Термический способ исследования технического состояния скважины

Изобретение относится к гидрогеологии, бурению и эксплуатации скважин и может быть использовано для проведения геофизических исследований технического состояния скважин. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является расширение эксплуатационных возможностей способа на случай присутствия в скважине перетоков флюида. Существо способа заключается в том, что температурные аномалии регистрируются с помощью термометра, а перетоки флюида - с помощью термоанемометра, из выходного сигнала которого вычитается выходной сигнал термометра. 2 ил.

 

Изобретение относится к гидрогеологии, бурению и эксплуатации скважин и может быть использовано при проведении геофизических исследований технического состояния скважин.

Известен способ аналогичного назначения, реализуемый в устройстве для определения скорости и направления потока жидкости в скважине с помощью электролитического индикатора и датчиков электропроводности /а.с. СССР №661481, кл. Е21В 47/00, G01V 9/02, 1979/.

Недостатком аналога является невозможность с его помощью проведения исследований температурных аномалий вдоль ствола скважины, несущих информацию о теплофизических свойствах окружающих скважину горных пород.

Известен термический способ исследования температурных аномалий вдоль ствола скважины с помощью термического каротажа, заключающийся в спуске или подъеме термометра вдоль или параллельно оси скважины с равномерной скоростью при непрерывной регистрации выходного сигнала, по которому судят о теплофизических свойствах окружающих скважину горных пород /Патент РФ №2136880, кл. Е21В 47/00, 1999/.

Данный способ принят за прототип.

Недостатком прототипа являются трудности интерпретации результатов термических исследований для случаев, когда в скважине присутствуют перетоки флюида.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является расширение эксплуатационных возможностей термического способа на случай, когда в скважине присутствуют перетоки флюида.

Данный технический результат достигается за счет того, что в известном термическом способе исследования технического состояния скважины, заключающемся в спуске или подъеме термометра вдоль или параллельно оси скважины с равномерной скоростью при непрерывной регистрации выходного сигнала термометра, по которому судят о теплофизических свойствах окружающих скважину горных пород, совместно с термометром осуществляют спуск или подъем термоанемометра, при этом термочувствительные элементы термометра и термоанемометра совпадают по геометрическим и теплофизическим параметрам, причем при движении термометра и термоанемометра проводят вычитание выходного сигнала термометра из выходного сигнала термоанемометра, а по полученной разности сигналов дополнительно судят о наличии перетоков флюида в исследуемой скважине и их скорости.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена структурная схема реализации способа; на фиг.2 - пример измерительной аппаратуры для проведения исследований технического состояния скважины.

Термический способ исследования технического состояния скважины 1 (фиг.1) реализуется по системе, содержащей термочувствительные элементы 2, 3 (т.ч.э. 2, 3), закрепленные на каротажном кабеле 4, и спускоподъемное устройство 5 (СПУ 5). Т.ч.э. 3 - нагреваемый, а т.ч.э. 2 - ненагреваемый термоэлемент. Данные т.ч.э. 2, 3 выполняют роли датчиков термометра и термоанемометра.

Т.ч.э. 2, 3 термометра и термоанемометра совпадают по геометрическим и теплофизическим параметрам и могут быть выполнены, например, в виде термисторов (полупроводниковых термосопротивлений).

Выход т.ч.э. 2 термометра подключен через усилитель 6 к регистрирующему прибору 7.

Выход нагреваемого т.ч.э. 3 термоанемометра подключен к одному из плеч мостовой схемы 8, в смежное плечо которого включен ненагреваемый т.ч.э. 2.

Мостовая схема 8 выполняет функции вычитающего устройства с источником питания 9 и регистрирующим устройством 10.

Поскольку в настоящее время схемы термоанемометров хорошо разработаны, их описание подробно не приводится.

Если источник питания 9 выполнить стабилизированным, то измерения скорости V потока будут проводиться термоанемометром по методу постоянного тока. При этом предварительно мост 8 балансируется для скорости U каротажа, для которой регистрирующий прибор 10 покажет нулевой сигнал. Тогда любое отклонение от нуля на выходе мостовой схемы 8 указывает на наличие в скважине 1 мест 11 перетока флюида 12.

Датчик термоанемометра не будет реагировать на изменение температуры в местах температурных аномалий на уровнях расположения пород 13, 14, обладающих другими теплофизическими свойствами по сравнению с фоном.

С другой стороны, т.ч.э. 2 термометра будет реагировать на появление температурных аномалий и на температуру флюида 12, но не будет реагировать на скорость V флюида.

Таким образом, мостовая схема 8, выполняя роль вычитающего устройства, позволяет на одном регистрирующем приборе 10 измерять скорость флюида и регистрировать место его появления, а на другом регистрирующем приборе 7 измерять и регистрировать температуру и места расположения температурных аномалий.

Для увеличения чувствительности температурных измерений впереди по ходу движения т.ч.э. 2, 3 можно расположить нагреватель (на чертеже не показан), как это сделано в прототипе.

Термический способ исследования технического состояния скважины, заключающийся в спуске или подъеме термометра вдоль или параллельно оси скважины с равномерной скоростью при непрерывной регистрации выходного сигнала термометра, по которому судят о теплофизических свойствах окружающих скважину горных пород, отличающийся тем, что совместно с термометром осуществляют спуск или подъем термоанемометра, при этом термочувствительные элементы термометра и термоанемометра совпадают по геометрическим и теплофизическим параметрам, причем при движении термометра и термоанемометра проводят вычитание выходного сигнала термометра из выходного сигнала термоанемометра, а по полученной разности сигналов дополнительно судят о наличии перетоков флюида в исследуемой скважине и их скорости.