Волнометрический метод измерения уровня затрубной жидкости нефтедобывающих скважин с адаптацией к параметрам затрубного пространства
Диссертация
Проведено статистическое исследование шумо-помеховых ситуаций в затрубном пространстве действующих нефтедобывающих скважин. Показано, что шум затрубного пространства нельзя считать нормальным, и, следовательно, на входе обнаружителя, работающего на основе критерия Неймана-Пирсона, необходимо применять обеляющий фильтр. Также показано, что для 4% исследованных нефтедобывающих скважин характерно… Читать ещё >
Содержание
- Основные обозначения и сокращения
- Глава 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 кодаБаркера
- 3. 3. 3. Использование модифицированного кода Баркера
- 3. 4. Выводы
- Глава 4. Разработка адаптивного алгоритма работы стационарного измерителя уровня затру бной 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
Список литературы
- Акулыиин, А.И. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин / А. И. Акулыиин, B.C. Бойко, Ю. А. Зарубин, В. М. Дорошенко. М.: недра, 1989.
- Акустика: Справочник / А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожников, В.И. Шоров- Под ред. М. А. Сапожникова. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1989.
- Баскаков, С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника» / С. И. Баскаков. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк, 2000.
- Батырбаев, М.Д. Повышение эффективности разработки месторождений при современной организации гидродинамических исследований скважин / М. Д. Батырбаев, В. В. Лавров // Нефтяное хозяйство. 2003. — № 10. — С. 82−85.
- Белиовская, J1. Вычисление импульсных откликов акустических и электрических каналов связи / J1. Белиовская, М. Джиган, О. Джиган // Современная электроника. 2007. — № 91.
- Бескид, П.П. Построение судового радиооборудования / П. П. Бескид, В. Г. Валеев, А. Д. Викторов и др. Л.: Судостроение, 1982.
- Богданов, А.Ф. Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники / А. Ф. Богданов, В. В. Васин, В. А. Ильин и др.- Под ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х т. Т. 2, М.: «Энергия», 1977.
- Болдырев, В. Теоретические основы и моделирование корреляционного метода обнаружения источников шума (часть 1) / В. Болдырев // Современная электроника. 2006. — № 9.
- Болдырев, В. Теоретические основы и моделирование корреляционного метода обнаружения источников шума (часть 2) / В. Болдырев // Современная электроника. — 2007. № 1.
- Бобровников, Г. Н. Методы измерения уровня / Г. Н. Бобровников, А. Г. Катков. -М.: Машиностроение, 1977.
- Бояров, А.И. Справочник мастера по добыче нефти / А. И. Бояров, С.Б. Ишемгужин- Под ред. А. И. Боярова. типография «ТатАСУнефть» ОАО «Татнефть», 1995.
- Вакман, Д.Е. Вопросы синтеза радиолокационных сигналов / Д.Е. Вак-ман, P.M. Седлецкий. M.: Сов. радио, 1973.
- Введение в математическое моделирование: Учеб. пособие / Под ред. П. В. Трусова. M.: Логос, 2005.
- Веников, В.А. Теория подобия и моделирования / В. А. Веников, Г. В. Веников M.: Высшая школа, 1984.
- Волковец, А.И. Теория вероятностей и математическая статистика: конспект лекций для студентов БГУИР / А. И. Волковец, А. Б. Гуринович. Мн.: БГУИР, 2003.
- Вольпин, С.Г. Состояние гидродинамических исследований скважин в нефтедобывающей отрасли России / С. Г. Вольпин, В. В. Лавров // Нефтяное хозяйство. 2003. — № 6. — С. 66−68.
- Выгодский, М.Я. Справочник по высшей математике / М. Я. Выгодский.- M.: «Наука», 1964.
- Танеев, P.M. Математические модели в задачах обработки сигналов / P.M. Танеев — М.: Горячая линия — Телеком, 2002.
- Годунов, С.К. Численное решение многомерных задач газовой динамики / С. К. Годунов, А. В. Забродин, М. Я. Иванов, А. Н. Крайко, Г. П. Прокопов -М.: Наука, 1976.
- Голубев, И.Ф. Вязкость газовых смесей / И. Ф. Голубев, И.Е. Гнездилов
- М.: Изд. стандартов, 1971.
- Гольдберг, А.П. Характеристики систем подавления импульсных помех / А.П. Гольдберг-М.: Электросвязь, 1966.
- Гольцман, Ф.М. Физический эксперимент и статистические выводы: Учеб. пособие/ Ф. М. Гольцман JL: Изд-во Ленинградского ун-та, 1982.
- ГОСТ Р 51 330.9−99 Часть 10. Классификация взрывоопасных зон.
