8.3 Механічна і термокондуктивна витратометрія (дебітометрія)

Об’єми рідини або газу, що циркулюють в стовбурі свердловини, фіксують і вимірюють глибинними витратомірами. Витратоміри діляться на механічні і термокондуктивні.

У механічних дистанційних витратомірах використовують перетворювачі швидкості обертання турбіни в електричні сигнали.

Робота термокондуктивних витратомірів заснована на визначенні кількості тепла, що віддається безперервно нагрівачем, який розміщений в потоці рідини або газу. За кількістю тепла, що віддається, судять про лінійну швидкість потоку, яка у свою чергу вже пов’язана з об’ємною витратою рідини.

У комплекті з витратоміром використовують спеціальні пристрої, які називають пакерами. Пакери призначені для напряму вимірюваного потоку рідини або газу через калібрувальний перетин приладу – витратоміра. Різні типи пакерів забезпечують повне або неповне перекриття стовбура свердловини, тому через калібрувальний канал приладу проходить або весь потік, або частина його.

Механічні турбінні витратоміри розрізняють в основному за конструкцією керуючого пристрою. Відношення витрат рідини, яка протікає через прилад, до повної витрати називають коефіцієнтом перекриття або пакерування:

, (8.1)

де – відповідно витрати рідини, яка проходить через паркер приладу та між пакером і стінкою свердловини.

Методика проведення досліджень свердловин механічними витратомірами полягає в наступному. Прилад опускають в свердловину до покрівлі верхнього перфорованого пласта і при відкритому пакері проводять періодичні вимірювання за допомогою лічильника протягом 5-10 хв. При цьому реєструють покази калібратора, нульові лінії і сумарного дебіту. Потім при закритому пакері прилад опускають на забій. При підйомі приладу з частково розкритим пакером на певній швидкості записують безперервну діаграму-витратограму. Витратограма є залежністю показів витратоміра від глибини. На витратограмах працюючі пласти виділяють збільшенням показів.

За даними такої витратограми намічають положення точкових (більш дорогих і більш точних) вимірювань дебіту. Вимірювання на таких точках виконують за допомогою відкритого пакеру протягом 1 хв. не менше 3 разів.

Механічні витратоміри дозволяють:

- визначати загальну витрату рідини по пластах;

- визначати профіль притоку і приємистості рідини в експлуатаційних і нагнітальних свердловинах;

- контролювати технічний стан свердловин;

- виявляти перетікання між перфорованими пластами.

Перевага механічних витратомірів – мала чутливість до складу протікаючого флюїду.

Недолік - непридатність для вивчення невеликих притоків і потоків забруднених рідин.

Термокондуктивні витратоміри працюють за принципом термоанемометра. В потік рідини свердловини поміщають спіраль, яку нагрівають постійним стабілізованим струмом до температури, що перевищує температуру навколишнього середовища. Ця ж спіраль –термоелектричний опір є датчиком витратоміра. Набігаючий потік рідини або газу охолоджує спіраль і тим самим змінює її активний опір. Температура датчика коливається залежно від швидкості руху охолоджуючої рідини. Фіксуючи зміну електроопору термодатчика, одержують криву термокондуктивної витратометрії.

Термокондуктивні витратоміри володіють більш високою, в порівнянні з механічними, чутливістю, мають високу прохідність в свердловинах завдяки відсутності пакера, не схильні до впливу забруднюючих механічних домішок і надійні в роботі.

Недоліки – їхні покази залежать від складу суміші, що протікає по стовбуру свердловини.

Інтервали притоку і поглинання флюїдів на кривій термокондуктометрії виділяються зниженням показів температури від підошви до крівлі інтервалу працюючого пласта.