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 H_у можно определить по формуле:

H_у = V_з^.t_у/2, (7.3.1)

где V_з – скорость распространения звуковой волны; t_у – 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:

V_з = 2^.Н_р/t_р, (7.3.2)

где Н_р – известное расстояние от источника звукового импульса до репера; t_р – 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

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.