- ГОСТ Р 51 330.10−99 Часть 11. Искробезопасная электрическая цепь i.
- ГОСТ Р 51 330.13−99 Часть 14. Электроустановки во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок).
- Гришин, Ю.П. Радиотехнические системы / Ю. П. Гришин, В. П. Ипатов, Ю. М. Казаринов и др.- Под ред. Ю. М. Казаринова. М.: Высш. шк., 1990.
- Двухшерстов, Г. И. Гидравлический удар в трубах некруглого сечения и потоке жидкости между упругими стенками / Г. И. Двухшерстов // Учен. зап. МГУ. Механика. 1948. Вып. 122, т. 11. С. 15−76.
- Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Пер. с англ. / Н. Джонсон, Ф. Лион. М.: Мир, 1980.
- Дрэготеску, Н.Д. Глубиннонасосная добыча нефти / Пер. с. Румынского П. А. Петров. М.: Недра, 1966.
- Дьяконов, В. MatLab 6: учебный курс / В. Дьяконов — СПб.: Питер, 2001.
- Зарубин, B.C. Математическое моделирование в технике / B.C. Зарубин, А. П. Крищенко, Под ред. B.C. Зарубина М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001.
- Зиатдинов, С.И. Оценка параметров импульсного сигнала в дискретных системах / С. И. Зиатдинов, А. В. Аграновский, Л. А. Осипов // Изв. Вузов. Приборостроение. 2004. — Т.47, № 5. — С. 10−16.
- Ипатов, В.П. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов. Принципы и приложения. Пер. с англ. /В.П. Ипатов. М.: Техносфера, 2007.
- Корнильев, Э.А. Устойчивые алгоритмы в автоматизированных системах обработки информации / Э. А. Корнильев, И. Г. Прокопенко, В. М. Чуприн. -Киев: «Тэхника», 1988.
- Кловский, Д.Д. Помехоустойчивость бинарных систем при флуктуаци-онной и сосредоточенной помехах / Д. Д. Кловский М.: Электросвязь, 1964.
- Коган, М.Н. Динамика разряженного газа / М. Н. Коган М.: Наука, 1967.
- Комплексы Автон для автоматизации промысловых исследований // Автоматизация в промышленности. 2005. — № 6.
- Кошмаров, Ю.А. Прикладная динамика разреженного газа / Ю. А. Кошмаров Ю.А., Ю. А. Рыжов М.: Машиностроение, 1977.
- Кузьмин, С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации / С. З. Кузьмин М.: Радио и связь, 1986.
- Кук, Ч. Радиолокационные сигналы. Пер с англ. / Ч. Кук, М. Бернфельд. -М.: Сов. радио, 1971.
- Кутателадзе, С.С. Гидродинамика газожидкостных систем / С.С. Кута-теладзе, М. А. Стырикович. 2-е изд., перераб. и доп. — М., «Энергия», 1976.
- Лаврентьев, М.А. Проблемы гидродинамики и их математические модели / М. А. Лаврентьев, Б. В. Шабат М.: Наука, 1973.
- Лавров, В.В. Оборудование для глубинных и устьевых исследований скважин / В. В. Лавров, Г. П. Налимов, С. В. Тюрин, П. О. Гауе // Нефтяное хозяйство. 2004. — № 9. — С. 104−106.
- Лавров, В.В. Современная организация гидродинамических и диагностических исследований скважин // В. В. Лавров Нефтяное хозяйство. 2004. — № 3.
- Лайтхилл, М.Д. Нелинейная теория распространения волн / М.Д. Лайт-хилл-М.: Мир, 1970.
- Лапин, А.Д. Об излучении и распространении звука в цилиндрической трубе при наличии потока / А. Д. Лапин // Акустико-аэродинамические исследования: сборник. Под ред. Римского-Корсакова. М.: 1975.С.57−60.
- Лаптева, Н.Е. Режимы движения жидкости. Методические указания к лабораторной работе по дисциплинам «Гидравлика» и «Механика жидкости и газа» / Н. Е. Лаптева. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2005.
- Латышев, В.В. Синтез фильтра для оценки момента прихода сигнала на основе информационного подхода /В.В. Латышев // Радиотехника и электроника. 2004. — Т.49, № 9. — С. 1084−1092.
- Лезин, Ю.С. Введение в теорию и технику радиотехнических систем: Учеб. пособие для вузов. / Ю. С. Лезин М. Радио и связь, 1986.
- Лейбович, С. Нелинейные волны Пер. с англ. / С. Лейбович, А. Сибасс М.: Мир, 1977.
- Лепендин, Л.Ф. Акустика: Учеб. пособие для втузов / Л. Ф. Лепендин. — М.: Высш. Школа, 1978.
