Способ и устройство для получения данных в скважине для добычи углеводородного сырья во время ее работы
Формула / Реферат
1. Способ определения скоростей потока в многофазном флюиде, протекающем в скважине, при котором осуществляют
(i) измерение локальной скорости протекающего флюида в одной из областей скважины и
(ii) измерение локальных пропорций флюида, протекающего в одной из областей скважины, при этом
область, в которой измеряется локальная скорость, и область, в которой измеряются локальные пропорции, лежат в вертикальной плоскости скважины,
отличающийся тем, что осуществляют измерение как локальной скорости, так и локальных пропорций фаз, по меньшей мере, в двух областях, которые лежат в вертикальной плоскости скважины, которая содержит продольную ось скважины, и которые отделены друг от друга некоторым расстоянием в направлении, параллельном оси скважины.
2. Способ по п.1, включающий измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в областях, распределенных по всей ширине скважины.
3. Способ по п.2, где скважина отклоняется от вертикали, при котором осуществляют измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в области, лежащей в нижней части вертикальной плоскости скважины, и измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в других областях, распределенных по всей ширине скважины в вертикальной плоскости.
4. Способ по п.3, при котором дополнительно измеряют локальную скорость и локальные пропорции фаз в области, лежащей в нижней части вертикальной плоскости скважины.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором элемент площади сечения (Dsi) скважины связывают с каждой областью и общую скорость потока Q каждой фазы определяют из уравнения
где S представляет общую площадь вертикального сечения скважины и
qi представляет собой скорость потока каждой фазы в элементе площади сечения Dsi,
при этом qi= viъhi;
где vi представляет собой локальную скорость каждой фазы в элементе площади сечения Dsi и
hi представляет собой локальную пропорцию каждой фазы в элементе площади сечения Dsi.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, при котором осуществляют измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в одной и той же точке в каждой области.
7. Способ по любому из пп.1-5, при котором в каждой области осуществляют измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в различных положениях, которые совмещены друг с другом параллельно продольной оси скважины.
8. Устройство для определения скоростей потока в многофазном флюиде, протекающем в скважине, содержащее
(i) корпус устройства, который помещается в скважину,
(ii) сенсорные средства, установленные на корпусе устройства, для измерения локальной скорости протекающего флюида в одной из областей скважины и
(iii) сенсорные средства, установленные на корпусе устройства, для измерения локальных пропорций флюида, протекающего в одной из областей скважины,
в котором область, в которой измеряется локальная скорость, и область, в которой измеряются локальные пропорции, лежат в вертикальной плоскости скважины,
отличающееся тем, что сенсорные средства выполнены с возможностью измерения как локальной скорости, так и локальных пропорций фаз, по меньшей мере, в двух областях, которые лежат в вертикальной плоскости скважины, которая включает продольную ось скважины, и которые отделены друг от друга некоторым расстоянием в направлении, параллельном оси скважины.
9. Устройство по п.8, в котором при использовании сенсорные средства для измерения локальной скорости и локальных пропорций фаз находятся в областях, распределенных по всей ширине скважины.
10. Устройство по п.9, в котором при отклонении скважины от вертикали предусматриваются средства сенсоров для измерения локальной скорости и локальных пропорций фаз в области, лежащей в нижней части вертикальной плоскости скважины, и для измерения локальной скорости и локальных пропорций фаз в других областях, распределенных по всей ширине скважины в вертикальной плоскости.
11. Устройство по п.10, дополнительно содержащее сенсорные средства, выполненные с возможностью измерения локальной скорости и локальных пропорций фаз в области, лежащей в верхней части вертикальной плоскости скважины.
12. Устройство по пп.9, 10 или 11, дополнительно содержащее средства для ориентировки корпуса устройства таким образом, чтобы сенсорные средства лежали по всей ширине скважин в вертикальной плоскости.
13. Устройство по любому из пп.8-12, в котором при использовании корпус устройства покоится под действием силы тяжести на дне скважины (12) и содержит, по меньшей мере, одну раскладываемую консоль (18, 20), поддерживаемую корпусом (14) на одном конце и способную находиться в верхней части скважины, в котором, по меньшей мере, некоторые из сенсорных средств (26) для определения локальной скорости флюида и, по меньшей мере, некоторые из сенсорных средств (28) для определения локальных пропорций фаз устанавливаются на раскладываемой консоли (18, 20).
