本發(fā)明實施例涉及油氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及套管漏點深度檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于采油井的套管漏點深度檢測方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著油田開發(fā)時間的延續(xù)，采油套管由于受到外力、化學(xué)侵害等作用，可能出現(xiàn)錯斷、穿孔、腐蝕、破裂等問題，對油田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)造成較大影響，甚至導(dǎo)致油井停產(chǎn)、報廢，帶來高昂的經(jīng)濟損失。因此，當(dāng)套管出現(xiàn)破損后，及時發(fā)現(xiàn)并確定漏點深度，對油氣井的補救、維修工作具有重要意義。

目前，采油套管漏點檢測理論及方法有多種，包括電磁法、機械井徑法、超聲波法、光學(xué)法等。這些檢測方法各有優(yōu)缺點，如電磁法可以根據(jù)感應(yīng)電動勢的變化分析計算出套管材料的變化、腐蝕、裂縫等信息，確定套管的損壞情況，但檢測成本高，無法模擬管道的真實形態(tài)；機械井徑法可測量許多獨立井徑信息，但不能實現(xiàn)快速檢測；超聲波法可將檢測結(jié)果以圖像的形式直觀顯示，但測量對儀器的成像分辨率要求高，且檢測效率慢；光學(xué)法利用井底攝像測井系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確、直觀、清晰地顯示井內(nèi)任何位置的圖像，但測量不適用于油水混合比大且懸浮物含量相對較高的油井。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種用于采油井的套管漏點深度檢測方法和裝置，用于實現(xiàn)快速有效的套管漏點深度檢測，降低套管漏點深度檢測的復(fù)雜度和高成本，為采油井的安全生產(chǎn)提供幫助。所述技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種用于采油井的套管漏點深度檢測方法，所述方法包括：

關(guān)閉正在生產(chǎn)的采油井；

待所述采油井關(guān)閉預(yù)設(shè)的時間長度之后，通過所述采油井的井口向所述采油井的井筒內(nèi)加入示蹤顆粒，并記錄加入所述示蹤顆粒的時刻；

打開油層套管與技術(shù)套管之間的泄壓閥，以使所述采油井的套管漏點處環(huán)形壓力低于所述采油井的井筒壓力；

采集套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析所述撞擊信號；

判斷所述撞擊信號中是否包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號；

當(dāng)判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時，記錄判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時的時刻；

根據(jù)公式計算所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離，其中，L為所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離，為所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度；v_s為所述示蹤顆粒撞擊所述套管管壁產(chǎn)生的振動波沿所述套管管壁的傳播速度；t為判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時的時刻，t₁為加入所述示蹤顆粒的時刻。

可選的，所述套管包括所述油層套管和所述技術(shù)套管，所述油層套管位于所述技術(shù)套管內(nèi)部，相應(yīng)的，所述采集套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析所述撞擊信號，包括：

分別采集所述油層套管和所述技術(shù)套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析所述撞擊信號。

可選的，所述根據(jù)公式計算所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離，包括：

根據(jù)公式確定所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，為所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，V_f為不規(guī)則形狀顆粒在靜止流體中的沉降速度，φ為所述示蹤顆粒的形狀系數(shù)；

所述根據(jù)公式計算所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離。

可選的，所述根據(jù)公式確定所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，包括：

確定所述采油井井筒內(nèi)的流體是否為牛頓流體；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體，則根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所述示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，C_f為阻力系數(shù)。

可選的，所述確定所述采油井井筒內(nèi)的流體是否為牛頓流體之后，還包括：

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是冪律流體，則根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，C_x為修正系數(shù)，C_x＝1.02431+1.44798n-1.47229n²，n為冪指數(shù)，K為所述采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是賓漢流體，則根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，f_o為屈服應(yīng)力，Z為塑性粘度；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是赫巴流體，則根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，N為流性指數(shù)，f_o為屈服應(yīng)力，K為所述采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)。

可選的，所述若所述采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體，則根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，包括：

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的層流區(qū)沉降時，根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，υ為所述采油井井筒內(nèi)流體的運動粘度；

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的過渡區(qū)沉降時，根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度， ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，μ為所述采油井井筒內(nèi)流體的動力粘度；

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的紊流區(qū)沉降時，根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度。

