一种油井内平均声速的检测方法.pdf

本发明公开了一种油井内平均声速的检测方法，它包括下列步骤：先在油井里选取采样区间，并检测出每段采样区间的平均声速、以及从每段采样区间内选取的测试点到基准点之间的距离；再测算出与油井系数、基准点温度、地温系数有关的两个值；最后得出基准点到液面的距离和基准点到井口的距离；再将两个距离相加后再除以液面回波的时间，即可输出油井内平均声速。由于采用了上述技术方案，本发明能够有效消除油井内介质差异、井口温度和地温变化系数的影响，避免了局部平均声速代替全井平均声速的检测方法，大幅提高了油井平均声速检测精度，进一步提高了油井液面深度的检测准确度，适于推广。

1.  一种油井内平均声速的检测方法，其特征在于：包括下列步骤：
a）先在油井里选取不小于两段的采样区间，并使用液面测试仪器按照常规方法检测出每段采样区间的平均声速（C）、以及从每段采样区间内选取的测试点到基准点之间的距离（L）； 
b）使用液面测试仪器的运算单元根据公式                                               ，测算出与油井系数（K_A）、基准点温度（T₀）、地温系数（K_B）有关的两个值（K_AT₀）和（K_AK_B）；
c）使用计算机根据方程组
进行运算，得出基准点到液面的距离和基准点到井口的距离；再将两个距离相加后再除以液面回波的时间（t），即可输出油井内平均声速（V）。

2.  根据权利要求1所述的油井内平均声速的检测方法，其特征在于：所述的每段采样区间的范围是油管长度的整数倍。

3.  根据权利要求1所述的油井内平均声速的检测方法，其特征在于：所述的采样区间之间的间隔距离（L）不小于五节油管的长度。

一种油井内平均声速的检测方法
技术领域
 本发明涉及油井测试技术领域，特别是一种油井内平均声速的检测方法。
背景技术
目前，通常采用回声法测量油井液面深度。平均声速的检测精度直接影响到液面深度的检测精度。由于油井深度达几百米至几千米，井内压力、温度都会存在很大变化，所以全井范围内的声速也会存在很大变化。现有测试仪器检测平均声速的方法有两种：一种是根据音标深度和音标反射波的回波时间检测出平均声速来代替全井平均声速；另一种是根据某两个节箍之间的距离和这两个节箍反射波之间的时间差检测出两个节箍间平均声速代替全井平均声速（受声波衰减影响，不可能测得液面以上的所有节箍波）。这两种平均声速的检测方法都是用局部平均声速代替全井平均声速，误差较大，导致液面深度检测准确度偏低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种误差较小的油井内平均声速的检测方法，以克服现有技术的不足，进而提高液面深度的检测准确度。
本发明是这样实现的：它包括下列步骤：
a）先在油井里选取不小于两段的采样区间，并使用液面测试仪器按照常规方法检测出每段采样区间的平均声速C、以及从每段采样区间内选取的测试点（测试点即为每个采样区间的中点）到基准点（基准点可在油井内任意选取）之间的距离L； 
b）使用液面测试仪器的运算单元根据公式                                               ｛此公式的推导过程如下：对理想气体中的小振幅声波，其声速满足公式C²=K₁P，理想气体又满足公式PV =K₂T,公式中：C为声速，P为压强，T为绝对温度，K₁，K₂为与气体有关的常数，V为气体体积。对确定油井而言，气体体积V为常量，且不同深度K₁，K₂的变化量可以忽略，因此可以推出公式C²= K₁K₂T/V=K_AT。K_A表示与油井相关的系数。对于确定油井，井内温度的变化规律又符合地温变化公式T=T₀+K_BL,公式中，T₀为基准点温度，K_B为地温系数，L为测试点距基准点的距离，即可推出公式C²= K_A（T₀+K_BL）｝，测算出与油井系数K_A、基准点温度T₀、地温系数K_B有关的两个值K_AT₀和K_AK_B；
c）使用计算机根据方程组
（该方程组中的dt为测试过程中的采样区间的时间间隔）进行运算，得出基准点到液面的距离和基准点到井口的距离（数据运算范围为井口波到液面波之间的往返时间）；再将两个距离相加（即可得到油井深度）后再除以液面回波的时间t，即可输出油井内平均声速V。
上述的油井内平均声速的检测方法中，所述的每段采样区间的范围是油管长度的整数倍。
前述的油井内平均声速的检测方法中，所述的采样区间之间的间隔距离L不小于五节油管的长度。
由于采用了上述技术方案，与现有技术比较，本发明能够有效消除油井内介质差异、井口温度和地温变化系数的影响，避免了局部平均声速代替全井平均声速的检测方法，大幅提高了油井平均声速的检测精度，进而大幅提高了油井液面深度的检测准确度，适于推广。另外，将每段采样区间的范围设定为油管长度的整数倍，不仅便于采用现有的液面测试仪器进行检测，同时还能满足检测精度的要求。再就是，经过研究和实践，将采样区间之间的间隔距离设定为十节油管的长度，每段采样区间声速会产生1%左右的变化，便于检测及运算，能进一步提高工作效率。
具体实施方式：
本发明的实施例：以井口波到液面波时间为12S(此为往返时间，即液面回波时间t为6S)的油井为例，选取井口位置为基准点，选取井口以下第一节油管和第十一节油管为采样区间，每一节油管长度为10m，为了便于检测并满足检测数据的精度需求，每段采样区间可选择为一节油管的长度，使用现有市售的液面测试仪器，将其采样频率设定为1MHz，油管长度的输入精度设定为0.01m，并采用常规方法（例如背景技术中的所述的第二种节箍法）检测出每段采样区间的平均声速C、以及从每段采样区间内选取的测试点到基准点之间的距离L。得到的检测结果是：第一节油管的平均声速为342.43m/S，第十一节油管的平均声速为344.18m/S；第一节油管的测试点到基准点的距离为5m，第十一节油管的测试点到基准点的距离为105m。
使用现有市售的液面测试仪器的运算单元根据公式，测算出与油井系数K_A、基准点温度T₀、地温系数K_B有关的两个值K_AT₀和K_AK_B。测算出的结果是：K_AT₀的值为117198.226525、K_AK_B的值为12.015675。
使用计算机根据方程组，进行运算得出基准点到液面的距离和基准点到井口的距离（数据运算范围为井口波到液面波之间的往返时间，本实施例中为12S），再将两个距离相加得到的和，其结果为2162.7m；最后用该结果除以液面回波时间t（本实施例中液面回波时间t为6S），即可输出油井内平均声速V，其结果是：360.45m/S。该计算结果与油井中点处的瞬时声速非常接近，与按传统方法求得的声速342.43m/S或344.18m/S相比，计算精度得到大幅提高。
本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于发明的保护范围。