14. Устройство по любому из пп.8-12, в котором при использовании корпус устройства (14) центрируется вблизи оси скважины с помощью средств центрирования, содержащих, по меньшей мере, две раскладываемых консоли (18', 20'), установленных на корпусе (14) и выполненных с возможностью нахождения соответственно вблизи нижней части или верхней части скважины, в котором, по меньшей мере, некоторые из сенсорных средств (26) для определения локальной скорости флюида и, по меньшей мере, некоторые из сенсорных средств (28) для определения локальных пропорций фаз устанавливаются на раскладываемых консолях (18', 20').
15. Устройство по любому из пп.8-12, в котором сенсорные средства содержат узлы (24), содержащие множество сенсоров, и каждый из них включает средства (26) для определения локальной скорости флюида и средства (28) для определения локальных пропорций фаз.
16. Устройство по любому из пп.8-14, в котором при использовании сенсорные (26) средства для определения локальной скорости флюида и сенсорные средства (28) для определения локальных пропорций фаз устанавливаются в различных положениях, в различных областях, которые, по существу, совмещаются друг с другом в направлении, параллельном оси скважины.
Текст
1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу и устройству для получения данных, предназначенному для использования в скважине для добычи углеводородного сырья во время ее работы. Более конкретно, способ и устройство по настоящему изобретению предназначается для того, чтобы обеспечить отслеживание рабочих параметров в скважине для добычи углеводородного сырья и для того, чтобы сделать возможной диагностику в случае какой-либо нештатной ситуации. Уровень техники Для обеспечения отслеживания и диагностики в скважинах для добычи углеводородного сырья при их работе, необходимо получение некоторого объема данных, в основном физических данных. Эти данные в основном относятся к многофазному флюиду, который протекает в скважине (скорость потока, пропорции его различных фаз, температуру, давление, и тому подобное). Они также могут относиться к определенным характеристикам самой скважины (отклонение от кругового сечения, наклон и тому подобное). Данные, которые являются особенно важными для оператора, представляют собой среднюю скорость потока и пропорцию каждой из фаз, присутствующих в многофазном флюиде. Для получения указанных данных, и как показано, в частности, в документе FR-A-2 732068, стандартное решение заключается в осуществлении, сначала, измерения общей скорости флюида, протекающего в скважине, посредством вертушечного расходомера, расположенного по оси скважины, а затем, локальных измерений, делающих возможным определение пропорций различных фаз флюида в определенных областях скважины. Измерение скорости и локальные измерения производятся на различных уровнях. Локальные измерения осуществляются посредством локальных сенсоров, которые могут представлять собой датчики сопротивления, оптические сенсоры и тому подобное. Документ PR-A-2 761111 предлагает усовершенствование для этого типа устройства, в котором общее измерение скорости флюида и определение пропорций различных фаз осуществляется по существу на одном и том же уровне. Такое устройство является более компактным, чем обычные устройства, и устраняет определенные ошибки или неточности, связанные с расстоянием между точками измерений. Для определения скоростей потока различных фаз флюида, протекающих в скважине,скорость потока флюида через данное сечение скважины вычисляется из измерений, осуществляемых с помощью указанных существующих устройств путем умножения общей скорости,измеренной по центру скважины, на площадь 2 сечения скважины в месте, где осуществляется указанное измерение. Пропорция, относящаяся к рассматриваемой фазе, определяемая с помощью локальных сенсоров, затем используется вместе с указанной общей скоростью потока. Является также известным, что распределение различных фаз флюида, протекающих в нефтяной скважине, измеряется в зависимости от того, является ли скважина вертикальной,наклонной или горизонтальной. Из-за разницы плотностей различных фаз флюида, указанные фазы становятся все более стратифицированными при увеличении наклона скважины. Таким образом, в случае трехфазного флюида, содержащего воду, нефть и газ, все три фазы стремятся протекать одна поверх другой, когда скважина является горизонтальной или сильно наклонной. Чтобы принять во внимание это явление, и как показано, в частности, в документах GB-A-2 294074 и GB-A-2 313196, должны быть