СПОСОБ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН Российский патент 1994 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям глубоких нефтяных скважин, в частности к геофизическим исследованиям горизонтальных и сильно наклоненных скважин.

Известен способ проведения геофизических исследований горизонтальных скважин, изложенный в новой технологии [1, 2] . По этому способу в скважину до глубины, на которой начинается интенсивное искривление ствола, опускают закрепленный на конце бурильных труб защитный электропрозрачный контейнер, представляющий собой, например, стеклопластиковую трубу, в стенке которой просверлены сквозные отверстия (50-60 отверстий на метре трубы). Через бурильные трубы на геофизическом кабеле в защитный контейнер опускают геофизический прибор (зонд). Затем с помощью специального переводника геофизический кабель переводят из внутренней полости бурильных труб в затрубное пространство. Путем наращивания бурильной колонны опускают в скважину ее оставшуюся часть. При этом защитный контейнер с геофизическим прибором доставляется в интервал исследования горизонтального ствола скважины. В процессе подъема бурильных труб проводят исследование скважины.

Указанный способ имеет следующие недостатки:
низкая надежность, обусловленная тем, что верхняя часть геофизического кабеля закреплена на наружной поверхности бурильных труб, что исключает возможность вращения бурильной колонны и повышает вероятность выхода из строя кабеля за счет его механического износа в затрубном пространстве;
при замене геофизического прибора требуется подъем бурового инструмента до выхода из скважины переводника кабеля, то есть примерно 500-700 м, что снижает производительность работ при проведении геофизических работ.

Известен способ проведения геофизических исследований горизонтальных скважин, который как наиболее близкий к предлагаемому нами техническому решению принят за прототип.

Способ включает проталкивание геофизического прибора в открытую часть горизонтального ствола с помощью специального локомотива путем нагнетания промывочной жидкости в колонну труб с устья скважины. После чего проводят измерения при протяжке геофизического прибора с помощью кабеля. При использовании данного способа не происходит износа кабеля, но требуется полный подъем бурового инструмента при замене геофизического прибора, что приводит к снижению производительности проведения работ. Проталкивание с помощью локомотива геофизического прибора, закрепленного на штоке, в открытую часть скважины исключает возможность циркуляционной промывки указанного интервала скважины, что создает вероятность прихвата штока и прибора, приводящего к сложным авариям, а наличие большого количества кинематически связанных узлов и деталей приводит к сложности в работе всей системы, что значительно снижает надежность исследований горизонтальных скважин.

Задачей изобретения является повышение производительности и надежности проведения исследований.

Поставленная задача достигается тем, что в способе геофизических исследований горизонтальных скважин, включающем спуск колонны труб, доставку скважинного прибора на кабеле в горизонтальную часть скважины путем нагнетания промывочной жидкости в колонну труб и регистрацию геофизических параметров вдоль ствола скважины при протяжке прибора, согласно изобретению спуск колонны труб осуществляют до забоя скважины, при этом нижнюю часть колонны, равную длине горизонтального участка исследуемой скважины, формирует из последовательно чередующихся разнотипных труб с возможностью обеспечения регистрации геофизических параметров различными физическими методами, регистрацию геофизических параметров осуществляют поочередно различными физическими методами, укорачивая колонну труб на расстояние, равное длине одной из чередующих труб, при этом число повторных регистраций равно n-1, где n - число типов труб, а в качестве чередующихся труб используют сплошные стеклопластиковые трубы для регистрации геофизических параметров бесконтактным методом, стеклопластиковые трубы, в стенках которых выполнены сквозные отверстия, герметично заглушенные металлическими пробками для регистрации геофизических параметров контактным методом, дюралюминиевые трубы для проведения исследования радиометрическим методом.

В отличие от прототипа при замене геофизического прибора не требуется полного или частичного подъема бурильной колонны из скважины, т. к. при необходимости прибор с помощью геофизического кабеля может быть полностью извлечен на поверхность. Тем самым значительно повышается производительность проведения геофизических исследований на скважине. Кроме того в отличие от прототипа при проведении измерений вдоль ствола горизонтальной скважины прибор постоянно находится в колонне труб, так что возможность его прихвата в скважине исключена. Предотвращены прихват колонны труб в скважине и создание аварийной ситуации, так как при необходимости возможна циркуляционная промывка всего ствола скважины. Значительное упрощение технических средств, необходимых для реализации предлагаемого способа, повышает надежность исследований.

