Волнометрический метод измерения уровня затрубной жидкости нефтедобывающих скважин с адаптацией к параметрам затрубного пространства

• Автор: Смирнов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Оглавление
Основные обозначения и сокращения
Введение
Г лава 1. Обзор существующих методов определения уровня затрубной жидкости нефтедобывающих скважин
1.1. Место процедуры определения уровня затрубной жидкости в комплексе промысловых исследований
1.2. Оценка требуемой точности определения текущего уровня затрубной жидкости
1.3. Методы измерения уровня затрубной жидкости нефтедобывающих скважин
1.3.1. Непосредственное измерение уровня затрубной жидкости
1.3.2. Косвенное определение уровня затрубной жидкости
1.4. Процедура определения времени распространения акустического сигнала по стволу скважины
1.5. Методы определения скорости звука в затрубном пространстве нефтедобывающей скважины
1.5.1. «Трубный» метод
1.5.2. Метод реперов
1.5.3. Метод эмпирических зависимостей
1.5.4. Расчетный метод
1.6. Существующие измерители уровня затрубной жидкости нефтедобывающих скважин
1.6.1. Нестационарные измерители уровня затрубной жидкости
1.6.2. Стационарные измерители уровня затрубной жидкости
1.7. Анализ изобретений в области измерения уровня жидкости НДС
1.8. Выводы
Глава 2. Разработка модели распространения акустической волны в затрубном пространстве нефтедобывающей скважины
2.1. Определения видов и этапов моделирования
2.2. Обследование объекта моделирования
2.3. Техническое задание на разработку модели
2.4. Обоснование выбора метода решения задачи
2.4.1. Основные соотношения метода электроакустических аналогий для расчета модели затрубного пространства нефтедобывающей скважины
2.4.2. Особенности затрубного пространства как низкочастотного акустического волновода
2.4.3. Полунатурное моделирование затрубного пространства
2.4.4. Натурное моделирование затрубного пространства
2.5. Выводы
Глава 3. Выбор оптимальных сигналов при эхометрировании затрубного
пространства нефтедобывающих скважин
3.1. Классификация исследуемых зондирующих сигналов
3.2. Оценка целесообразности применения гармонического сигнала
3.3. Оценка целесообразности применения кодированного сигнала
3.3.1. Дискретное кодирование
3.3.2. Использование кода Баркера
3.3.3. Использование модифицированного кода Баркера
3.4. Выводы
Глава 4. Разработка адаптивного алгоритма работы стационарного измерителя
уровня затрубной жидкости нефтедобывающих скважин
4.1. Анализ шума в затрубном пространстве нефтедобывающих скважин
4.2. Корректировка структуры обнаружителя с применением выбеливающего фильтра
4.3. Импульсные акустические помехи в затрубном пространстве НДС
4.4. Подавление импульсных помех при обнаружении сигнала

4.4.1. Обнаружение синусоидального сигнала на фоне импульсной помехи
4.4.2. Обнаружение кодированного сигнала на фоне импульсной помехи
4.5. Алгоритм работы стационарного измерителя уровня затрубной жидкости
4.6. Моделирование работы стационарного измерителя уровня затрубной жидкости
4.6.1. Оценка влияния нормального шума на точность измерения временного положения сигнала
4.6.2. Оценка влияния нормального шума в совокупности с импульсной помехой на точность измерения временного положения сигнала
4.6.3. Оценка влияния нормального шума в совокупности с импульсной помехой на точность измерения временного положения сложного сигнала
4.7. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Значения зависимости СКО оценки параметра пластового
давления от СКО измерения уровня затрубной жидкости
Приложение 2. Внешний вид и технические характеристики нестационарных и стационарных волнометрических измерителей уровня
Приложение 3. Методика вычисления коэффициентов затухания акустических сигналов при возможном несовпадении коэффициентов усиления
датчиков
Приложение 4. Исходные данные с датчиков регистраторов для расчета
коэффициента затухания 100-метрового отрезка волновода
Приложение 5. Исходные данные с датчиков регистраторов для проверки коэффициента затухания 100-метрового отрезка волновода при различных параметрах экспериментальной установки

обработки [75, 117, 118, 119], а также усовершенствования оборудования для генерации акустических сигналов, в частности акустических пистолетов [76].
Таким образом, при патентном поиске не выявлено информации об использовании согласованных с затрубным пространством сигналов и, как следствие, оптимальных фильтров в обнаружителе; во всех изобретениях, связанных с волнометрическим методом определения уровня подразумевается применение импульсного акустического зондирующего сигнала.
1.8. Выводы
1. Показано, что контроль уровня затрубной жидкости НДС является важнейшей задачей при эксплуатации'НДС. При этом, наиболее применяемый волнометрический метод определения уровня, как обладающий наименьшей стоимостью работ, является не эффективным из-за применяемого способа генерации зондирующих сигналов. Существующие стационарные уровнемеры, работающие по данному методу, используют импульсные зондирующие сигналы, которые несогласованны со средой распространения и, как следствие, не оптимальны по энергозатратам на их генерацию. При этом самый распространенный процесс генерации зондирующего сигнала, путем кратковременного стравливания затрубного газа в окружающую среду (ОС), нарушает требования техники безопасности и требования по охране ОС. В связи с этим видится необходимым совершенствование способа генерации зондирующего сигнала.
2. Показано, что точность определения величины пластового давления зависит как от точности определения временного положения эхосигнала, так и от точности табличных параметров конкретной скважины. Определена степень влияния совокупности табличных параметров, наибольший вклад из которых на точность определения пластового давления дают величина- средней плотности пластовой жидкости и величина ее уровня.
3. В результате анализа определено направление действий, способное повысить качество работы стационарных уровнемеров. Оно заключается в приме-