SU397078A1 - METHOD FOR DETERMINING THE FORM OF UNDERGROUND CAPACITY - Google Patents

Description

1one

Изобретение относите - к области создани  и экснлуатации нодземных емкостей дл  хранени  нефтепродуктов и природного газа в отложени х каменной соли и может иснользоватьс  дл  определени  формы камеры при сооруже 1ин подземных емкостей выщелачиванием солей через буровые скважины в процессе их эксплуатации, а также при определении формы друтих нодземных емкостей.The invention relates to the field of creation and operation of groundwater tanks for storing petroleum products and natural gas in rock salt deposits and can be used to determine the shape of the chamber when building 1in underground tanks by leaching salts through boreholes during their operation, as well as determining the shape of groundwater. containers.

Известно, что при соорулсении емкостей растворитель (воду) подают в камеру Bbiaieлачивани  через насадки, расположенные на внешней водоподаюш,ей колонне. Струп воды достигают новерхпости камеры и стекают но ней, постепенно насыща сь солью. В ниж;ней части емкости рассол собирают и по внутренней рассолоподъемной колонне подают на поверхность. Все пространство емкости , за исключением нижней части, заполнено сжатым воздухом. Чтобы получить емкость проектной формы, необходимо контролировать рост размера и развитие формы камеры в нроцессе выщелачивани . Своевременно зафиксированное отклонение формы от проектной дает возможность регулировать технологический процесс. Исследование формы камеры провод т дистанционно. Форму камеры определ ют путем замера рассто ни  от оси скважины до стенки камеры на различных уровн х по высоте и в различных -направлени х но азимуту (в горизонтальной нлоскости) с помощью телевизионной съемки .It is known that during the construction of the tanks, the solvent (water) is fed into the Bbiaie chamber by means of nozzles located on the external water supply to her column. The water scab reaches the upper chambers of the chamber and flows down, gradually filling it with salt. In the lower part of the tank, the brine is collected and fed to the surface via the internal brine-lifting column. The entire space of the tank, with the exception of the bottom, is filled with compressed air. To obtain the capacity of the design form, it is necessary to control the growth of the size and the development of the shape of the chamber during the leaching process. Timely fixed deviation of the form from the design gives the opportunity to regulate the process. The study of the shape of the camera is carried out remotely. The shape of the camera is determined by measuring the distance from the axis of the borehole to the wall of the chamber at various levels in height and in different directions along the azimuth (in a horizontal plane) using television shooting.

Р1звестный снособ ненрименим при работе через стенки спун;ениых колонн труб. Этот недостаток частично устран етс  звуколокационным способом, заключающимс  в излучении и регистрации отраженных от стенки ультразвуковых волн. Однако и этот способ можно использовать только в части камеры, заполненной жидкостью.The well-known snosob is not applicable when working through the walls of the shutters; enyeny columns of pipes. This disadvantage is partially eliminated by the sonar method, which consists in emitting and recording ultrasonic waves reflected from the wall. However, this method can be used only in the part of the chamber filled with liquid.

Известен также гамма-гамма-метод дл  определени  плотности горных пород в скважинах , показани  которого завис т от диаметра скважины, поэтому он может быть применен дл  определенИ) последнего. Ирп гамма-гамма-методе горна  порода облучаетс  пучком гамма-квантов, 1направленным под некоторым посто нным углом к оси скважины, и регистрируетс  часть излучени , рассе нного окружающей средой. По интенсивности зарегистрнрованного излучени  определ ют плотность горных пород. Таким методом можно определ ть и диаметр скважины, если скважннный прибор центрирован и известны значени  плотности горных пород и среды, заполн ющей скважину. Однако в применении к онределенню диаметра нодземной емкости результаты завис т от плотности горных нород, слагающих камеру, нлотности газа , заполн ющего емкость, толщины стенок колонны труб, а также от мощности источника и эффективности детектора гамма-излучени .A gamma-gamma method is also known for determining the density of rocks in wells, the readings of which depend on the diameter of the well, so it can be used to determine the latter. A gamma-gamma method of rock is irradiated with a beam of gamma rays, 1 directed at a certain constant angle to the axis of the well, and a part of the radiation scattered by the environment is recorded. The density of the rocks is determined from the intensity of the registered radiation. This method can also determine the diameter of the well if the well tool is centered and the values of the density of rocks and the medium filling the well are known. However, as applied to the diameter of the ground-level capacitance, the results depend on the density of mountainous gases composing the chamber, the density of the gas filling the capacitance, the thickness of the walls of the pipe string, as well as the power of the source and the efficiency of the gamma-ray detector.

