[發明專利]鹽穴儲氣庫造腔用油水界面檢測儀及油水界面的檢測方法

在審

• 申請號: 201611224432.6
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106595813A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 袁光杰;王子健;申瑞臣;班凡生;夏焱;董勝偉;李景翠;莊曉謙;路立君
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 張德斌,姚亮

技術領域

本發明涉及一種鹽穴儲氣庫造腔用油水界面檢測儀及油水界面的檢測方法，屬于鹽穴儲氣庫造腔技術領域。

背景技術

在天然氣鹽穴儲氣庫造腔過程中，需要通過中心管由地面向井下鹽層注水，并通過中心管和中間管之間的環空返出鹵水。隨著這一過程的不斷進行，鹽層中會形成空腔并不斷增大，直至該空腔的體積達到設計要求。在造腔過程中，為保證鹽層的底部和頂部不被溶穿，防止儲存的天然氣發生泄漏，通常由中間管和套管之間的環空向井下注入柴油作為阻溶劑；由于柴油的密度小于鹵水，柴油位于鹵水的上方，通過調節柴油/鹵水界面的深度，即可控制溶腔的形狀并保護鹽層的底部和頂部不被溶穿。現有技術基于電流源理論，檢測精度受制于傳感器的數量和分布；隨著油水界面深度的不斷變化，需要定期調整管柱位置，工作量大；此外，針對高溫高壓鹽穴儲氣庫，傳感器的工作壽命受到極大挑戰。此外采用光纖測量油水界面現場已有應用，測量精度同樣受制于測溫點的數量和分布，且設備昂貴。目前缺少一種低成本、施工方便且高精度的測量方案。

因此，如何改變這一現狀并提供一種油水界面檢測儀及檢測方法已經成為鹽穴造腔技術領域亟需解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種水錘激發裝置。

本發明的目的還在于提供一種包含所述水錘激發裝置的鹽穴儲氣庫造腔用油水界面檢測儀。

本發明的目的又在于提供一種采用所述鹽穴儲氣庫造腔用油水界面檢測儀的油水界面檢測方法。

為達到上述目的，一方面，本發明提供了一種水錘激發裝置，該裝置包括放空閥、低壓室、控制閥及高壓室；

其中，所述低壓室的第一端與所述放空閥相連接，該低壓室的第二端與所述控制閥的第一端相連接；該控制閥的第二端與所述高壓室的第一端相連接，該高壓室的第二端設置有用于與井口相連接的外螺紋；

所述低壓室安裝有用于讀取低壓室內壓力的壓力表；

所述高壓室安裝有用于采集壓力信號的壓力傳感器，及溫度壓力一體式傳感器。

根據本發明所述的水錘激發裝置，優選地，所述壓力傳感器為壓電式壓力傳感器。

在使用過程中，本發明所提供的水錘激發裝置產生壓力波動，并同時采集動態的壓力信號，再經由數據采集設備進入計算機，最后交由信號處理及分析系統進行后處理。

根據本發明所提供的水錘激發裝置，其中，所述壓力傳感器用于測量環空中動態的壓力信號；所述溫度壓力一體式傳感器用于測量井口的溫度和壓力。

另一方面，本發明還提供了一種鹽穴儲氣庫造腔用油水界面檢測儀，其包括所述水錘激發裝置、數據采集設備及計算機；

其中，所述水錘激發裝置經由數據采集設備與所述計算機電相連；且所述計算機安裝有信號處理及分析系統。

根據本發明所述的檢測儀，優選地，所述數據采集設備為采樣率可調的數據采集設備。

根據本發明所述的檢測儀，優選地，所述信號處理及分析系統包括數據采集模塊、濾波模塊及分析計算模塊；

其中，所述濾波模塊為用于采用小波分析和卡爾曼濾波進行數字信號處理的濾波模塊；

所述分析計算模塊為用于采用接箍法、回音標法或聲速法計算界面深度的分析計算模塊。

又一方面，本發明還提供了一種鹽穴儲氣庫造腔過程中的油水界面檢測方法，其是采用所述鹽穴儲氣庫造腔用油水界面檢測儀實現的，該方法包括以下步驟：

采用所述鹽穴儲氣庫造腔用油水界面檢測儀得到接箍波和界面波；

如果所述接箍波清晰，則采用所述接箍法得到油水界面深度，按照以下步驟操作：首先測得壓力波經過該套管的平均波速ν，再根據該平均波速ν、界面波到達壓力傳感器的時間T及最后一個接箍波到達壓力傳感器的時間t1，得到所述油水界面深度L_Interface；

如果所述接箍波無法辨識，且井筒中安裝有回音標，則采用所述回音標法得到油水界面深度，按照以下步驟操作：

首先，采用所述鹽穴儲氣庫造腔用油水界面檢測儀得到回音標波；然后測得井口到回音標處的平均波速v；最后根據該平均波速v、回音標波到達壓力傳感器的時間t1以及界面波到達壓力傳感器的時間T得到所述油水界面的深度。

根據本發明所述的方法，優選地，如果所述接箍波無法辨識，且井筒中未安裝有回音標，則采用所述聲速法得到油水界面深度，按照以下步驟操作：