предложены такие устройства для получения данных,которые снабжаются определенным количеством локальных сенсоров, которые распределяются в вертикальной срединной плоскости скважины, когда инструмент приводится в его рабочее положение в наклонной или горизонтальной скважине. Расположение локальных сенсоров, предложенное в этих документах, дает возможность учитывать стратификацию различных фаз в наклонных или горизонтальных скважинах, в порядке определения их пропорций более надежным способом. Однако методика, используемая для определения скорости потока каждой из фаз, остается одной и той же, и основывается на определении общей скорости потока флюида в скважине. Документ GB-A-2 307047 предлагает устройство для получения данных, предназначенное для горизонтальных или сильно наклонных скважин, в которых присутствуют потоки жидкой фазы вместе с большим количеством газовой фазы. Это устройство имеет различные сенсоры, расположенные в газовой фазе, и сенсоры,расположенные в жидкой фазе(фазах). Кроме того, оно измеряет скорости газовой и жидких фаз по отдельности. Оно также осуществляет измерение уровня спомощью емкостной системы, с тем, чтобы определить пропорции газовой и жидкой фаз. Это устройство может быть использовано только в скважинах, которые являются горизонтальными или сильно наклонными. Другими словами, оно не может быть использовано в скважинах, которые являются вертикальными или слегка наклонными. Кроме того, используемая методика измерения уровня не определяет реальные пропорции различных фаз во флюиде. Как правило, существует промежуточная зона, где газ и жидкость смешиваются, тем самым, вызывая большую неточность при осу 3 ществлении измерения уровня. Кроме того, часто встречающееся присутствие двух жидких фаз, таких как вода и масло, не принимается во внимание. Сущность изобретения В основу настоящего изобретения положена задача создания способа и устройства для получения данных, которые делают возможным определение скоростей потока различных фаз флюида, протекающих в нефтяной скважине,более точным и более надежным способом, чем с помощью существующих устройств, в особенности, когда скважина является наклонной или горизонтальной. Настоящее изобретение основывается на том, что, в наклонной или горизонтальной скважине, скорость потока любой из фаз флюида не равна произведению общей (или средней) скорости флюида, умноженной на площадь поперечного сечения скважины и на пропорцию указанной фазы в протекающем флюиде, но скорее является произведением скорости рассматриваемой фазы, умноженной на поперечное сечение и на пропорцию указанной фазы. Таким образом, настоящее изобретение предусматривает способ получения данных в скважине для добычи углеводородного сырья,способ характеризуется тем, что он состоит в определении как локальной скорости многофазного флюида, протекающего в скважине, так и локальных пропорций фаз указанного флюида в каждой, по меньшей мере, из двух различных областей скважины, которые находятся на некотором расстоянии друг от друга в направлении,параллельном оси скважины. Области, в которых производятся измерения, предпочтительно все располагаются в одной и той же плоскости, содержащей ось скважины, или вблизи от указанной плоскости. Более точно, указанные области предпочтительно распределяются по всей ширине скважины. Для обеспечения эффективности измерений в наклонной или горизонтальной скважине,плоскость, в которой располагаются области измерений, предпочтительно ориентируется, по существу, в вертикальном направлении. Одна из указанных областей, таким образом предпочтительно располагается вблизи верхней образующей скважины. Элемент площади сечения (si) скважины преимущественно связывается с каждой из указанных областей, и общая скорость потока Q каждой из указанных фаз определяется из уравнения: где S представляет собой общее вертикальное поперечное сечение скважины и qi представляет собой скорость потока указанной фазы в элементе площади сечения si,при этом qi = vihi, 003623 4 где vi представляет собой локальную скорость указанной фазы в элементе площади сечения si,и hi представляет собой локальную пропорцию указанной фазы в элементе площади сечения si. Настоящее изобретение также предусматривает устройство для получения данных в скважине для добычи углеводородного сырья,причем устройство отличается тем, что содержит, в каждой, по меньшей мере, из двух различных областей скважины, которые находятся на некотором расстоянии друг от друга в направлении, параллельном оси скважины, средства для определения локальной скорости многофазного флюида, протекающего в скважине, и средства для определения локальных пропорций фаз указанного флюида. