Задачей данного способа является повышение оптимизации добычи и работы скважины путем обеспечения раздельного учета добываемой продукции через один лифт при эксплуатации двух и более нефтяных пластов.
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями, показывает, что снижение - уменьшения амплитуд гармоник в заданной полосе частот, за счет акустических преобразователей шума четвертьволновыми резонаторамиизвестно .
Однако неизвестно, что можно уменьшать по амплитуде гармоники частот в частотном спектре звука, генерируемого электроцентробежным насосом, и передавать в полосе частот с уменьшенными по амплитуде гармониками информацию постоянно и одновременно с нескольких пластов без спуска в скважину дебитомеров.
Основные положения физической сущности способа контроля дебита нефтеводогазовой смеси отдельных нефтяных пластов скважины при многопластовой добыче:
- наличие частотных спектров, генерируемых отдельными нефтяными пластами, несущих информацию о дебите нефтеводогазовой смеси
- четвертьволновые резонаторы, размещенные над электроцентробежным насосом, позволяют уменьшать амплитуды гармоник частот звуковых волн, генерируемых электроцентробежным насосом в скважину.
- наличие помехозащищенного канала связи для передачи глубинной информации, т.е. передача частотных спектров, генерируемых отдельными нефтяными пластами, осуществляется в уменьшенной по амплитуде полосе частот, генерируемого электроцентробежным насосом.
Первый этап. Промысловые испытания – измерения на добывающей скважине амплитудно-частотных спектров, генерируемых отдельными нефтяными пластами.
1. Измерение амплитудно-частотных спектров звуковых волн, производится регистрирующей аппаратурой.
2. Промысловые измерения на добывающей скважине дебитов измерительной аппаратурой – спускаемые в скважину дебитомеров.
3.Составляется программа для электронного блока.
Второй этап. Стендовые испытания, которые включают следующие измерения.
1.Измерение амплитудно-частотного спектра звуковых волн, генерируемого корпусом.
2. Измерение амплитудно-частотного спектра звуковых волн, генерируемого (переменное давление в нефтеводогазовой смеси –пульсации) лопастями рабочих колес электроцентробежного насоса во внутреннюю полость насосно-компрессорных труб.
3. Информация, полученная в процессе измерения амплитудно-частотных спектров,заносится в программу электронного блока регистрирующей аппаратуры (используется для корректировки данных послезамены электроцентробежного насоса при капитальномремонте скважины).
На рисунке 3.1 изображена технологическая схема измерения дебита в добывающей скважине с помощью частотных спектров шумов, генерируемых турбулентными потоками нефтеводогазовых смесей, вытекаемых из перфорационных отверстий отдельных пластов.
Рисунок 3.1– Схема измерения дебита в добывающей скважине с помощью частотных спектров шумов
На рисунке показано:
- 1 – нефтяной пласт П1;
- 2 – турбулентный поток жидкости пласта П1;
- 3 – нефтяной пласт П2;
- 4 – турбулентный поток жидкости пласта П2;
- 5 – нефтеводогазовая жидкость;
- 6 – суммарный амплитудно-частотный спектр S3(f) шумов S1(f) и S2(f) нефтяных пластов П1 и П2;
- 7 – гидрофон;
- 8 – кабель;
- 9 – насосно-компрессорные трубы,
- 10 – динамический уровень нефтеводогазовой смеси,
- 11 – газ;
- 12 – обсадная колонна;
- 13 – лубрикатор;
- 14 – регистрирующая аппаратура.
На рисунке3.2 изображены амплитудно-частотные спектры S1(f) и S2(f) шумов, измеренные регистрирующей аппаратурой, в добывающей скважине с двух нефтяных пластов.
Рисунок 3.2– Амплитудно-частотные спектры S1(f) и S2(f) звуковых волн двух нефтяных пластов.