Предлагаемый способ позволяет проводить геофизические исследования практически всеми методами, поскольку при формировании нижней части колонны различные типы используемых при этом труб выбирают "прозрачными" для тех или иных применяемых геофизических методов. Так, например, сплошные стеклопластиковые трубы являются практически полностью прозрачными для бесконтактных высокочастотных методов электрометрии. В то же время они полностью непрозрачны для контактных (гальванических) методов электрометрии и вносят значительные искажения при использовании нейтронных методов радиометрии. Стеклопластиковые трубы, в стенке которых герметично установлены металлические пробки прозрачны для контактных (гальванических) методов электрометрии, но вносят значительные искажения при применении высокочастотных бесконтактных методов электрометрии.

Дюралюминиевые трубы практически прозрачны для всех методов радиометрии, но полностью непрозрачны для всех методов электрометрии и т. п.

Геофизические исследования по предлагаемому способу проводятся в следующей последовательности:
в скважину до забоя опускают колонну герметичных труб, при этом нижнюю часть колонны, равную длине горизонтального участка исследуемой скважины, формируют из последовательно чередующихся разнотипных труб с возможностью обеспечения регистрации геофизических параметров различными физическими методами. Для обеспечения циркуляции промывочной жидкости в нижней части первой трубы установлен специальный наконечник, в котором выполнены отверстия;
в колонну труб на геофизическом кабеле опускают геофизический прибор (зонд), при этом на устье колонны установлен специальный лубрикатор, обеспечивающий возможность нагнетания промывочной жидкости для доставки прибора в интервал исследования горизонтального ствола;
прибор опускают до глубины, на которой начинается интенсивное искривление ствола (до 50-60^о), т. е. до глубины, до которой прибор свободно доходит с помощью собственного веса;
производят нагнетание промывочной жидкости в колонну труб с устья скважины, под действием которой прибор принудительно доставляется в нижнюю часть колонны труб до упора;
производят регистрацию необходимых геофизических параметров вдоль ствола скважины при протяжке прибора с помощью геофизического кабеля, при этом каждый из геофизических параметров регистрируется без искажения только в интервалах местоположения тех труб, которые являются прозрачными для данного геофизического метода;
с помощью геофизического кабеля прибор поднимают и извлекают из скважины, производят приподъем колонны на расстояние, равное длине одной трубы, и отвинчивание верхней трубы, после чего производят повторный спуск прибора по описанной выше технологии;
дополнительно производят повторную регистрацию тех же геофизических параметров вдоль ствола скважины при протяжке прибора с помощью геофизического кабеля, при этом, поскольку трубы с различными свойствами их прозрачности смещены на расстояние, равное длине одной трубы, исследуются дополнительно те интервалы скважины, которые при первом спуске прибора не были исследованы. Число повторных регистраций с приподниманием колонны равно n-1, где n - число типов труб с различными свойствами их прозрачности;
производят геофизическое сведение кусочных диаграмм по каждому из геофизических методов, зарегистрированных против соответствующих интервалов местоположения прозрачных труб, в одну общую диаграмму для каждого применяемого геофизического метода.

На фиг. 1, 2, 3 приведен пример практической реализации предлагаемого способа.

В скважину 1 опущена колонна труб 2 до забоя горизонтального ствола. При этом нижняя часть колонны состоит из чередующихся 25-метровых труб двух типов (трубы 3, 4, 5, 6, 7, 8), причем трубы первого типа 3, 5 и 7 являются стеклопластиковыми, в стенке которых выполнены сквозные отверстия, герметично заглушенные металлическими пробками. Такие трубы являются прозрачными для контактных (гальванических) методов электрометрии. Трубы второго типа 4, 6, 8 являются сплошными стеклопластиковыми трубами. Они полностью прозрачны для бесконтактных (высокочастотных) методов электрометрии и непрозрачны для контактных (гальванических) методов электрометрии.