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения, устройство включает некий корпус, который способен покоиться, под действием силы тяжести, рядом с нижней образующей скважины, и, по меньшей мере, одну раскладываемую консоль, поддерживаемую с помощью корпуса на одном конце, и способную к приложению рядом с верхней образующей скважины, в котором, по меньшей мере, некоторые из средств для определения локальной скорости флюида и, по меньшей мере, некоторые из средств для определения локальных пропорций фаз поддерживаются с помощью раскладываемой консоли. В другом предпочтительном воплощении настоящего изобретения, устройство содержит корпус, способный располагаться по центру,вблизи оси скважины, с помощью центрующих средств, содержащих, по меньшей мере, две раскладываемые консоли, поддерживаемые корпусом, и способные располагаться, соответственно, рядом с верхней образующей и рядом с нижней образующей скважины, в котором, по меньшей мере, некоторые из средств для определения локальной скорости флюида и, по меньшей мере, некоторые из средств для определения локальных пропорций фаз поддерживаются с помощью раскладываемых консолей. В зависимости от обстоятельств, средства для определения локальной скорости флюида и средства для определения локальных пропорций фаз могут быть либо включены в узлы, содержащие множество сенсоров, либо они могут быть отделены от них. Когда они отделены, в каждой из областей измерений, средства для определения локальной скорости флюида и средства для определения локальных пропорций фаз находятся, по существу, совмещенными друг с другом по линии, параллельной оси скважины. Перечень фигур чертежей Различные воплощения настоящего изобретения описываются ниже в качестве не огра 5 ничивающих примеров и со ссылками на соответствующие чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой вид в продольном разрезе, представляющий условным образом устройство для получения данных, представляющее собой первое воплощение настоящего изобретения в сильно наклонной скважине; фиг. 2 представляет собой вид в условном разрезе по линии II-II фиг. 1; фиг. 3 представляет собой вид, подобный фиг. 1, представляющий другое воплощение настоящего изобретения и фиг. 4 представляет собой вид в разрезе,подобный фиг. 1, демонстрирующий вариант первого воплощения. Подробное описание предпочтительных воплощений настоящего изобретения Фиг. 1 представляет, очень условно, часть устройства 10 для получения данных, помещенного в скважину 12 для добычи углеводородного сырья при ее работе. Более конкретно, часть скважины 12 в которой расположено устройство 10, наклонена таким образом, что многофазный нефтяной флюид, который протекает в ней, является стратифицированным, по меньшей мере,частично. Устройство 10 для получения данных по настоящему изобретению соединено с конструкцией на поверхности (не показана) с помощью кабеля или гибкого стержня. Данные, получаемые в устройстве 10, передаются в реальном времени к конструкции на поверхности с помощью телеметрии, через кабель или гибкий стержень. В модулях, которые не показаны, и которые не являются частью настоящего изобретения, устройство 10 для получения данных содержит определенное количество сенсоров, таких как сенсоры давления или температуры. Оно также включает систему телеметрии. В части, показанной на фиг. 1, устройство 10 для получения данных содержит цилиндрический корпус 14, имеющий диаметр, который является существенно меньшим, чем внутренний диаметр скважины 12. Корпус 14 поддерживает раскладываемый механизм 16, который способен раскладываться в плоскости, содержащей продольную ось указанного корпуса. В воплощении, представленном на фиг. 1,механизм 16 содержит консоль 18, имеющую нижний конец, подвешенный на корпусе 14, и консоль 20, расположенную между другим концом консоли 18 и частью корпуса 14, более близкой к поверхности. Этот конец консоли 20 способен располагаться внутри корпуса 14, параллельно ее продольной оси, с помощью мотора 22. Приведение в действие мотора 22 дает возможность механизму 16 перемещаться между активным положением устройства, в котором указанный механизм раскладывается способом,представленным на фиг. 1, и неактивным поло 003623 6 жением, в котором механизм 16 является втянутым внутрь корпуса 14. В одном из вариантов воплощения (не показан), механизм 16 может быть заменен пружинным механизмом, который автоматически