Исследование глубиннонасосных скважин

Зависимость дебита нефти, газа и воды от забойного давления или динамического уровня в глубиннонасосных скважинах опре­деляют методом установившихся отборов. На основании построен-246

ной зависимости определяют коэффициент продуктивности, допусти­мую депрессию и устанавливают режим эксплуатации скважины.

Дебит скважины в процессе исследования изменяют путем умень­шения или увеличения длины хода сальникового штока или путем изменения числа качаний балансира. Чаще пользуются первым: способом.

Дебит нефти и воды измеряют на поверхности в мерниках, за­
мерных трапах или счетчиками-расходомерами, а дебит газа диф­
ференциальными манометрами или газовыми счетчиками. Забойное
давление, соответствующее данному дебиту жидкости, измеряют
глубинным манометром или рассчитывают по глубине до динами­
ческого уровня.

Для исследования глубиннонасосных скважин применяют спе­циальные глубинные манометры — лифтовые, которые устанавливают под насосом. Такие манометры спускают в скважины на трубах вместе с насосом. Часовой механизм манометра заводится на длительное время (до 10 суток и более). За этот период проводят весь цикл ис­следования скважины.

Исследование насосной скважины с непосредственным замером забойных давлений глубинным манометром связано с остановками скважины и потерей добычи нефти. Поэтому такие исследования на­сосных скважин проводят в исключительных случаях: при необ­ходимости определения пластовых давлений в различных частях залежи для построения карт изобар или для разовой проверки дан­ных, полученных при исследовании скважин другими методами.

В большинстве случаев при исследовании глубиннонасосных скважин находят зависимость «дебит — динамический уровень» или определяют забойное давление по высоте динамического уровня жидкости в скважине.

Расстояние от устья до динамического уровня измеряют эхоло­том или маленькой желонкой, спускаемой на проволоке в затруб-ное пространство скважины при помощи лебедки (аппарата Яков­лева).

Широкое распространение получили различные эхометрические установки для замера динамического уровня, основанные на прин­ципе отражения звуковой волны от уровня жидкости в затрубном: пространстве скважин.

Если у устья скважины создать выстрелом или воздушной хло­пушкой звуковую волну, то эта волна, распространяясь по стволу скважины, дойдет по уровня жидкости, отразится от него и в виде эхо снова возвратится к устью скважины. Момент возбуждения и возвращения звуковой волны отмечается пером прибора на ленте, движущейся с постоянной скоростью. Умножив время, прошедшее от момента возбуждения до возвращения волны, на скорость звука, получают расстояние, которое прошла звуковая волна, равное удвоен­ной глубине уровня, т. е.

8 = ц*, (174)

где 5 — путь, проходимый звуком, м; 8 = 2Н (Ъ, — глубина до

уровня); v — скорость звука, м/с; I — время прохождения звуковой волны от устья до уровня и обратно, с.

Из элементарной физики известно, что звуковые волны распро­страняются в различных газах со скоростью 250—^00 м/с в зависи­мости от природы газа, его плотности и температуры.

Приборы для определения уровней в скважинах, построенные на принципе отражения звуковой волны от уровня жидкости, назы­ваются эхолотами или эхометрами. В НГДУ широкое распростра­нение получили эхолоты конструкции В. В. Сныткина (рис. 118).

Рис. 118. Схема эхометрической установки.

Эхолот состоит из пороховой хлопушки 1, представляющей со­бой тройник из сваренных под углом двух цельнотянутых труб. Открытый конец прямой трубы (колена хлопушки), на который на­винчен конус, при помощи резиновой трубки герметично вставляется в отверстие планшайбы на устье скважины. В верхнем конце этой прямой трубы имеется ударник — устройство для возбуждения взрыва пороха, заряд которого помещен в специальной гильзе. В средней части трубы находится пламягаситель 2, представляющий «обой металлическую шайбу с мелкими отверстиями, которая, по­нижая температуру пороховых газов, предотвращает взрыв газовой среды в межтрубном пространстве скважины. Выстрел производят ударом руки по ударнику.

В другой трубе, приваренной под углом к прямой трубе, помещен термофон 3. Это вольфрамовая нить, по которой протекает постоян­ный электрический ток силой 0,2—0,3 А, нагревающий ее до тем­пературы 100° С. Термофон получает питание от батарейки напря­жением 3—6 В. Звуковые импульсы, воздействуя на вольфрамовую нить, вызывают изменение ее температуры, в результате чего из-

меняется сила тока в цепи термофона. Это изменение силы тока в цепи термофона передается через усилитель 4 регулятору 5, ко­торый фиксирует соответствующие пики на диаграмме 6, движущейся с постоянной скоростью от электромоторчика 7. Эхолот питается от сети напряжением 220 В.

При создании взрыва в хлопушке звуковая волна распростра­няется по стволу скважины со скоростью звука, отражается от уровня

жидкости и снова возвращается к устью скважины, где улавливается тер­мофоном. Так как определение скорости распространения звука в газовой среде скважины связано со значительными техническими трудностями, на колонне насосных труб устанавливают отража­тели звука — реперы, расстояние от которых до устья скважины предвари-

Рис. 119. Схема установки ре­пера. 1 — насосная труба; г—репер; з— тельно точно измеряют. Репер (рис. 119)

стопорный винт; 4 — обсадная ко- .,* „ * ^*;

лонна. представляет собой патрубок длиной

300—400 мм, который приваривают

к верхнему торцовому концу муфты насосной трубы и спускают в скважину ближе к уровню жидкости, но так, чтобы он не мог ока­заться под уровнем.

По времени прохождения звуковой волны до репера (что фикси­руется на эхограмме) определяют скорость звука в скважине и по ней уже находят глубину стояния динамического уровня.

Лента прибора движется с постоянной скоростью, равной 100 мм/с, и по измеренному расстоянию между пиками (отражение волн рисуется на эхограмме в виде пик) можно определить время прохождения звука до репера и до уровня (рис. 120).

Расстояние до уровня определяется из следующего соотноше­ния:

Ь-, (175)

-, (176)

~ V

где Т_р — время прохождения звуковой волны до репера, с; Я_р — расстояние до репера, м (это расстояние определяется заранее);

ту — время прохождения звуковой волны до уровня, с; Н_у — рас­стояние до уровня, м.