На рисунке показано:
- 2,а– амплитудно-частотный спектр S1(f) шумов, генерируемых пластом П1;
- 2,б– амплитудно-частотный спектр S2(f) шумов, генерируемых пластом П2;
- 2,в– суммарный амплитудно-частотный спектр шумов S3(f), включающий амплитудно-частотный спектр шумов S1(f) нефтяного пласта П1 и амплитудно-частотный спектр шумов S2(f) нефтяного пласта П2.
На рис. 3.3 изображена схема стенда для измерения амплитудно-частотных спектров шумов генерируемых электроцентробежным насосом и лопастями рабочих колес в полость насосно-компрессорных труб.
Рисунок 3.3– Схема стенда
На рисунке показано:
8 – кабель;
9 – насосно-компрессорные трубы;
13 – лубрикатор;
14 – регистрирующая аппаратура;
15 – стендовая скважина,
16 – электроцентробежный насос;
17 – звуковые волны с амплитудно-частотным спектром S4(f), генерируемых вибрацией (колебаниями) корпусаэлектроцентробежного насоса в жидкость скважины;
18 – звуковые волны с амплитудно-частотным спектром S5(f), генерируемых лопастями рабочих колес электроцентробежного насоса в жидкость, заполняющей насосно-компрессорные трубы;
19 – техническая вода;
20 – гидрофон, опущенный в насосно-компрессорные трубы через лубрикатор, для замера амплитудно-частотного спектра S5(f) звуковых волн, генерируемого лопастями рабочих колес электроцентробежного насоса;
21 –гидрофон, опущенный в стендовую скважину, для замераамплитудно-частотного спектра S4(f) звуковых волн, генерируемого электроцентробежным насосом в скважину;
22 – вход технической воды в стендовую скважину;
23 – выход технической воды из насосно-компрессорных труб;
24 – звуковые волны с амплитудно-частотным спектром S6(f), генерируемые жидкостью из насосно-компрессорных труб, в корпус насосно-компрессорных труб;
25 – звуковые волны с амплитудно-частотным спектром S7(f), генерируемых корпусом насосно-компрессорных труб, в жидкость скважины;
26 – звуковые волны с амплитудно-частотным спектром S8(f) равна сумме S4(f) и S7(f) – состоящий изамплитудно-частотного спектра S4(f) (колебаниями корпуса электроцентробежного насоса в жидкость скважины и амплитудно-частотного спектра S7(f) корпуса (колебаниями) насосно-компрессорных труб в жидкость скважины.
На рисунке3.4 изображены амплитудно-частотные спектры S4(f), S5(f), S6(f), S7(f) и S8(f) звуковых шумов в имитационной скважине 15.
Рисунок 3.4– Амплитудно-частотные спектры звуковых шумов в имитационной скважине
На рисунке3.4,г изображен амплитудно-частотный спектр звуковых волн S4(f), генерируемых вибрацией (колебаниями) корпуса электроцентробежного насоса в жидкость скважины.
На рисунке 3.4,д изображен амплитудно-частотный спектр звуковых волн S5(f),генерируемых лопастями рабочих колес электроцентробежного насосав жидкость, заполняющей насосно-компрессорные трубы.
На рисунке 3.4,е изображен амплитудно-частотный спектр звуковых волн S6(f), возбуждающие корпус насосно-компрессорных труб.
На рисунке 3.4,ж изображен амплитудно-частотный спектр звуковых волн S7(f), генерируемых корпусом насосно-компрессорных труб, в жидкость скважины.
На рисунке 3.4,з изображен амплитудно-частотный спектр звуковых волн S8(f) (сумма S4(f) иS7(f)) – состоящий из амплитудно-частотногоспектра S8(f) звуковых волн иамплитудно-частотного спектра S4(f).
Электроцентробежный насос 16, генерирует корпусом в техническую воду звуковые волны с амплитудно-частотным спектром S 4(f), (рис. 3.4,г).