另一方面，本發(fā)明實施例還提供一種用于采油井的套管漏點深度檢測裝置，所述裝置包括：

第一處理模塊，用于關(guān)閉正在生產(chǎn)的采油井；

第二處理模塊，用于待所述采油井關(guān)閉預(yù)設(shè)的時間長度之后，通過所述采油井的井口向所述采油井的井筒內(nèi)加入示蹤顆粒，并記錄加入所述示蹤顆粒的時刻；

第三處理模塊，用于打開油層套管與技術(shù)套管之間的泄壓閥，以使所述采油井的套管漏點處環(huán)形壓力低于所述采油井的井筒壓力；

第一采集模塊，用于采集套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析所述撞擊信號；

第一判斷模塊，用于判斷所述撞擊信號中是否包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號；

第一記錄模塊，用于當(dāng)判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時，記錄判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時的時刻；

第一計算模塊，用于根據(jù)公式計算所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離，其中，L為所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離， 為所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度；v_s為所述示蹤顆粒撞擊所述套管管壁產(chǎn)生的振動波沿所述套管管壁的傳播速度；t為判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時的時刻，t₁為加入所述示蹤顆粒的時刻。

可選的，所述套管包括所述油層套管和所述技術(shù)套管，所述油層套管位于所述技術(shù)套管內(nèi)部，所述第一采集模塊具體用于：

分別采集所述油層套管和所述技術(shù)套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析所述撞擊信號。

可選的，所述第一計算模塊包括：

第一計算子模塊，用于根據(jù)公式確定所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，為所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，V_f為不規(guī)則形狀顆粒在靜止流體中的沉降速度，φ為所述示蹤顆粒的形狀系數(shù)；

第二計算子模塊，用于所述根據(jù)公式計算所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離。

可選的，所述第一計算子模塊具體用于：

確定所述采油井井筒內(nèi)的流體是否為牛頓流體；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體，則根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，C_f為阻力系數(shù)。

可選的，所述第一計算子模塊具體還用于：

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是冪律流體，則根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，C_x為修正系數(shù)，C_x＝1.02431+1.44798n-1.47229n²，n為冪指數(shù)，K為所述采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是賓漢流體，則根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，f_o為屈服應(yīng)力，Z為塑性粘度；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是赫巴流體，則根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，N為流性指數(shù)，f_o為屈服應(yīng)力，K為所述采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)。

可選的，所述第一計算子模塊具體還用于：

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的層流區(qū)沉降時，根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，υ為所述采油井井筒內(nèi)流體的運動粘度；

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的過渡區(qū)沉降時，根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，μ為所述采油井井筒內(nèi)流體的動力粘度；

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的紊流區(qū)沉降時，根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

本發(fā)明實施例提供的方法，首先關(guān)閉正在生產(chǎn)的采油井關(guān)閉預(yù)設(shè)的時間長度，待該采油井井筒內(nèi)的流體達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)之后，向該采油井的井筒內(nèi)加入示蹤顆粒，并記錄加入示蹤顆粒的時刻t，然后打開油層套管與技術(shù)套管之間的泄壓閥，以使該采油井的套管漏點處環(huán)形壓力低于采油井的井筒壓力，保證示蹤顆粒可以隨井筒內(nèi)的流體以較快的速度經(jīng)套管上的漏點噴出并撞擊技術(shù)套管內(nèi)壁和油層套管外壁，進(jìn)而采集套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析該撞擊信號，當(dāng)判斷到該撞擊信號中包括示蹤顆粒對套管管壁的撞擊信號時，并記錄該判斷到的時刻t₁，然后根據(jù)公式計算采油井的井口到套管的漏點處的距離，實現(xiàn)了快速有效的套管漏點深度檢測，降低了套管漏點深度檢測的復(fù)雜度和高成本，為采油井的安全生產(chǎn)提供幫助。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種用于采油井的套管漏點深度檢測方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種用于采油井的套管漏點深度檢測裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的第一計算模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種采油井的套管漏點深度檢測方法，參見圖1，該方法可以包括如下幾個步驟：

步驟101：關(guān)閉正在生產(chǎn)的采油井。

具體的，通過采油井井口的采油樹，關(guān)閉正在生產(chǎn)的采油井，即通過采油樹上的閥門關(guān)閉，停止對該采油井進(jìn)行采油，保持該采油井內(nèi)的流體穩(wěn)定。

