарних процесів в свердловині, температури середовища, структури газорідинного потоку.