При достижении нижней трубой 3 забоя скважины через специальный устьевой лубрикатор 9 в колонну 2 на кабеле 10 производят спуск комплексного прибора для электрометрии скважин 11 до глубины скважины, до которой прибор доходит с помощью собственного веса (кривизна не более 55-60^о). Затем за счет циркуляционной прокачки промывочной жидкости через специальный патрубок 12 колонну труб 2 и затрубное пространство 13 прибор 11 доставляют в нижнюю трубу 3 до упора на специальный наконечник 14. С этой целью прибор снабжают насадкой, усиливающей поршневой эффект, а в наконечнике 14 имеются циркуляционные отверстия. После этого производят регистрацию геофизических параметров (диаграммы индукционного каротажа и диаграммы электрокаротажа потенциал-зондом АО, 4МО, 1N) вдоль горизонтальной части ствола скважины при протяжке прибора с помощью геофизического кабеля 2. При этом получают потенциал-зондом АО, 4 МО, 1N диаграмму в интервалах скважины против местоположения труб 3, 5 и 7, а труб 4, 6 и 8 регистрируют без искажений диаграмму индукционного каротажа (см. фиг. 3 "а" и "г"). Затем производят приподъем колонны на расстояние, равное длине одной трубы, т. е. на 25 см, и дополнительно производят повторную регистрацию указанных параметров. В этом случае интервалы, против которых зарегистрированы диаграммы без искажения по обоим методам, смещены на величину 25 м (см. фиг. 3 "б" и "е"). Графическое сведение полученных кусочных диаграмм позволяет получить непрерывные неискаженные диаграммы по обоим методам электрометрии по всему интервалу горизонтального ствола исследуемой скважины (см. фиг. 3, "в" и "ж"). После окончания регистрации диаграмм прибор 11 с помощью геофизического кабеля 10 полностью извлекают из колонны труб на поверхность.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет проводить замену геофизического прибора без подъема бурильных труб на поверхность, что позволяет значительно повысить производительность проведения геофизических исследований. Кроме того предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет повысить надежность и безаварийность работ. (56) Дворецкий В. Г. , Голышкин В. Г. и др. Разработка технологии геофизического контроля выработки продуктивных пластов через стеклопластиковую колонну. сб. Развитие методов проектирования, анализа и контроля за разработкой нефтяных месторождений. - М. : ВНИИОЭНГ, 1984.

Авторское свидетельство СССР N 206475, кл. Е 21 В 47/00, 1968.

Использование: геофизические исследования горизонтальных и сильнонаклоненных скважин. Сущность изобретения: спуск колонны труб осуществляется до забоя скважин. Нижняя часть колонны, равная длине горизонтального участка исследуемой скважины, формируется из последовательно чередующихся разнотипных труб с возможностью обеспечения регистрации геофизических параметров различными физическими методами. Регистрацию геофизических параметров осуществляют поочередно различными физическими методами, укорачивая колонну труб на расстояние, равное длине одной из чередующих труб, при этом число повторных регистраций равно n-1, где n - число труб. В качестве чередующихся труб используются сплошные стеклопластиковые трубы для регистрации геофизических параметров бесконтактным методом. Для регистрации геофизических параметров контактным методом используют стеклопластиковые трубы, в стенках которых выполнены сквозные отверстия, герметично заглушенные металлическими пробками. Для проведения исследования радиометрическим методом используют дюралюминиевые трубы. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН, включающий спуск колонны труб, доставку скважинного прибора на кабеле в горизонтальную часть скважины путем нагнетания промывочной жидкости в колонны труб и регистрацию геофизических параметров вдоль ствола скважины при протяжке прибора, отличающийся тем, что спуск колонны труб осуществляют до забоя скважины, при этом нижнюю часть колонны, равную длине горизонтального участка исследуемой скважины, формируют из последовательно чередующихся разнотипных труб с возможностью обеспечения регистрации геофизических параметров различными физическими методами, а регистрацию геофизических параметров осуществляют поочередно различными физическими методами, укорачивая колонну труб на расстояние, равное длине одной из чередующих труб, при этом число повторных регистраций равно n - 1, где n - число типов труб. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве чередующихся труб используют сплошные стеклопластиковые трубы для регистрации геофизических параметров бесконтактным методом. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве одного из типов чередующихся труб используются стеклопластиковые трубы, в стенках которых выполнены сквозные отверстия, герметично заглушенные металлическими пробками для регистрации геофизических параметров контактным методом. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве одного из типов чередующихся труб используются дюралюминивые трубы для проведения исследования радиометрическим методом.