раскладывается, когда устройство вставляется в скважину. Таким образом, мотор 22 может отсутствовать. В воплощении фиг. 1, когда устройство 10 вставляется в наклонную или горизонтальную скважину, корпус 14 автоматически остается в нижней части скважины, то есть рядом с нижней образующей скважины. Когда механизм 16 раскладывается, механизм автоматически занимает собой весь диаметр скважины. Как следствие, консоли 18 и 20, образующие механизм 16,автоматически располагаются над корпусом 14 в вертикальной плоскости, содержащей продольную ось скважины 12. В одном из вариантов, является возможным соединить корпус 14 устройства с магнитным устройством. Устройство взаимодействует с металлической трубой, которая проложена внутри скважины 12, таким образом, чтобы гарантировать соответствующую ориентацию корпуса 14 в указанной выше вертикальной плоскости. В каждом, по меньшей мере, из двух различных областей скважины 12, устройство 10 для получения данных содержит средства для определения локальной скорости многофазного флюида, протекающего в скважине, и средства для определения локальных пропорций фаз указанного флюида. Различные области, в которых производятся измерения, не совмещаются друг с другом в направлении, параллельном продольной оси скважины. Более конкретно, в воплощении, представленном на фиг. 1 и 2, устройство 10 соединено с пятью узлами 24, содержащими множество сенсоров, каждый из них содержит средства для определения локальной скорости флюида и средства для определения локальных пропорций фаз указанного флюида. Один из указанных узлов 24, содержащих множество сенсоров, установлен в корпусе 14 устройства 10, а остальные четыре узла 24, содержащих множество сенсоров, установлены на консоли 18 механизма 16 таким образом, чтобы они равномерно распределялись по всей ширине скважины 12 в вертикальной плоскости, содержащей продольную ось указанной скважины. Один из узлов 24, содержащих множество сенсоров, расположенных на консоли 18, помещается на ее конце, подвешенном к консоли 20. Как следствие, указанный узел 24, содержащий множество сенсоров, располагается в непосредственной близости от верхней образующей скважины, когда механизм 16 раскладывается. Фиг. 2 представляет собой схему, демонстрирующую геометрическое распределение узлов 24, содержащих множество сенсоров, по 7 всей ширине скважины 12, в вертикальной плоскости, содержащей продольную ось скважины. На практике, каждое из средств для определения локальной скорости флюида, имеющих узлы 24, содержащие множество сенсоров, состоит из маленького вертушечного расходомера(не показан). Узлы 24, содержащие множество сенсоров, устанавливаются на консоль 18 механизма 16 таким образом, что оси вертушечных расходомеров ориентируются, по существу, параллельно продольной оси скважины 12, когда механизм 16 раскладывается. Это может быть легко получено путем установки узлов 24 на консоли 18 с помощью креплений в виде деформируемого параллелограмма или любого их эквивалента. Кроме того, каждое из средств для определения локальных пропорций фаз флюида, соединенных с каждым узлом 24, содержащим множество сенсоров, может состоять из любых известных средств, способных к осуществлению этой функции. Такие известные средства содержат, в частности, датчики сопротивления, как описано в документе ЕР-А-0 733780, оптические сенсоры, как описано в документе FR-A2749080, или множество сенсоров, включая,например, два или три оптических сенсора, или один оптический сенсор и датчик сопротивления. В воплощении на фиг. 1 и 2, каждое из средств для определения локальных пропорций фаз может, в частности, быть помещено в центре маленького вертушечного расходомера,служащего для измерения локальной скорости флюида. При использовании системы, описанной выше, становится возможным как измерение локальной скорости флюида, так и измерение данных, представляющих локальные пропорции фаз, в каждой из локальных областей, которые занимают узлы 24, содержащие множество сенсоров. В каждой из областей, в которых расположены узлы 24, содержащие множество сенсоров, значение скорости потока каждой из фаз,входящих в композицию нефтяного флюида,циркулирующего в указанной области скважины, может, следовательно, быть вычислено достаточно точно. Общая скорость потока затем определяется для каждой из фаз путем сложения вместе, для всех областей, значений ранее вычисленных скоростей потоков. Измерение полученных таким образом указанных скоростей потоков является гораздо более точным, чем измерение, полученное с помощью устройств, известных