步驟102：待所述采油井關(guān)閉預(yù)設(shè)的時間長度之后，通過所述采油井的井口向所述采油井的井筒內(nèi)加入示蹤顆粒，并記錄加入所述示蹤顆粒的時刻。

具體的，通過該采油井井口的采油樹關(guān)閉該采油井之后，待該采油井關(guān)閉預(yù)設(shè)的時間長度之后，通過位于該采油井井口的采油樹向該采油井的井筒內(nèi)加入示蹤顆粒，同時并記錄加入失蹤顆粒的時刻t₁，示例的，加入示蹤顆粒的時刻為2016年11月1日8點，則t₁為2016年11月1日8點。

需要說明的是，預(yù)設(shè)的時間長度可以由終端默認(rèn)設(shè)置，也可以由用戶根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，示例的，本發(fā)明實施例的預(yù)設(shè)的時間長度可以是2天，也可以是36小時，本發(fā)明實施例對預(yù)設(shè)的時間長度的大小不做限定。

其次，需要說明的是，本發(fā)明實施例對于加入井筒內(nèi)的示蹤顆粒的直徑和密度不做具體的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，只要保證示蹤顆粒在井筒流體中能夠以一定的速度自由沉降，并且保證示蹤顆粒在漏點處不會堵塞漏點即可。

再者，需要說明的是，對于示蹤顆粒向井筒中加入的具體方法，本發(fā)明實施例不做具體限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可參考現(xiàn)有技術(shù)。示例的，也可以采用特殊設(shè)計的示蹤顆粒加入裝置，通過該采油井井口的采油樹將示蹤顆粒加入該采油井的井筒中。

步驟103：打開油層套管與技術(shù)套管之間的泄壓閥，以使所述采油井的套管漏點處環(huán)形壓力低于所述采油井的井筒壓力。

具體的，待該采油井的井筒中加入示蹤顆粒之后，打開該采油井的油層套 管與技術(shù)套管之間的泄壓閥，釋放油層套管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間的壓力，促使套管的漏點處環(huán)形壓力低于該采油井井筒內(nèi)的環(huán)形壓力，保證加入井筒內(nèi)的示蹤顆粒能夠隨井筒內(nèi)的流體以較快的速度經(jīng)套管的漏點處噴出。

需要說明的是，本發(fā)明實施例對于泄壓閥的具體設(shè)置位置，本發(fā)明實施例不做具體限定，示例的，本發(fā)明實施例的泄壓閥可以設(shè)置在該采油井井口的采油樹上。

步驟104：采集套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析所述撞擊信號。

具體的，打開油層套管和技術(shù)套管之間的泄壓閥之后，由于油層套管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間的壓力，促使套管的漏點處環(huán)形壓力低于該采油井井筒內(nèi)的環(huán)形壓力，進(jìn)而加入井筒內(nèi)的示蹤顆粒隨井筒內(nèi)的流體以較快的速度經(jīng)套管的漏點處噴出，進(jìn)而撞擊技術(shù)套管的內(nèi)壁。當(dāng)示蹤顆粒沉降到套管的漏點處，部分示蹤顆粒與油層套管內(nèi)的流體經(jīng)套管的漏點處噴出。首先流體中的示蹤顆粒對含漏點的套管外壁進(jìn)行撞擊，然后經(jīng)過采油油管和技術(shù)套管的環(huán)形空間對外層套管的內(nèi)壁進(jìn)行撞擊，分別在采油套管和技術(shù)套管上產(chǎn)生撞擊信號。

撞擊信號的強度大小與加入該采油井井筒內(nèi)的示蹤顆粒的直徑大小、流體從漏點處噴出時的速度、流體中的含沙量和漏點的孔徑大小有關(guān)系，具體的，加入該井筒內(nèi)的示蹤顆粒的直徑越大、流體從漏點處噴出時的速度越大、流體中的含沙量越大、漏點的孔徑越大，示蹤顆粒撞擊管壁引起的管壁振動強度就越大，采集到的套管管壁上的撞擊信號就越強，即套管管壁上的撞擊信號強度與加入該采油井井筒內(nèi)的示蹤顆粒的直徑大小、流體從漏點處噴出時的速度、流體中的含沙量和漏點的孔徑大小呈正相關(guān)關(guān)系。

