5.6.Глубинные дистанционные влагомеры

Безводный период работы скважин обычно мал или совсем отсутствует.

После прорыва воды в скважину содержание ее в добываемой жидкости, как правило, непрерывно возрастает.

Контроль за движением пластовой и нагнетаемой воды в процессе разработки нефтяного месторождения, особенно при законтурном и внутриконтурном заводнении, имеет весьма важное значение, т.к. это позволяет повысить эффективность мероприятий по регулированию процесса вытеснения нефти водой с целью повышения коэффициента нефтеотдачи. Эта задача в настоящее время решается с помощью комплекса промыслово-геофизических исследований, а также анализом характера обводнения нефтяных скважин.

В процессе обводнения скважин, начиная с некоторого момента, в каждой из них возрастает содержание пресной воды. Для ее определения используют приборы, основанные на принципе измерения диэлектрической проницаемости водонефтяных смесей -влагомеры. Влагомер глубиной дистанционной ВГД -2м входит в комплект передвижной лаборатории АПЭЛ - 66. На рис.5.8. записаны две кривые: дебитограмма и кривая содержания воды в потоке жидкости. Отсюда видно, что вода поступает в интервале глубин 1668 - 1664м, т.е. по нижнему пласту. Верхний пласт дает безводную нефть, так как содержание воды остается постоянным. По этим интегральным кривым можно построить профили притока и процентного содержания воды в жидкости, получаемой из данного пласта.

Показания влагомера зависят от многих факторов: от структуры и свойств смеси, от скорости восходящего потока, от степени герметичности пакера, от герметически эксплуатационной колонны. Поэтому в настоящее время надежно содержание воды может быть определено лишь путем взятия проб из выкидной линии. При этом получаем абсолютное среднее значение для смеси в целом. Однако влагомеры позволяют выявить интервал притока воды и изолировать его путем заливки цементным раствором или другим способом.

5.7.Контроль за химическим составом пластовой

воды, добываемой с нефтью

Данные о составе пластовых вод являются важной составляющей контроля за разработкой залежи нефти В ЦНИПРе в химической лаборатории выполняется 6 членный химический анализ на определение ионов Са, Mg, Fe, SO₄,...

На промыслах производится определение процентного содержания и плотности воды, добываемой с нефтью. Снижение плотности пластовой воды указывает на поступление в данную скважину нагнетательной пресной воды в соответствующей пропорции.

Появление в скважине воды не характерной для данного продуктивного пласта состав сигнализирует о возникновении в эксплуатационной колонне трещины. В такой скважине необходимо провести изоляционные работы.

Увеличение содержания воды в добываемой жидкости используется при построении графиков, показывающих изменения во времени дебитов нефти и воды, а также их суммарной добычи

Q_н м³/сут = (1-В)Q_ж м³/сут,

Q_нт/сут = Q_нт/сут м³ * Q_нм³/сут,

где Q_н - дебит нефти; Q_ж - дебит жидкости; В - содержание воды в долях единицы; Q_н - плотность нефти.

5.8.Определение уровни жидкости эхолотами

Эхолот - это прибор для определения расстояния, измеряемых обычно сотнями метров от места установки его до границы какой - либо другой среды. Принцип действия эхолота основан на определении времени движения звуковой волны от прибора до границы другой среды и обратно. Если скорость движения волны V известна, то, умножив скорость на время t, получим путь S, пройденный волной ими искомое нами расстояние

S = Vt

Такой метод определения расстояния называется эхометрией. Достоинство метода: возможность определения уровней жидкости в скважинах без спуска приборов. Первоначально для определения уровня жидкости в скважинах применялся эхолот ленинградского геолога Линтропа. Метод был разработан в 1937 - 38 гг. В то время в нашей стране еще не было своих глубинных манометров. Эхолот Линдтропа в то время сыграл большую роль в исследовании скважин на продуктивность.

Недостаток аппарата Линдтропа-отсутствие автоматического записывающего устройства . С 1947 года на промыслах нашей страны стали применять электроакустический прибор конструкции Спытнина ЭС- 00, а с 1950 г. его же усовершенствованный прибор ЭС-50.

В настоящее время применяют эхолоты марки ЭП-1.