из литературы,независимо от того, является ли скважина вертикальной или является ли она наклонной или горизонтальной. Способ определения общей скорости потока, при этом, основывается на экспериментальном наблюдении в наклонной или горизонталь 003623 8 ной скважине, где различные фазы являются стратифицированными вдоль горизонтальных,по существу, линий разделения в вертикальном сечении скважины. Таким образом, общее сечение скважины может быть разделено на множество элементов площади сечения s, имеющих горизонтальные боковые стороны. Узел 24, содержащий множество сенсоров, связывается с каждым из указанных элементов площади сечения s. На этой основе, общая или средняя скорость потока в любой данной фазе является равной сумме скоростей потока указанной фазы,вычисленной по всем элементам площади сечения s. Другими словами, в случае, когда используются три узла 24, содержащих множество сенсоров, связанные с тремя соответствующими элементами площади сечения s1, s2 и s3,общая скорость потока Q дается уравнением:S представляет собой общее вертикальное сечение скважины, a qi, q2, и q3 представляют собой скорости потоков фазы при рассмотрении в каждом из соответствующих элементов площади сечения s1, s2, и s3, каждая из указанных скоростей потока равна произведению локальной скорости v1, v2, и v3 рассматриваемой фазы, умноженной на локальную пропорцию h1,h2 и h3 указанной фазы. Фиг. 3 представляет собой схему, демонстрирующую другое воплощение устройства 10 по настоящему изобретению. В этом случае, корпус 14 устройства 10 для получения данных располагается по центру вблизи продольной оси скважины 12 с помощью, по меньшей мере, двух консолей 18' и 20',размещенных в положениях, которые являются диаметрально противоположными относительно продольной оси корпуса 14. Как указано выше,консоли 18' и 20' могут быть консолями, которые подвешиваются, раскладываются или складываются посредством мотора, установленного в корпусе 14, или они могут быть пружинами,образующими консоли, как показано на фиг. 3. В этом втором воплощении, консоли 18' и 20' устанавливаются на корпусе 14 устройства 10, например, посредством механизма, позволяющего указанным консолям ориентироваться автоматически таким образом, чтобы они располагались в вертикальной плоскости, содержащей продольную ось скважины 12, когда скважина является наклонной или горизонтальной. Такой механизм (не показан) может, в частности, содержать реостат с грузом-отвесом,который выдает сигнал, представляющий направление. Мотор, чувствующий указанный сигнал, таким образом, придает желаемую ориентацию консолям 18' и 20'. В воплощении на фиг. 3, узлы 24, содержащие множество сенсоров, устанавливаются на корпусе 14 и на каждой из консолей 18' и 20' 9 таким образом, чтобы осуществлять измерения в различных областях скважины, так что они равномерно распределены по всей ширине скважины в одной и той же ориентированной вертикально плоскости, содержащей продольную ось скважины. В конкретном случае фиг. 3, узел 24, содержащий множество сенсоров, устанавливается в корпусе 14 устройства 10 и по два узла 24,содержащих множество сенсоров, устанавливается на каждой из консолей 18' и 20'. Более точно, каждая из консолей 18' и 20' поддерживает узел 24, содержащий множество сенсоров, в непосредственной близости от стенок скважины 12, то есть, от верхней и нижней образующих скважины. Каждая из консолей 18' и 20' также поддерживает узел 24, содержащий множество сенсоров, в таком положении, что он располагается радиально, по существу, посередине между корпусом 14 устройства и верхней и нижней образующими скважины. В одном из вариантов, узел 24, содержащий множество сенсоров, установленный в корпусе 14 устройства 10, может отсутствовать и быть заменен на два узла 24, содержащих множество сенсоров, установленных симметрично в непосредственной близости от корпуса 14 на каждой из консолей 18' и 20'. Фиг. 4 представляет собой схему, демонстрирующую один из вариантов первого воплощения настоящего изобретения. Этот вариант отличается от воплощения,описанного ранее со ссылками на фиг. 1 и 2, в основном тем, что средства для определения локальной скорости флюида и средства для определения локальных пропорций фаз размещены в различных положениях, вместо того, чтобы быть включенными в узлы, содержащие множество сенсоров. Более точно, миниатюрные вертушечные расходомеры 26, представляющие собой средства для определения локальной скорости флюида, устанавливаются на корпусе 14 и на консоли 18, в то время как локальные сенсоры 28, формирующие