С целью новышени  точности определени  нараметров емкости предлагаетс  измер ть рассе нное от стенок камеры излучение нри повороте пучка гамма-квантов в вертикальной плоскости и радиус камеры определ ть не по абсолютной интенсивности излучени , а но значению угла между осью скважины и направлением пучка в момент достижени  максимальной интенсивности регистрируемого излучени .For the purpose of improving the accuracy of determining the capacitance parameters, it is proposed to measure the radiation scattered from the chamber walls when the gamma-ray beam rotates in a vertical plane and the chamber radius is determined not by the absolute intensity of the radiation, but by the angle between the borehole axis and the direction of the beam the intensity of the detected radiation.

На фиг. 1 показана камера в вертикальном сечении дл  подземного хранени  нефтепродуктов и обща  схема предлагаемого способа; на фиг. 2 - схема прибора дл  осуществлени  способа.FIG. 1 shows a chamber in vertical section for underground storage of petroleum products and the general scheme of the proposed method; in fig. 2 is a diagram of an apparatus for carrying out the method.

Скважинный прибор 1 на каротажном кабеле 2 опускают в рассолоподъемную колонну 3, спущенную в свою очередь в водоподающую колонну 4. Нижн   часть камеры и внутренность колонн заполнены рассолом 5, а верхн   часть - газом 6. Направленный пучок гамма-излучени  7 выходит из окважииного прибора под заданным углом, проходит , частично ослабл  сь, через газ и падает на стенку камеры 8. Часть излучени  9, рассе нна  породой 10, слагающей стенки камеры, падает обратно на нрибор и регистрируетс .The downhole tool 1 on the logging cable 2 is lowered into the brine-lifting column 3, which, in turn, is lowered into the water supply column 4. The lower part of the chamber and the inside of the columns are filled with brine 5, and the upper part is gas 6. The directional beam of gamma radiation 7 leaves the near-well device at a predetermined angle, passes, partially weakened, through the gas and falls on the wall of chamber 8. Part of the radiation 9, scattered by rock 10, which forms the walls of the chamber, falls back on the instrument and is recorded.

Дл  осуществлени  метода может быть использован , например, скважинный прибор (см. па фиг. 2). Внутри свинцового экрана-коллиматора 11 с каналом 12 размещен источник жесткого гамма-излучени  13. Детектор 14 гамма-излучени  расположен внутри свинцового коллиматора 15 с отверстием 16, ось которого лежит в одной вертикальной плоскости с осью канала 12. Коллиматоры 11 и 15 жестко св заны между собой стержнем 17 и с помощью мотора 18 и ориентирующей системы 19 могут быть повернуты дл  того, чтобы установить в любом нужном направлеНИИ плоскость, проход щую через оси отверстий 12 и 16.For the implementation of the method, for example, a downhole tool can be used (see pa FIG. 2). Inside the lead screen-collimator 11 with channel 12 there is a source of hard gamma radiation 13. The detector 14 of gamma radiation is located inside the lead collimator 15 with a hole 16, the axis of which lies in the same vertical plane with the axis of the channel 12. Collimators 11 and 15 are rigidly connected between the rod 17 and with the help of the motor 18 and the orienting system 19 can be rotated in order to establish in any desired direction the plane passing through the axes of the holes 12 and 16.

В качестве ориентирующей системы 19 можно использовать обычные устройства с гироскопическим компасом (например, систему , подобную известным гироскопическим инклинометрам ). Кроме того, коллиматор 11 может поворачиватьс  вокруг горизонтальной оси с помощью системы, не показанной на фиг. 1 и 2. Она содержит устройство дл  определени  угла новорота, например, подобное обычны.м измерител м угла в инклинометрах . Зто позвол ет непрерывно регистрировать интенсивность излучени  при повороте коллиматора 11 вокруг оси (в вертикальной плоскости).As an orienting system 19, conventional devices with a gyro compass (for example, a system similar to the known gyro inclinometers) can be used. In addition, the collimator 11 can be rotated around a horizontal axis using a system not shown in FIG. 1 and 2. It contains a device for determining the angle of rotation, for example, similar to conventional angle gauges in inclinometers. This allows you to continuously record the radiation intensity when the collimator 11 is rotated around an axis (in the vertical plane).

Рассе нное от стенки 8 (см. фиг. 1) излучение имеет гораздо меньшую энергию, чем первичное излучение, поэтому основное ослабление пучка происходит на пути от степки камеры до детектора. Ослабление же на пути от источника излучени  до стенки несравненно меньще. В св зи с этим минимальное ослабление излучени  и максимум регистрируемой детектором интенсивности излучени  достигаетс  в случае, когда путь от стенки до детектора минимален, т. е. когда пучок первичного излучени  .попадает на стенку на высоте расположени  детектора. В этот момент измер ема  интенсивность имеет максимальное значение. Достижению максимального значени  именно в этот момент способствует также то, что ось окна коллиматора 15 перпендикул рна оси прибора. Другое назначение этого коллиматора - исключение вли ни  излучени , рассе нного в газовой среде, заполн ющей емкость.The radiation scattered from the wall 8 (see Fig. 1) has much less energy than the primary radiation, therefore the main attenuation of the beam occurs on the way from the chamber to the detector. The attenuation on the way from the radiation source to the wall is incomparably smaller. In this connection, the minimum attenuation of radiation and the maximum intensity of radiation detected by the detector is achieved when the path from the wall to the detector is minimal, i.e., when the beam of primary radiation falls on the wall at the height of the detector. At this moment, the measured intensity has a maximum value. The achievement of the maximum value at this very moment also contributes to the fact that the axis of the window of the collimator 15 is perpendicular to the axis of the device. Another purpose of this collimator is to eliminate the influence of radiation scattered in the gaseous medium filling the capacitance.