示蹤顆粒撞擊油層套管外壁和技術(shù)套管內(nèi)壁產(chǎn)生的振動波分別經(jīng)油層套管和技術(shù)套管的管壁傳播至井口處，利用安裝在井口油層套管和技術(shù)套管管壁上的檢測設(shè)備分別采集油層套管和技術(shù)套管管壁上的撞擊信號，然后利用計算機實時對比分析采集到的油層套管和技術(shù)套管管壁上的撞擊信號。

步驟105：判斷所述撞擊信號中是否包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號。

含有示蹤顆粒的流體和不包含示蹤顆粒的流體對管壁進(jìn)行撞擊時，由于含有示蹤顆粒的流體對套管管壁進(jìn)行撞擊產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒對套管 管壁的撞擊，而示蹤顆粒對套管管壁的撞擊信號與不包含示蹤顆粒的流體對套管管壁進(jìn)行撞擊產(chǎn)生的撞擊信號不同，因此，通過分析采集到的撞擊信號的特征可以判斷對管壁產(chǎn)生撞擊的流體中是否存在示蹤顆粒。

步驟106：當(dāng)判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時，記錄判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時的時刻。

當(dāng)判斷到采油套管上產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒撞擊套管管壁產(chǎn)生的撞擊信號時，記錄判斷到采油套管上產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒撞擊套管管壁產(chǎn)生的撞擊信號的時刻t₂，示例的，判斷到采油套管上產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒撞擊套管管壁產(chǎn)生的撞擊信號的時刻為2016年11月1日18點，則t₂為2016年11月1日18點。

當(dāng)判斷到技術(shù)套管上產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒撞擊套管管壁產(chǎn)生的撞擊信號時，記錄判斷到技術(shù)套管上產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒撞擊套管管壁產(chǎn)生的撞擊信號的時刻t₃，示例的，判斷到技術(shù)套管上產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒撞擊套管管壁產(chǎn)生的撞擊信號的時刻為2016年11月1日18點，則t₃為2016年11月1日18點。

步驟107：根據(jù)公式計算所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離。

具體的，獲取到了判斷到采油套管上產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒撞擊采油套管管壁產(chǎn)生的撞擊信號的時刻t₂和失蹤顆粒的時刻t₁，進(jìn)而根據(jù)公式 計算采油套管上的漏點深度，其中，L₁為采油井的井口到油層套管的漏點處的距離，為示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度；v_s為示蹤顆粒撞擊采油套管管壁產(chǎn)生的振動波沿采油套管管壁的傳播速度；t₂為判斷到采油套管上的撞擊信號中包括示蹤顆粒對采油套管管壁的撞擊信號時的時刻，t₁為加入示蹤顆粒的時刻。

具體的，獲取到了判斷到技術(shù)套管上產(chǎn)生的撞擊信號中包括示蹤顆粒撞擊技術(shù)套管管壁產(chǎn)生的撞擊信號的時刻t₃和失蹤顆粒的時刻t₁，進(jìn)而根據(jù)公式 計算技術(shù)套管上的漏點深度，其中，L₂為采油井的井口到技術(shù)套管的漏點處的距離，為示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度；v_s為示蹤顆粒撞擊技術(shù)套管管壁產(chǎn)生的振動波沿技術(shù)套管管壁的傳播速度；t₃為判斷到 技術(shù)套管上的撞擊信號中包括示蹤顆粒對技術(shù)套管管壁的撞擊信號時的時刻，t₁為加入示蹤顆粒的時刻。

進(jìn)一步的，根據(jù)公式確定示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，為示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，V_f為不規(guī)則形狀顆粒在靜止流體中的沉降速度，φ為示蹤顆粒的形狀系數(shù)。

需要說明的是，不規(guī)則形狀顆粒在靜止流體中的沉降速度的大小與該靜止流體的種類有關(guān)。不同種類的靜止流體，不規(guī)則形狀顆粒在其內(nèi)部的沉降速度的大小不同。通常將靜止流體的種類分為牛頓流體和非牛頓流體。因此，在計算示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度時，需要先判斷采油井井筒內(nèi)的流體是否是牛頓流體。

