Устройство для акустического каротажа скважинной жидкости

 

343237

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.Х1.1970 (№ 1495553/26-25) М! "1 я;к 4Й,91ф, Д/ 40

/ с присоединением заявки ¹

Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 22.VI 1972. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 26.1Х.1972

УДК 550.8 34:622,241 (088.8) Автор изобретения

И. Н. Улумбеков

Краснодарский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

СКВАЖИННОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области промысловогеофизических измерений, проводимых в скважинах с целью определения мест поступления нефти, газа или воды в скважину, а также изучения состава и акустических параметров скважинной жидкости.

Известно устройство для акустического каротажа буровой жидкости, содержащее излучатель и приемник, установленные в герметичной емкости с дном, выполненным в виде тонкой пленки, и дополнительный приемник, установленный вне емкости.

Но с помощью этого устройства измеряют лишь скорость распространения упругих колебаний (С), другой же важный параметр— акустическая жесткость (К) — не измеряется.

В то же время акустическая жесткость более чувствительна к изменению содержания углеводорода в жидкости. Так, при замене, например, воды нефтью (плотность — 0,8; скорость — 1400 At/ñeê) скорость изменяется на

3%, а жесткость — на 22%.

Кроме того, с увеличением процентного содержания газа растет затухание акустического сигнала, что затрудняет отсчет времени, так как уровень сигнала на приемнике резко уменьшается.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что герметичная емкость заполнена жидкостью с заданными акустическими параметрами, а излучатель и приемник, установленные в ней, удалены от ее дна на расстояние более чем 2 — 3 длины волны в жидкости. Это позволяет получить за один спуск

5 снаряда в скважину сразу два параметра скважинной жидкости: скорость распространенения упругих колебаний (С) и акустическую жесткость (К), а следовательно, и плотность

К

10 (р), так как р= — (К=рС), а также повыС шает точность измерений.

На чертеже представлено устройство для акустического каротажа скважинной жидкости.

Is Излучатель 1 и приемник 2 разделены акустическим изолятором 8 и помещены в герметичном корпусе 4, заполненном жидкостью 5 и имеющим компенсатор давления б. Жидкость 5 имеет акустическую жесткость, соот20 ветствующую жесткости скважинной жидкости без содержания углеводорода. Снизу жидкость 5 отделена от скважинной жидкости тонкой пленкой 7, выполняющей роль дна герметичного корпуса 4. Для пленки выбира25 ют такой материал, акустическая жесткость которого близка к жесткости воды, например резина, фторопласт, а толщина меньше 0,5мм.

Приемник 8 установлен за пределами корпуса 4 и омывается скважинной жидкостью, З0 свободно проникающей через окна 9. Сква343237 жинный снаряд содержит электронный блок

10, обеспечивающий работу излучателя и приемников и соединенный каротажным кабелем с усилителем 11, блоком синхронизации

12 и блоком регистрации 13, расположенными на дневной поверхности.

В интервале исследований излучатель 1 преобразует электрический импульс, выработанный в блоке 10, в упругий ультразвуковой импульс, который проходит через жидкость 5 и падает на тонкую пленку 7. В связи с тем, что жесткость пленки близка к жесткости жидкости 5 и толщина ее намного меньше длины волны, доля отраженной от пленки волны незначительна и практически не сказывается на энергии проходящего импульса.

Приведены возможные варианты с различным содержанием углеводорода.

В а р и а н т 1. Содержание углеводорода равно нулю. В этом случае теоретически коэффициент отражения (К вЂ” К, - 1 к.+к,! так как Ki=K, где K> — акустическая жесткость воды, К вЂ” акустическая жесткость исследуемой жидкости, или определяется из отношения

С вЂ” =r, А, где С вЂ” постоянный коэффициент, равный амплитуде сигнала- на излучателе, А — амплитуда сигнала (первых фаз), регистрируемая приемником 2.

А так как R=O, следует, что акустическая жесткость скважинной жидкости (К >) равна жесткости жидкости 5.

По времени вступления сигнала к приемнику 8 и длине пробега, которая в данном приборе величина постоянная, определяют скорость распространения упругих колебаний в скважинной жидкости.

В а р и а н т II. Скважинная жидкость представлена нефтью. В этом случае теоретически

R=0,01. По амплитуде сигнала на приемнике

2 определяют R из формулы. По времени вступления сигнала на приемнике 8 определяют скорость распространения волны в бу5 рои жидкости (С р).

Вариант 111. Скважинная жидкость представлена газом. Теоретическое значение

R=0,99. Принятый приемником 2 сигнал максимален. Акустическую жесткость, соответст10 вующая этому случаю (Кшз), определяют из формулы. Приемник 8 зарегистрирует сигнал весьма малой амплитуды.

Однако имеются смеси газ — нефть — вода, процентное содержание которых однозначно

15 определяется с помощью предлагаемого устройства по двум параметрам — скорости и акустической жесткости.

С целью исключения влияния минерализации скважинной жидкости на получаемые ре20 зультаты измерений, производится эталонировка снаряда по дегазированной жидкости, очищенной от содержащегося углеводорода.

Наблюдение за формой и устойчивостью импульса, зарегистрированного приемником 2, 25 дает представление о размерах газовых или масляных тел в скважинной жидкости. Устойчивый сигнал свидетельствует î том, что размеры масляных или газовых частей значительны и, наоборот, неустойчивый сигнал по30 казывает на незначительные вкрапления нефти или газа.

Предмет изобретения

35 Устройство для акустического каротажа скважинной жидкости, содержащее излучатель и приемник, установленные в герметичной емкости с дном, выполненным в виде тонкой пленки, и дополнительный приемник, уста40 новленный вне емкости, отлича>ощееся тем, что, с целью повышения точности, герметичная емкость заполнена жидкостью с заданными акустическими параметрами, а излучатель и приемник, установленные в ней, удалены от

45 ее дна на расстояние более чем 2 — 3 длины волны в жидкости.

843237

Составитель В. Карпушин

Редактор Л. Василькова Техред Л. Богданова Корректор Г. Запорожец

Заказ 3202/6 Изд. № 1309 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2