- Липкин, И.А. Основы статистической радиотехники, теории информации и кодирования / И. А. Липкин. М.: Сов. Радио, 1978.
- Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский М.: Гостехиздат, 1950.
- Мамаев, В.А. Гидродинамика газо-жидкостных смесей в трубах /. В. А. Мамаев, Г. Э. Одишария, Н. И. Семенов, А. А. Точигин. М., «Недра», 1969.
- Молчанов, Г. В. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. Учебник для вузов / Г. В. Молчанов, А. Г. Молчанов. М.: Недра, 1984.
- Муравьев, И.М. Справочник мастера по добыче нефти. Изд. 3, перев. и доп. / И. М. Муравьев. М.: Недра, 1975.
- Мухамедзянов, А.К. Добыча нефти штанговыми насосами / А.К. Муха-медзянов, И. Н. Чернышов, А. И. Липерт, С. Б. Ишемгужин. -М.: Недра, 1993.
- Налимов, Г. П. Оборудование и технология контроля уровня жидкости для исследования скважин / Г. П. Налимов, П. О. Гауе, В. Е. Семенчук, Е. В. Пугачев // Нефтяное хозяйство. 2004. — № 4.
- Олдер, Б., Вычислительные методы в гидродинамике Пер. с англ. / Б. Олдер, С. Фернбах, М. Ротенберг-М.: Мир, 1967.
- Оппенгейм, Э. Применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. / Э. Оппенгейм. М. Мир, 1980.
- Пат. 2 332 707 РФ. Способ обработки сигнала Баркера при его обнаружении / А. В. Смирнов: заявл. 02.10.06- опубл. 27.08.08.
- Пат. № 2 095 564 РФ. Способ определения уровня жидкости в скважине и устройство для его осуществления / П. Л. Якушкин. Заявлено 10.11.1997.
- Пат. № 2 112 879 РФ. Устройство для измерения уровня жидкости в газ-лифтных скважинах / И. В. Федотов. Заявлено 25.06.1996.
- Пат. № 2 115 892 РФ. Способ определения уровня жидкости в скважине и устройство для его осуществления / С. И. Назаров, А. П. Сидоров. Заявлено 31.01.1996.
- Пат. № 2 199 005 РФ. Способ диагностики состояния межтрубного пространства нефтяных добывающих скважин и устройство для его осуществления / В. Е. Семенчук, П. О. Гауе, Г. П. Налимов и др. Заявлено 31.07.2001.
- Пат. № 1 421 857 РФ. Устройство для измерения уровня жидкости в скважине / В. Д. Кузнецов. Заявлено 18.11.1986.
- Пат. № 2 231 639 РФ. Способ дистанционного измерения уровня жидкости в газлифтных скважинах / В. И. Федотов, В. А. Леонов, А. Н. Соколов. Заявлено 23.10.2002.
- Пат. № 223 267 РФ. Способ измерения уровня жидкости в скважине и устройство для его осуществления / Г. С. Абрамов, А. В. Барычев, К. Н. Каюров и др. Заявлено 07.10 2002.
- Пат. № 2 246 004 РФ. Устройство для дистанционного измерения уровня жидкости в газлифтных скважинах / В. И. Федотов, В. А. Леонов, В.Т. Краснопе-ров. Заявлено 08.10. 2003.
- Пат. № 2 282 718 РФ. Эхолот для измерения уровня жидкости в скважине / А. Е. Стародубский, Р. С. Хазиахметов, P.P. Хузин, и др. Заявлено 21.02.2005.
- Пат. № 6 014 609 США. Acoustic reflection chart recorder / D. E McElheny. Заявлено 11.01.2000.
- Пат. № 4 646 871 CIIlA. Gas-gim for acoustic well sounding / A. Wolf. Заявлено 08.07.1980.
- Попов, В.П. Основы теории цепей: Учеб. Для вузов / В. П. Попов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1998.
- Пугачев, Е.В. Определение уровня жидкости и скорости звука в затруб-ном пространстве нефтедобывающих скважин / Е. В. Пугачев, Г. П. Налимов, П. О. Гауе // Нефтяное хозяйство. 2003. — № 2. — С. 50−52.
- Рабинер, JI. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. / JI. Рабинер, Б. Гоулд. М.: Мир, 1978.
- Радзишевский, А.Ю. Основы аналогового и цифрового звука / А. Ю. Радзишевский. -М.: Издательский дом «Вильяме», 2006.
- Сабоннадьер, Ж.К. Метод конечных элементов и САПР / Ж.К. Сабон-надьер, Ж. Л. Кулон. М.: Мир, 1989.
- Сайт ЗАО «Автограф» Electronic resource.: http://www.auton.ru.
- Сайт НПФ «Квантор-Т» Electronic resource.: http://quantor-t.ru/comps/.