需要說明的是，任一點上的剪應(yīng)力都同剪切變形速率呈線性函數(shù)關(guān)系的流體稱為牛頓流體；不滿足牛頓黏性實驗定律的流體，即其剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間不是線性關(guān)系的流體。對于判斷采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體還是非牛頓流體的方法，屬于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例在此不再累述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可參考現(xiàn)有技術(shù)。

若采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體，則根據(jù)公式計算示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為失蹤顆粒的直徑，ρ_s為示蹤顆粒密度，ρ為采油井井筒內(nèi)流體的密度，C_f為阻力系數(shù)。

具體的，若采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體，則示蹤顆粒在該采油井井筒內(nèi)的層流區(qū)(R_e＜1)自由沉降時，符合斯托克斯阻力公式條件，此時，則根據(jù)公式計算示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為失蹤顆粒的直徑，ρ_s為示蹤顆粒密度，ρ為采油井井筒內(nèi)流體的密度，υ為采油井井筒內(nèi)流體的運動粘度。

具體的，若采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體，則示蹤顆粒在該采油井井筒內(nèi)的過渡區(qū)(1＜R_e＜1000)自由沉降時，符合Allen阻力系數(shù)，此時， 則根據(jù)公式計算示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為失蹤顆粒的直徑，ρ_s為示蹤顆粒密度，ρ為采油井井筒內(nèi)流體的密度，μ為采油井井筒內(nèi)流體的動力粘度。

具體的，若采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體，則示蹤顆粒在該采油井井筒 內(nèi)的紊流區(qū)(1000＜R_e＜2×10⁵)自由沉降時，阻力系數(shù)為常數(shù)，此時，C_f＝0.45，則根據(jù)公式計算示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為失蹤顆粒的直徑，ρ_s為示蹤顆粒密度，ρ為采油井井筒內(nèi)流體的密度。

若采油井井筒內(nèi)的流體是非牛頓流體，且該采油井井筒內(nèi)的流體是非牛頓流體中的冪律流體，則根據(jù)修正系數(shù)相關(guān)式C_x＝1.02431+1.44798n-1.47229n²確定阻力系數(shù)為其中，C_x為修正系數(shù)，n為冪指數(shù)，為冪律液體中廣義顆粒雷諾數(shù)，ρ為采油井井筒內(nèi)流體的密度，K為采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)，進(jìn)而根據(jù)公式計算示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為失蹤顆粒的直徑，ρ_s為示蹤顆粒密度，ρ為采油井井筒內(nèi)流體的密度，C_x為修正系數(shù)，n為冪指數(shù)，K為采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)。

若采油井井筒內(nèi)的流體是非牛頓流體，且該采油井井筒內(nèi)的流體是非牛頓流體中的賓漢流體，根據(jù)示蹤顆粒密度與采油井井筒內(nèi)流體的密度的比值小于A的數(shù)值，其中則可以確定示蹤顆粒在采油井井筒內(nèi)處于沉降狀態(tài)。若示蹤顆粒在采油井井筒內(nèi)處于沉降狀態(tài)，則根據(jù)公式 確定示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為失蹤顆粒的直徑，ρ_s為示蹤顆粒密度，ρ為采油井井筒內(nèi)流體的密度，f_o為屈服應(yīng)力，Z為塑性粘度。

若采油井井筒內(nèi)的流體是非牛頓流體，且該采油井井筒內(nèi)的流體是非牛頓流體中的赫巴流體，則根據(jù)公式計算示蹤顆粒在采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為失蹤顆粒的直徑，ρ_s為示蹤顆粒密度，ρ為采油井井筒內(nèi)流體的密度，N為流性指數(shù)，f_o為屈服應(yīng)力，K為采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)。

本發(fā)明實施例提供的方法，首先關(guān)閉正在生產(chǎn)的采油井關(guān)閉預(yù)設(shè)的時間長度，待該采油井井筒內(nèi)的流體達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)之后，向該采油井的井筒內(nèi)加入示蹤顆粒，并記錄加入示蹤顆粒的時刻t，然后打開油層套管與技術(shù)套管之間的泄壓閥，以使該采油井的套管漏點處環(huán)形壓力低于采油井的井筒壓力，保證示蹤顆?？梢噪S井筒內(nèi)的流體以較快的速度經(jīng)套管上的漏點噴出并撞擊技術(shù)套管內(nèi)壁和油層套管外壁，進(jìn)而采集套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析該撞擊信號，當(dāng)判斷到該撞擊信號中包括示蹤顆粒對套管管壁的撞擊信號 時，并記錄該判斷到的時刻t₁，然后根據(jù)公式計算采油井的井口到套管的漏點處的距離，實現(xiàn)了快速有效的套管漏點深度檢測，降低了套管漏點深度檢測的復(fù)雜度和高成本，為采油井的安全生產(chǎn)提供幫助。