Лопасти рабочих колес электроцентробежного насоса 16, генерируют в техническую воду 19 звуковые волны 18 с амплитудно-частотным спектром S5(f), которые распространяются к устью имитационной скважины и одновременно возбуждают вибрацию 24 с амплитудно-частотным спектром S6(f). Корпус насосно-компрессорных труб 9, возбужденныйпульсациями технической воды с амплитудно-частотным спектром S6(f), генерирует в техническую воду 19 звуковые волны 25 с амплитудно-частотным спектром S7(f). Звуковые волны 26 (рис. 3.3) с амплитудно-частотным спектром S8(f)являются результатом сложения звуковых волн с амплитудно-частотным спектром S4(f) и S7(f).
На рисунке 3.5 изображена схема стенда для измерения амплитудно-частотных спектров шумов при размещении в насосно-компрессорных трубах над электроцентробежным насосом четвертьволновых резонаторов. Схема показывает, как можно уменьшить уровень амплитуды частот в амплитудно-частотных спектрах звуковых волн, генерируемых электроцентробежным насосом и передать с забоя скважины информацию о дебитах с соответствующих пластов.
Рисунок 3.5– Схема стенда с размещенными в НКТ над электроцентробежным насосом четвертьволновых резонаторов
На рисунке 3.5 показано:
8 – кабель;
9 – насосно-компрессорные трубы;
13 – лубрикатор;
14 – регистрирующая аппаратура;
15 – стендовая скважина;
16 – электроцентробежный насос;
18 – звуковые волны,генерируемые лопастями рабочих колес электроцентробежного насоса в жидкость, заполняющей насосно-компрессорные трубы;
19 – техническая вода;
20 – гидрофон, опущенный в насосно-компрессорные трубы через лубрикатор;
21 – гидрофон, опущенный в стендовую скважину;
22 – вход технической воды в стендовую скважину;
23 – выход технической воды из насосно-компрессорных труб;
27 – четвертьволновые резонаторы;
28 – звуковые волны,распространяющиеся в жидкости, заполняющей насосно-компрессорные трубы, после четвертьволновых резонаторов;
29 – звуковые волны, генерируемые насосно-компрессорными трубами, при размещенных четвертьволновых резонаторах над электроцентробежным насосом;
30 – звуковые волны, распространяющиеся от насосно-компрессорных труб в скважину, с размещенными четвертьволновымирезонатораминад электроцентробежным насосом;
31 – звуковые волны, распространяющиеся в скважине от электроцентробежного насоса, при наличии четвертьволновых резонаторов, размещенных над электроцентробежным насосом;
32 – звуковые волны, генерируемые вибрацией (колебаниями) корпуса электроцентробежного насоса и насосно-компрессорными трубами, с размещенными четвертьволновыми резонаторами в насосно-компрессорных трубах над электроцентробежным насосом.
На рисунке 3.6 изображены амплитудно-частотные спектры шумовS9(f), S10(f), S11(f), S12(f) и S13 (f) звуковых волн в имитационной скважине, при размещении четвертьволновых резонаторов в насосно-компрессорных трубах над электроцентробежным насосом.
Рисунок 3.6– Амплитудно-частотные спектры S9(f), S10(f), S11(f), S12(f) и S13 (f) звуковых волн в имитационной скважине
На рисунке6,м изображен амплитудно-частотный спектр звуковых волнS12(f), состоящий из амплитудно-частотного спектра S4(f) с уменьшенными амплитудами на величину ?А. Уменьшенный по амплитуде амплитудно-частотный спектр S4(f) на величину ?А необходим для передачи амплитудно-частотного спектра S1(f)от нефтяного пласта П1 и амплитудно-частотного спектраS2(f) от нефтяного пласта П2.
На рисунке 7 изображена схема добывающей нефтяной скважины, с размещенным в лубрикаторе гидрофоном и четвертьволновых резонаторов в насосно-компрессорных трубах над электроцентробежным насосом.
Рисунок 3.7– Схема добывающей нефтяной скважины
На рисунке 7 показано:
1 – нефтяной пласт П1;