средства для определения локальных пропорций фаз указанного флюида, устанавливают на корпусе 14 и на консоли 20. В этом случае, миниатюрный вертушечный расходомера 26 и локальный сенсор 28 устанавливаются на корпусе 14 устройства 10, в то время как по три миниатюрных вертушечных расходомера 26 и по три локальных сенсора 28 устанавливаются на консолях 18 и 20 механизма 16. Как указано выше миниатюрные вертушечные расходомеры 26 и локальные сенсоры 28 группируются вместе в пары таким образом,что каждый узел, образуемый миниатюрным вертушечным расходомером 26 и локальным сенсором 28, осуществляет измерение в положениях, которые совмещаются друг с другом в направлении, параллельном продольным осям скважины 12, то есть, в одной и той же области 10 измерений, для флюида, который протекает в скважине. Кроме того, как рассмотрено выше,измерения, осуществляемые с помощью различных узлов, образуемых миниатюрным вертушечным расходомером 26 и локальным сенсором 28, осуществляются в различных областях,то есть, в таких, которые не совмещаются друг с другом параллельно оси скважины 12. Как и в описанных ранее воплощениях,области, в которых осуществляются измерения,равномерно распределятся по всей ширине скважины и располагаются приблизительно в одной и той же плоскости, содержащей ось скважины и ориентированной в направлении,которое является, по существу, вертикальным,независимо от того, является ли скважина наклонной или горизонтальной. Вариант воплощения на фиг. 4 предоставляет такие же преимущества, как и два воплощения, описанные со ссылками на фиг. 1-3. Кроме того, он дает возможность упрощения устройства путем установки миниатюрных вертушечных расходомеров и локальных сенсоров в положениях, которые физически удалены от устройства. Разумеется, настоящее изобретение не является ограниченным воплощениями, описанными выше, в качестве примера. Таким образом, является понятным, в частности, что установка средств для определения локальной скорости флюида и средств для определения локальных пропорций фаз в различных положениях, как описывается со ссылками на фиг. 4, может применяться также и во втором воплощении, как описывается со ссылкой на фиг. 3. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ определения скоростей потока в многофазном флюиде, протекающем в скважине, при котором осуществляют(i) измерение локальной скорости протекающего флюида в одной из областей скважины и(ii) измерение локальных пропорций флюида, протекающего в одной из областей скважины, при этом область, в которой измеряется локальная скорость, и область, в которой измеряются локальные пропорции, лежат в вертикальной плоскости скважины, отличающийся тем, что осуществляют измерение как локальной скорости, так и локальных пропорций фаз, по меньшей мере, в двух областях, которые лежат в вертикальной плоскости скважины, которая содержит продольную ось скважины, и которые отделены друг от друга некоторым расстоянием в направлении, параллельном оси скважины. 2. Способ по п.1, включающий измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в областях, распределенных по всей ширине скважины. 11 3. Способ по п.2, где скважина отклоняется от вертикали, при котором осуществляют измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в области, лежащей в нижней части вертикальной плоскости скважины, и измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в других областях, распределенных по всей ширине скважины в вертикальной плоскости. 4. Способ по п.3, при котором дополнительно измеряют локальную скорость и локальные пропорции фаз в области, лежащей в нижней части вертикальной плоскости скважины. 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором элемент площади сечения(si) скважины связывают с каждой областью и общую скорость потока Q каждой фазы определяют из уравнения где S представляет общую площадь вертикального сечения скважины иqi представляет собой скорость потока каждой фазы в элементе площади сечения si,при этом qi= vihi; где vi представляет собой локальную скорость каждой фазы в элементе площади сеченияhi представляет собой локальную пропорцию каждой фазы в элементе площади сеченияsi. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, при котором осуществляют измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в одной и той же точке в каждой области. 7. Способ по любому из пп.1-5, при котором в каждой области осуществляют измерение локальной скорости и локальных пропорций фаз в различных положениях, которые совмещены друг с другом параллельно продольной оси скважины. 