![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Акустична шумометрія
Метод шумометрії заснований на вивченні розподілу за глибиною свердловини інтенсивності “природних” механічних коливань середовищ, які супроводжують різні технологічні процеси, у тому числі переміщення рідини і газу по пласту, заколонному просторі і т.п. Джерелом шуму під час руху газу або рідини є турбулентність їх потоків. Інтервалами з найбільш розвинутою турбулентністю потоків є місця сполучення свердловини з пластом. В структурі турбулентності струменю рідини виділяють дві його складові – поздовжню (акустичну) і поперечну вихрову. Акустична енергія турбулентності струменю передається у зовнішнє середовище, неакустична (вихрева) – швидко загасає з відстанню. Інтенсивність (потужність) шуму пропорційна швидкості турбулентного руху флюїду (середньої швидкості V окремих елементарних об’ємів середовища). Частота коливань f n середовища, при якій спостерігається максимум спектра шуму, пропорційна V 2. Оскільки ефект, що реєструється, пов’язаний з акустичною складовою турбулентності струменю, то шум виникає при тих же числах Рейнольда (R e), при яких появляється турбулентність струменю в круглій гладкій трубі при R e=3× 103, а в міжтрубному просторі (за насосно-компресорними трубками) при R e=2, 3× 102. При проведенні методу шумометрії вимірюють потужність (або амплітуду) шуму Sі в окремих спектральних інтервалах або сумарну потужність S по діапазону спектра. Оскільки залежність S від швидкості руху потоку Vстр ступенева (S = V nстр), то має місце лінійний зв’язок між lg S і Vстр, а тому прийнято реєструвати амплітуду шуму в lg S. Це забезпечує пряму пропорційність площини аномалії lg S і дебіту, який одержують із цього інтегралу. Характер припливу рідини (одно- або двофазної) впливає на форму спектру шуму. Шуми в діапазоні 10-100 Гц обумовлені вихровими рухами флюїдів у потоці, які утворюються за рахунок зміни напрямку руху пласт – свердловина. В цей же частотний інтервал попадає основна частина коливань, пов’язаних з роботою геофізичного підйомника, а тому цей діапазон не має практичного значення. Для частоти максимуму спектра відома формула f max» V /l – кінематична в’язкість; l – характеристичний масштаб турбулентності струменю. Наближені значення кінематичної в’язкості води і газу при тисках рівних або вище n× 10 МПа, призводять до наближення розміщення максимумів спектрів шумів при двофазній течії води і газу. Максимум рівня шуму напроти пластів з однорідним припливом флюїду (газ або вода) знаходиться, як правило, в інтервалі 1000-2000 Гц. Спектри шумів при двофазній течії флюїдів (вода, газ) розділяють на три види течії флюїдів: емульсійне, слабе проточне і сильне проточне. Перша течія проходить з утворенням низки пухирців і характеризується піком спектра в діапазоні частот 300-600 Гц. У випадку слабкої проточної течії амплітуда шуму після 200 Гц у цілому зменшується, але спостерігаються невеликі піки, які відповідають пікам емульсійного режиму. Для сильного проточного режиму характерні максимуми амплітуд шуму при f =200 Гц. Таким чином, двофазні течії у цілому характеризуються максимумом шуму в інтервалі 600 Гц. У межах 1000 Гц спектри двофазного і однофазного струменів близькі один до одного. Чутливим елементом апаратури для акустичної шумометрії є п’єзоелектричний перетворювач (гідрофон), який розташовується в окремому модулі збірки “притоку-складу” або поєднується з одним з приймачів акустичної цементометрії. В останньому випадку вимірювання проводять окремою спуско-підйомною операцією при вимкненому випромінювачі. Акустичний шумомір є індикаторним приладом і не підлягає суворому калібруванню. Його дані не придатні для кількісних визначень. Програмне забезпечення шумоміра дозволяє вимірювати інтенсивності шумів не менше ніж в чотирьох частотних діапазонах в смузі від 100 Гц до 6 кГц. Вимірювання акустичним шумоміром виконують двічі: в безперервному режимі і в точках, в яких встановлена аномальна інтенсивність шумів. Безперервні вимірювання проводять кілька разів при спуску і підйомі приладу. Дані використовують для виділення інтервалів надходження флюїду в свердловину і його циркуляції в заколонному просторі. Дискретні (точкові) вимірювання виконують протягом 2-3 хвилин на точці, що характеризуються аномальною інтенсивністю шумів. Точкові вимірювання проводять не менше ніж в чотирьох частотних (спектральних) діапазонах. Дані точкових спостережень використовують для ідентифікації типу флюїду. Таким чином, акустична шумометрія застосовується для: - виділення інтервалів притоку в свердловину газу або рідини; - виділення інтервалів заколонних (затрубних) перетікань газу; - виявлення складу флюїдів, що поступають з пласта. - здійснювати діагностику стану стовбура свердловини (цементного каменю, обсадної колони). Обмеження широкого застосування шумометрії у виробництві обумовлені: - впливом шуму рухомого приладу; - впливом швидкості потоку, діаметру перфораційних каналів, в'язкості флюїду та складністю інтерпретації отриманих даних.
|