[发明专利]盐穴储气库造腔用油水界面检测仪及油水界面的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盐穴储气库造腔用油水界面检测仪及油水界面的检测方法，属于盐穴储气库造腔技术领域。

背景技术

在天然气盐穴储气库造腔过程中，需要通过中心管由地面向井下盐层注水，并通过中心管和中间管之间的环空返出卤水。随着这一过程的不断进行，盐层中会形成空腔并不断增大，直至该空腔的体积达到设计要求。在造腔过程中，为保证盐层的底部和顶部不被溶穿，防止储存的天然气发生泄漏，通常由中间管和套管之间的环空向井下注入柴油作为阻溶剂；由于柴油的密度小于卤水，柴油位于卤水的上方，通过调节柴油/卤水界面的深度，即可控制溶腔的形状并保护盐层的底部和顶部不被溶穿。现有技术基于电流源理论，检测精度受制于传感器的数量和分布；随着油水界面深度的不断变化，需要定期调整管柱位置，工作量大；此外，针对高温高压盐穴储气库，传感器的工作寿命受到极大挑战。此外采用光纤测量油水界面现场已有应用，测量精度同样受制于测温点的数量和分布，且设备昂贵。目前缺少一种低成本、施工方便且高精度的测量方案。

因此，如何改变这一现状并提供一种油水界面检测仪及检测方法已经成为盐穴造腔技术领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种水锤激发装置。

本发明的目的还在于提供一种包含所述水锤激发装置的盐穴储气库造腔用油水界面检测仪。

本发明的目的又在于提供一种采用所述盐穴储气库造腔用油水界面检测仪的油水界面检测方法。

为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种水锤激发装置，该装置包括放空阀、低压室、控制阀及高压室；

其中，所述低压室的第一端与所述放空阀相连接，该低压室的第二端与所述控制阀的第一端相连接；该控制阀的第二端与所述高压室的第一端相连接，该高压室的第二端设置有用于与井口相连接的外螺纹；

所述低压室安装有用于读取低压室内压力的压力表；

所述高压室安装有用于采集压力信号的压力传感器，及温度压力一体式传感器。

根据本发明所述的水锤激发装置，优选地，所述压力传感器为压电式压力传感器。

在使用过程中，本发明所提供的水锤激发装置产生压力波动，并同时采集动态的压力信号，再经由数据采集设备进入计算机，最后交由信号处理及分析系统进行后处理。

根据本发明所提供的水锤激发装置，其中，所述压力传感器用于测量环空中动态的压力信号；所述温度压力一体式传感器用于测量井口的温度和压力。

另一方面，本发明还提供了一种盐穴储气库造腔用油水界面检测仪，其包括所述水锤激发装置、数据采集设备及计算机；

其中，所述水锤激发装置经由数据采集设备与所述计算机电相连；且所述计算机安装有信号处理及分析系统。

根据本发明所述的检测仪，优选地，所述数据采集设备为采样率可调的数据采集设备。

根据本发明所述的检测仪，优选地，所述信号处理及分析系统包括数据采集模块、滤波模块及分析计算模块；

其中，所述滤波模块为用于采用小波分析和卡尔曼滤波进行数字信号处理的滤波模块；

所述分析计算模块为用于采用接箍法、回音标法或声速法计算界面深度的分析计算模块。

又一方面，本发明还提供了一种盐穴储气库造腔过程中的油水界面检测方法，其是采用所述盐穴储气库造腔用油水界面检测仪实现的，该方法包括以下步骤：

采用所述盐穴储气库造腔用油水界面检测仪得到接箍波和界面波；

如果所述接箍波清晰，则采用所述接箍法得到油水界面深度，按照以下步骤操作：首先测得压力波经过该套管的平均波速ν，再根据该平均波速ν、界面波到达压力传感器的时间T及最后一个接箍波到达压力传感器的时间t1，得到所述油水界面深度L_Interface；

如果所述接箍波无法辨识，且井筒中安装有回音标，则采用所述回音标法得到油水界面深度，按照以下步骤操作：

首先，采用所述盐穴储气库造腔用油水界面检测仪得到回音标波；然后测得井口到回音标处的平均波速v；最后根据该平均波速v、回音标波到达压力传感器的时间t1以及界面波到达压力传感器的时间T得到所述油水界面的深度。

根据本发明所述的方法，优选地，如果所述接箍波无法辨识，且井筒中未安装有回音标，则采用所述声速法得到油水界面深度，按照以下步骤操作：