Эхолотирующая установка состоит из двух основных элементов: пороховой хлопуши и регистратора. Пороховая хлопуша создает звуковую волну в затрубном пространстве. Регистратор представляет собой устройство, состоящее из специального усилителя электрических импульсов, лентопротяжного механизма и самописца.

Для преобразования акустического импульса в электрической внутри пороховой хлопуши имеется термофон в виде вольфрамовой нити диаметром 0,03 мм и длиной около 40 мм. Вольфрамовая нить нагревается постоянным электрическим током до температуры примерно 100⁰С от двух батареек напряжением 3,7 В. Звуковой импульс создается путем выстрела порохового заряда бездымного пороха в затрубное пространство. При этом колебание газа приводит к некоторому охлаждению вольфрамовой нити термофона, сопротивление которой зависит от ее температуры. С понижением температуры электрическое сопротивление нити термофона уменьшается - это приводит к увеличению силы тока, проходящего через эту нить. Импульс повышенного тока передается на специальное устройство типа радиоусилителя. С помощью самописца этот импульс записывается пером на бумажной ленте. Усилитель и электромотор для привода в движение ролика с бумажной лентой питаются от электросети переменного тока с напряжением 220 В (рис. 5.9.)

Технические данные ЭП-1 : максимальная глубина замера до 3000м. Максимально допустимое давление газовой среды в затрубном пространстве 0,1 МПа. Масса заряда пороха 2,6 гр. Скорость движения бумажной ленты 50 мм/сек. Длина рулона бумаги 50м. Напряжение питающей сети 220 - 380 вольт. Общая масса установки 12,5. кг. Погрешность измерений +- 2% (ЭП-1, НГДУ «ТН» с 1966 года).

Простейшая эхограмма представлена на рис. 5.10.

Для определения расстояния от устья скважины до уровня жидкости необходимо знать скорость распространения упругой волны газа V и времч ее движения t . Тогда

h_ур= Vt

Время движения волны определяется по эхограмме из расчета: 100 мм расстояния на эхограмме эхолота ЭС-50 соответствуют одной секунде. Для эхолота ЭП-1 одной секунде соответствуют 50мм расстояния на эхограмме.

Для любого расстояния S время t₁ можно определить из пропорции:

t₁сек - S мм на эхограмме

1 сек - 100мм для ЭС - 50 и 50 мм для ЭП - 1

Здесь t₁ - время движения упругой волны от устья до уровня и обратно

,

где t-время движения волны от уровня до устья, сек.

Скорость движения волны V м/с определяется на основании специальных исследований. Так, если аппаратом Яковлева замерить уровень, а по эхограмме определить время, то, поделив расстояние на время, получим скорость.

При эхометрировании скважин упругая волна проходит двойное расстояние h_ур, поэтому расчетная формула имеет вид

Однако скорость движения упругой (звуковой) волны - величина переменная. Она зависит от давления газа, его состава, температуры, от размеров кольцевого пространства и т.д. А связи с этим был предложен другой способ , при котором в скважину вместе с лифтовыми трубами спускают специальное устройство - репер, представляющий собой патрубок длиной 300-400мм и немного большего диаметра, чем диаметр лифтовых труб. Расстояние между уровнем и репером 50 ...100м как показано на рис. 5.10.

Пример. Пусть расстояние на эхограмме между пиками «выстрел-репер» равно h_{ур =} 400мм. Расстояние в натуре от устья до репера заранее известно и равно H_р = 450м, тогда расстояние от устья до уровня жидкости в скважине Н_ур можно определить из пропорции

Иногда для контроля показаний первого репера ставят второй репер на заранее известном расстоянии, но при больших глубинах расположения их (800...1000м) получаются неясные отражения от уровня, или они совсем отсутствуют из-за ослабления отраженной волны двумя реперами.

Указанная выше программа является простейшей. В действительности могут быть более сложным из-за отражений от муфтовых соединений и от уступов в скважине в связи с переходом на другой диаметр. Кроме того, бывают и случайные помехи,такие как: пропуск газа при недостаточном герметезации устья скважины, сотрясение устья при работе станка-качалки, плохие контакты в соединительных элементах электропроводки.

Для исключения лишних пик на эхограмме опыты по замеру уровней повторяют после соответствующей проверки исправности гидропроводки, герметичности устья и т.д.

Сопоставление эхограмм при этом показывает, что некоторые пики исчезают. Значит они были получены в результате наличия различных помех.