Совершенствование динамических характеристик акустических источников для повышения точности определения уровня жидкости в скважинах

• Автор: Сикора, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Обзор и анализ средств и методов определения уровня жидкости в скважинах
1.1. Описание мониторинга эксплуатации нефтяного месторождения
1.2. Процесс эхометрирования нефтяных скважин
1.2.1. Методы определения скорости звука в затрубном газе
1.2.2. Способы определения временного положения отражений от уровня
жидкости на эхограмме
1.3. Характеристики генераторов акустических сигналов
1.3.1. Анализ клапанных импульсных источников сигналов
1.3.2. Анализ бесклапанных импульсных источников сигналов
1.4. Эхометрирование скважин многоимпульсными сигналами
Выводы по первому разделу
2. Обработка накопленных экспериментальных данных по стандартной аппаратуре
2.1. Исследование временных и спектральных характеристик эхограмм
2.1.1. Анализ характеристик зондирующего и отраженного акустических сигналов
2.1.2. Статистический анализ скважинных шумов
2.2. Алгоритмы определения временного положения отраженных сигналов на эхограммах
2.2.1. Разработка способов повышения точности эхометрирования на базе корреляционного и спектрального анализа
2.2.2. Модернизация алгоритма определения временного положения
отраженных сигналов на эхограммах
2.2.3. Исследование стабильности и точностных характеристик
модернизированного алгоритма
Выводы по второму разделу

3. Разработка и исследование одноимпульсного взрывного источника акустического сигнала для эхометрирования
3.1. Разработка и обоснование принципиальной схемы и конструкции порохового источника
3.2. Сравнительные испытание предложенного источника для локации уровня жидкости
3.2.1. Описание экспериментальной установки
3.2.2. Сравнительный анализ характеристик источников сигналов
3.3. Описание динамики и построение математической модели физического источника с монтажным патроном
3.3.1. Описание физического процесса формирования импульса
3.3.2. Исследование математической модели формирования звукового
сигнала пороховым источником
Выводы по третьему разделу
4. Модельное исследование многоимпульсных источников
4.1. Формирование многоимпульсного зондирующего сигнала для эхометрирования скважин
4.1.1. Схемы построения источника для многоимпульсного эхометрирования
4.1.2. Выбор огибающей амплитуды зондирующего СВИП-сигнала
4.2. Модельная генерация эхограммы с многоимпульсным зондирующим сигналом
4.3. Рекомендации по использованию многоимпульсного эхометрирования для
локации уровня жидкости в нефтяных скважинах
Выводы по четвертому разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Описание и характеристики некоторых электронных уровнемеров

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Описание и характеристики дополнительного оборудования для генерации сигналов на скважинах с низким затрубным
давлением
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Описание и характеристики аппаратно-программного
комплекса «СиамМастер-4К»
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Программа для исследования дифференциальных уравнений математической модели порохового источника, решаемых методом Рунге-Кутта

затрубном пространстве давление равно атмосферному (или даже ниже атмосферного). При низких давлениях в затрубном пространстве применение газобаллонного оборудования дает наибольшую величину АР. Из-за ограниченной величины давления в баллоне на скважинах с высоким давлением в затрубном пространстве и с высоким уровнем шумов применение газобаллонного оборудования может оказаться мало эффективным.
Увеличение длительности зондирующего сигнала является наиболее продуктивным способом увеличения отношения (1.4) ио следующим причинам [35, 18, 16]:
1. Не привязан к условиям эксплуатации конкретной скважины (давление, уровень шумов в затрубном пространстве, наличие газобаллонного оборудования).
2. Простота технической реализации.
Вместе с тем увеличение длительности зондирующего сигнала ведет к снижению точности измерения временной задержки, так как обнаружение протяженного импульса связано с большим временем интегрирования, которое является областью неопределенности в установлении величины задержки, что в конечном итоге приводит к снижению точности определения уровня жидкости в скважине.
В то же время выражение (1.4) не накладывает ограничений на форму зондирующего сигнала [53,129, 34].
Поиск необходимых сигналов идет непрерывно в сейсморазведке и морской гидролокации, и в настоящее время наибольшее распространение получили, так называемые, линейные частотно-модулированные сигналы длительностью 5... 15 с с полосой частот 1... 10 Гы, и постоянной амплитудой (рис. 1.12 а) [23, 74, 85, 72, 127].