8. Устройство для определения скоростей потока в многофазном флюиде, протекающем в скважине, содержащее(i) корпус устройства, который помещается в скважину,(ii) сенсорные средства, установленные на корпусе устройства, для измерения локальной скорости протекающего флюида в одной из областей скважины и(iii) сенсорные средства, установленные на корпусе устройства, для измерения локальных пропорций флюида, протекающего в одной из областей скважины,в котором область, в которой измеряется локальная скорость, и область, в которой измеряются локальные пропорции, лежат в вертикальной плоскости скважины,отличающееся тем, что сенсорные средства выполнены с возможностью измерения как локальной скорости, так и локальных пропорций фаз, по меньшей мере, в двух областях, ко 003623 12 торые лежат в вертикальной плоскости скважины, которая включает продольную ось скважины, и которые отделены друг от друга некоторым расстоянием в направлении, параллельном оси скважины. 9. Устройство по п.8, в котором при использовании сенсорные средства для измерения локальной скорости и локальных пропорций фаз находятся в областях, распределенных по всей ширине скважины. 10. Устройство по п.9, в котором при отклонении скважины от вертикали предусматриваются средства сенсоров для измерения локальной скорости и локальных пропорций фаз в области, лежащей в нижней части вертикальной плоскости скважины, и для измерения локальной скорости и локальных пропорций фаз в других областях, распределенных по всей ширине скважины в вертикальной плоскости. 11. Устройство по п.10, дополнительно содержащее сенсорные средства, выполненные с возможностью измерения локальной скорости и локальных пропорций фаз в области, лежащей в верхней части вертикальной плоскости скважины. 12. Устройство по пп.9, 10 или 11, дополнительно содержащее средства для ориентировки корпуса устройства таким образом, чтобы сенсорные средства лежали по всей ширине скважин в вертикальной плоскости. 13. Устройство по любому из пп.8-12, в котором при использовании корпус устройства покоится под действием силы тяжести на дне скважины (12) и содержит, по меньшей мере,одну раскладываемую консоль (18, 20), поддерживаемую корпусом (14) на одном конце и способную находиться в верхней части скважины, в котором, по меньшей мере, некоторые из сенсорных средств (26) для определения локальной скорости флюида и, по меньшей мере, некоторые из сенсорных средств (28) для определения локальных пропорций фаз устанавливаются на раскладываемой консоли (18, 20). 14. Устройство по любому из пп.8-12, в котором при использовании корпус устройства(14) центрируется вблизи оси скважины с помощью средств центрирования, содержащих, по меньшей мере, две раскладываемых консоли(18', 20'), установленных на корпусе (14) и выполненных с возможностью нахождения соответственно вблизи нижней части или верхней части скважины, в котором, по меньшей мере,некоторые из сенсорных средств (26) для определения локальной скорости флюида и, по меньшей мере, некоторые из сенсорных средств(28) для определения локальных пропорций фаз устанавливаются на раскладываемых консолях(18', 20'). 15. Устройство по любому из пп.8-12, в котором сенсорные средства содержат узлы (24),содержащие множество сенсоров, и каждый из них включает средства (26) для определения локальной скорости флюида и средства (28) для определения локальных пропорций фаз. 16. Устройство по любому из пп.8-14, в котором при использовании сенсорные (26) средства для определения локальной скорости флюида и сенсорные средства (28) для опреде Фиг. 1 14 ления локальных пропорций фаз устанавливаются в различных положениях, в различных областях, которые, по существу, совмещаются друг с другом в направлении, параллельном оси скважины.
МПК / Метки
МПК: E21B 47/10, G01F 1/74
Метки: работы, добычи, данных, способ, устройство, скважине, время, сырья, углеводородного, получения
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-3623-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-polucheniya-dannyh-v-skvazhine-dlya-dobychi-uglevodorodnogo-syrya-vo-vremya-ee-raboty.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для получения данных в скважине для добычи углеводородного сырья во время ее работы</a>
Предыдущий патент: Способ защиты мощных полупроводников силовых преобразователей и силовой преобразователь для реализации данного способа
Следующий патент: Устройство испарительного охлаждения жидкого продукта
Случайный патент: Гербицидные композиции, содержащие пироксасульфон iv