圖2是本發(fā)明實施例提供的用于采油井的套管漏點深度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖2，該裝置可以包括：

第一處理模塊210，用于關(guān)閉正在生產(chǎn)的采油井；

第二處理模塊220，用于待所述采油井關(guān)閉預(yù)設(shè)的時間長度之后，通過所述采油井的井口向所述采油井的井筒內(nèi)加入示蹤顆粒，并記錄加入所述示蹤顆粒的時刻；

第三處理模塊230，用于打開油層套管與技術(shù)套管之間的泄壓閥，以使所述采油井的套管漏點處環(huán)形壓力低于所述采油井的井筒壓力；

第一采集模塊240，用于采集套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析所述撞擊信號；

第一判斷模塊250，用于判斷所述撞擊信號中是否包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號；

第一記錄模塊260，用于當(dāng)判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時，記錄判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時的時刻；

第一計算模塊270，用于根據(jù)公式計算所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離，其中，L為所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離，為所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度；v_s為所述示蹤顆粒撞擊所述套管管壁產(chǎn)生的振動波沿所述套管管壁的傳播速度；t為判斷到所述撞擊信號中包括所述示蹤顆粒對所述套管管壁的撞擊信號時的時刻，t₁為加入所述示蹤顆粒的時刻。

可選的，所述套管包括所述油層套管和所述技術(shù)套管，所述油層套管位于所述技術(shù)套管內(nèi)部，第一采集模塊240具體用于：

分別采集所述油層套管和所述技術(shù)套管管壁上的撞擊信號，并利用計算機實時對比分析所述撞擊信號。

可選的，參考圖3所示，第一計算模塊270包括：

第一計算子模塊2701，用于根據(jù)公式確定所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，為所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi) 的自由沉降速度，V_f為不規(guī)則形狀顆粒在靜止流體中的沉降速度，φ為所述示蹤顆粒的形狀系數(shù)；

第二計算子模塊2702，用于所述根據(jù)公式計算所述采油井的井口到所述套管的漏點處的距離。

可選的，第一計算子模塊2701具體用于：

確定所述采油井井筒內(nèi)的流體是否為牛頓流體；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是牛頓流體，則根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，C_f為阻力系數(shù)。

可選的，第一計算子模塊2701具體還用于：

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是冪律流體，則根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，C_x為修正系數(shù)，C_x＝1.02431+1.44798n-1.47229n²，n為冪指數(shù)，K為所述采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是賓漢流體，則根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，f_o為屈服應(yīng)力，Z為塑性粘度；

若所述采油井井筒內(nèi)的流體是赫巴流體，則根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，N為流性指數(shù)，f_o為屈服應(yīng)力，K為所述采油井井筒內(nèi)流體的稠度系數(shù)。

可選的，第一計算子模塊2701具體還用于：

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的層流區(qū)沉降時，根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，υ為所述采油井井筒內(nèi)流體的運動粘度；

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的過渡區(qū)沉降時，根據(jù)公式 計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度，μ為所述采油井井筒內(nèi)流體的動力粘度；

當(dāng)所述示蹤顆粒在所述牛頓流體的紊流區(qū)沉降時，根據(jù)公式計算所述示蹤顆粒在所述采油井的井筒內(nèi)的自由沉降速度，其中，g為重力加速度常數(shù)，d為所述失蹤顆粒的直徑，ρ_s為所示示蹤顆粒密度，ρ為所述采油井井筒內(nèi)流體的密度。

需要說明的是：上述實施例提供的一種用于采油井的套管漏點深度檢測裝置在進(jìn)行套管露點深度檢測時，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述實施例提供的用于采油井的套管漏點深度檢測裝置與用于采油井的套管漏點深度檢測方法實施例屬于同一構(gòu)思，其具體實現(xiàn)過程詳見方法實施例，這里不再贅述。

上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。