- Сайт ООО «Маркетинг Сервис» Electronic resource.: http://www.ms-oil.ru/.
- Сайт ООО «Сиам» Electronic resource.: http://www.siam.tomsk.ru/.
- Сайт МП «Сигма» Electronic resource.: http://www.sigma.kg.
- Свердлик, М.Б. Оптимальные дискретные сигналы / М. Б. Свердлик. -М.: Сов. радио, 1975.
- Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. -СПб.: Питер, 2005.
- Силкина, Т.Н. Информационно-аналитическое обеспечение процесса вывода на режим скважин с установками центробежных электронасосов / Т. Н. Силкина, А .Я. Туюнда, Е. В. Пугачев, П. О. Гауе // Нефтяное хозяйство. 2005. -№ 5.
- Силкина Т.Н. Повышение точности определения уровня жидкости в нефтяных скважинах / Е. Н. Силкина, В. П. Бармашов, П. О. Гауе // Нефтяное хозяйство. 2005. — № 3.
- Смирнов, А.В. Измеритель уровня затрубной жидкости нефтедобывающей скважины, использующий сложные сигналы / А. В. Смирнов, В. И. Мясников // Вестник чувашского университета. Естественные и технические науки Чебоксары: ЧТУ, 2007. — № 2.
- Смирнов, А.В. Адаптивный алгоритм работы стационарного измерителя уровня затрубной жидкости нефтедобывающих скважин / А. В. Смирнов,
- Е.В. Раннев // Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе: сборник материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. — С. 80−82.
- Смирнов, А.В. Программа настройки параметров акустической модели затрубного пространства нефтедобывающей скважины / А. В. Смирнов // Инновации в науке и образовании. — 2007. № 5.
- Советов, Б.Я. Моделирование систем: Учеб. для вузов / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев 3-е изд., перераб. И доп. — М.: Высш. шк., 2001. — 343 е.: ил.
- Сретенский, JI.H. Теория волновых движений жидкости / JI.H. Сретенский. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1977.
- Станюкович, К.П. Неустановившиеся движения сплошной среды / К. П. Станюкович 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1971.
- Уидроу, Б. Адаптивная обработка сигналов. Пер. с англ. / Б. Уидроу, С. Стирнз. М.: Радио и связь, 1989.
- Фархуллин, Р.Г. Гидродинамические исследования скважин и методы обработки результатов измерений. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 1999.
- Фархуллин, Р.Г. Комплекс промысловых исследований по контролю за выработкой запасов нефти / Р. Г. Фархуллин. Казань: Татполиграф, 2002.
- Фархуллин, Р.Г. О величине скорости звука в газе межтрубного пространства добывающих механизированных скважин / Р. Г. Фархуллин // Нефть Татарстана. 1999. — № 1−2.
- Финк, J1.M. Теория передачи дискретных сообщений. 2 изд. Перераб и доп. / JT.M. Финк-М.: Сов. радио, 1970.
- Френке, Л. Теория сигналов. Пер. с англ. / Л Френке. — М.: Сов. радио, 1974.
- Хаппель, Д. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса Пер. с англ. / Д. Хаппель, Г. Бреннер. М.: Мир, 1976.
- Чарный, И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах / И. А. Чарный. М.: Недра, 1975. 296 с.
- Чернов, Б.С. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов / Б. С. Чернов, М. Н. Базлов, А. И. Жуков. М.: Гостоптехиздат, 1960.
- Шкундин, С.З. Аналитическое описание распространения акустических волн в анемометрическом канале / С. З. Шкундин, A.M. Бондарев, А.А. Лихачев//Горный журнал. Изв. ВУЗов, № 8, 1987.
- Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя Пер. с англ. / Г. Шлихтинг. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1974.
- Шмыглевский, Ю.Д. Аналитические исследования динамики жидкости и газа Ю.Д. Шмыглевский М.: Эдиториал УРСС, 1999.
- Becker, D. Acoustic velocity for natural gas Electronic resource. Mode of access: http://www.echometer. com.
- McCoy, J.N. Improved analysis of acoustic liquid level depth measurements using a dual channel analog/digital strip chart recorder / J.N. McCoy, D. Becker Electronic resource. Mode of access: http://www.echometer. com.
- McCoy, J.N. Pressure Transient Digital Data Acquisition and Analysis From Acoustic Echometric Surveys in Pumping Wells Electronic resource. Mode of access: http://www.echometer.com.
- McCoy, J.N. Total well management a methodology for maximizing oil production and minimizing operating costs Electronic resource. Mode of access: http://www.echometer.com.
- Значения зависимости СКО оценки параметра пластового давления от СКО измерения уровня затрубной жидкости