Если в момент достижени  максимума в регистрируемой интенсивности направление пучка с горизонтальной плоскостью составл ет угол 9, то рассто ние от С1енки ;;амеры на уровне детектора определ етс  формулойIf at the moment of reaching the maximum in the recorded intensity the direction of the beam with the horizontal plane is an angle of 9, then the distance from C 1); the ameri at the detector level is determined by the formula

R icigQR icigQ

где / - рассто ние между детектором и источником (выбираетс  того же пор дка, что и радиус камеры).where / is the distance between the detector and the source (the same order is chosen as the radius of the camera).

Г1оложение максимума интенсивности при предлагаемом способе не зависит ни от плотности газа, ни от мощности источника, тогда как интенсивность излучени , регистрируема  известным способом, зависит от этих факторов и требует их учета.The position of the maximum intensity with the proposed method does not depend on the density of the gas or the power of the source, while the intensity of the radiation recorded in a known manner depends on these factors and requires their consideration.

После замера рассто ни  до стенки камеры , при данном положении прибора, с помощью мотора 18 и ориентирующей системы 19 коллиматоры 11 и 15 поворачиваютс  так, чтобы плоскость отверстий 12 и 16 установилась в новом направлении по новому азимуту .After measuring the distance to the chamber wall, at this position of the device, with the help of the motor 18 and the orienting system 19, the collimators 11 and 15 are rotated so that the plane of the holes 12 and 16 is established in the new direction in a new azimuth.

После новторени  замеров в достаточном числе ази.мутов прибор перемещаетс  на другую высоту и замеры повтор ютс  в достаточном числе азимутов. Совокупность таких за.меров на разных уровн х и в разных азимутах и дает требуемую информацию о форме камеры.After repeating measurements in sufficient azimuths, the device moves to another height and the measurements are repeated in sufficient azimuths. The combination of such measurements at different levels and in different azimuths gives the required information about the shape of the camera.

Электронна  схема 20 усиливает сигналы детектора 14 и по каротажному кабелю передает их на поверхность. Все элементы скважинного нрибора размещены в гер.метическом корпусе 21.The electronic circuit 20 amplifies the signals of the detector 14 and transmits them to the surface via a wireline. All elements of the wellbore are located in the hermetic package 21.

В качестве источника жесткого гам.ма-излучени  может быть вз т изотопный источник (например, .кобальт-60, серебро ПО м), либо генератор гамма квантов на базе ускорителей зар женных частиц (например, протонный ускоритель с литиевой мищенью). В качестве детектора гам.ма-квантов можно использовать известные разр дные или сцинтилл .ционные счетчики.An isotopic source (e.g., cobalt-60, silver m) or a gamma-quanta generator based on charged particle accelerators (e.g., a lithium target proton accelerator) can be taken as a source of hard gamma-radiation. The known gamma or scintillation counters can be used as a gamma quantum detector.

Предмет изобретени Subject invention

Способ определени  формы подземной емкости , заполненной гомогенной средой, например газом, через стенку опущенной колонны труб, путем облучени  кости коллимироваиным пучком гамма-квантов и регистрации отраженного стеЕкой излучени , о тл и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности определени  параметров емкости , производ т вращение коллимированного источника в вертикальной плоскости с регистрацией угла между осью скважины и направлением пучка в момент достижени  максимальной интенсивности излучени , регистрируемого детектором, а о рассто нии от детектора до стенки камеры суд т по значению этого угла и известному рассто нию от детектора до источника гамма-квантов.The method for determining the shape of an underground tank filled with a homogeneous medium, such as gas, through the wall of a lowered column of pipes, by irradiating the bone with a collimated beam of gamma rays and registering the reflected radiation of the radiation, so that accuracy of determining the parameters of the capacitance, the collimated source is rotated in a vertical plane with recording the angle between the borehole axis and the beam direction at the moment of reaching the maximum radiation intensity recorded by projectors, but the distance from the detector to the chamber wall is judged on the value of this angle and the known distance from the detector to the source of gamma rays.

TfflTEZ-iL-ri- -J- h-LRr ч- TfflTEZ-iL-ri- -J- h-LRr h-