УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН Российский патент 1998 года по МПК E21B47/01 E21B47/00 

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для исследования скважин (Петров А.И. Методы и техника измерений при промысловых исследованиях скважин. - М.: Недра, 1972), включающее спускаемый в скважину на кабеле геофизический прибор (расходомер, влагомер, резистивимер и т. п.). При перемещении прибора вдоль фильтровой части скважины ведется регистрация информации, которая позволяет определить интервалы притока и состав флюида, протекающего в ствол скважины из пласта. Недостатком устройства является невозможность проведения исследований горизонтальных скважин.

Известно устройство для исследования горизонтальных скважин (Чесноков В. А. , Рапин В.А. Совершенствование технологии промыслово-методических исследований в бурящихся и эксплуатируемых горизонтальных скважинах. Строительство скважин на суше и на море. ВНИИОЭНГ, 1995, N 6, с. 26 - 27_, которое принято за прототип. Известное устройство включает спускаемый в скважину на каротажном кабеле толкатель, выполненный из тонкостенных полых герметичных труб с токоподводящими жилами внутри. Длина толкателя равна суммарной длине горизонтальной и искривленной части скважин. Снизу к толкателю присоединен геофизический прибор, а выше толкателя на каротажном кабеле закреплен груз-движитель, выполненный в виде утяжеленных труб. Устройство в сборе спускают в скважину на каротажном кабеле. При достижении искривленной части скважины геофизический прибор под действием усилия, развиваемого весом груза-движителя и труб-толкателя, и за счет жесткости последних, передаваемого на корпус прибора, начинает соскальзывать по нижней стенке как по наклонной плоскости, переходя в горизонтальный ствол. За ним соскальзывают трубы толкателя, перемещая геофизический прибор к забою скважины. Устройство применяется для исследования действующих горизонтальных скважин. При этом с помощью геофизических приборов (расходомеров, влагомеров, резистивимеров, термометров и т.п.) определяют интенсивность притока флюида в ствол скважины и его состав. Однако большая часть горизонтальных скважин имеет большую протяженность горизонтального ствола (300 - 500 м и более) и достаточно низкий дебит (средний дебит не более 10 т/сут. нефти). В связи с этим имеет место низкий удельный дебит (приток флюида с единицы длины фильтра) и как следствие - расслоение жидкостей в горизонтальном стволе по плотности. При этом нефть заполняет верхнюю часть, а вода скапливается в нижней части обсадной колонны.

Кроме того, следует учитывать тот факт, что может иметь место наличие застойной воды, которая при малых дебитах скапливается в пониженных участках горизонтального ствола. При проведении измерений расхода в горизонтальном стволе нецентрированным малогабаритным расходомеров (дебитомером) последний перемещается по нижней стенке обсадной колонны. Если в горизонтальном стволе имеется застойная вода, то показания расходомера будут соответствовать нулевому расходу, тогда как на самом деле там может иметь место поток нефти по верхней части колонны. Аналогично поток нефти может быть не зафиксирован и центрированным малогабаритным расходомером, так как большая часть колонны может быть заполнена застойной водой, а нефть в виде тонкого шлейфа течет вдоль верхней стенки обсадной колонны. Таким образом, в низкодебитных скважинах исследования известными устройствами приводят к большим погрешностям.

Задачей изобретения является повышение точности измерений расхода и состава жидкости в горизонтальных низкодебитных скважинах.

Поставленная задача решается следующим образом.

Геофизический прибор дополнительно снабжен поплавковыми элементами, размещенными на концах прибора, а средняя плотность их вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что геофизический прибор снабжен поплавковыми элементами; средняя плотность поплавковых элементов вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины.

Наличие у геофизического прибора поплавковых элементов обеспечивает его всплывание за счет архимедовой силы к верхней стенке обсадной колонны. В связи с тем что средняя плотность поплавковых элементов вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины, геофизический прибор оказывается прижат к верхней стенке обсадной колонны независимо от того, чем заполнен данный участок колонны - водой или нефтью. При этом прибор находится в потоке нефти и измеряют ее расход (дебит) и состав (процентное содержание воды).

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет поместить геофизический прибор непосредственно в поток нефти, который течет через застойную воду тонким шлейфом вдоль верхней стенки обсадной колонны. Это обеспечивает повышение точности измерений расходов и состава притекающего в ствол скважины пластового флюида.

На чертеже показано предложенное устройство.

Устройство содержит спускаемый в скважину на каротажном кабеле геофизический прибор 1, обеспечивающий измерение расхода и состава жидкостей в скважине. К геофизическому прибору 1 жестко прикреплены поплавковые элементы 2, 3, представляющие собой воздухонаполненные герметичные отрезки труб. Средняя плотность поплавковых элементов 2 вместе с геофизическим прибором 1 меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины. К поплавковому элементу 3 прикреплен толкатель 4, выполненный в виде колонны пустотелых герметичных труб, средняя плотность которых близка к плотности откачиваемой из скважины нефти. Внутри труб толкателя 4 проходят токоподводящие жилы к геофизическому прибору 1. К толкателю 4 прикреплен груз-движитель 5, выполненный в виде колонны утяжеленных труб, через который пропущен каротажный кабель 6, подсоединенный к токоподводящим жилам толкателя 4. Длина толкателя 4 соответствует суммарной длине горизонтального и искривленного участков скважины. Груз-движитель 5 имеет такую массу, что усилие, развиваемое весом груза-движителя при спуске устройства в скважину, остаточно для проталкивания геофизического прибора 1 поплавковыми элементами 2, 3 посредством толкателя 4 к забою скважины.

Работает устройство следующим образом. Сначала в скважину 1 спускают геофизический прибор с жестко прикрепленными к нему поплавковыми элементами 2, 3. Далее к поплавковому элементу 3 прикрепляют трубы толкателя 4 с токоподводящими жилами. К толкателю 4 сверху прикрепляют груз-движитель 5, через который пропущен каротажный кабель 6, подсоединяемый к токоподводящим жилам толкателя 4 посредством разъема (на чертеже не показано). Всю сборку на каротажном кабеле 6 спускают в скважину. При достижении поплавковым элементом 2 искривленной части скважины он под действием усилия, развиваемого грузом-движителем 5 и передаваемого посредством толкателя 4, соскальзывает по нижней стенке как по наклонной плоскости и переходит в горизонтальный ствол, далее за ним соскальзывает геофизический прибор 1, поплавковый элемент 3, трубы толкателя 4, которые проталкивают геофизический прибор 1 с поплавковыми элементами 2, 3 к забою скважины. При этом поплавковые элементы 2, 3 всплывают под действием архимедовой силы, поднимая геофизический прибор 1 и прижимая его к верхней стенке обсадной колонны, как показано на чертеже. В связи с тем что средняя плотность поплавковых элементов 2, 3 вместе с геофизическим прибором 1 меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины, при перемещении геофизического прибора 1 по горизонтальному стволу к забою скважины последний оказывается постоянно прижатым к верхней стенке обсадной колонны. При этом на участках горизонтального ствола с наличием потока нефти через застойную воду датчики геофизического прибора находятся непосредственно в потоке нефти и более точно по сравнению с известным устройством измеряют интенсивность и состав потока.

Предлагаемое устройство, обеспечивая повышение точности измерений интенсивности и состава потока жидкости, позволяет повысить достоверность регистрируемой информации и в конечном счете повысить эффективность эксплуатации горизонтальных скважин.

Устройство для исследования горизонтальных скважин обеспечивает повышение точности измерения расхода и состава жидкости в горизонтальных низкодебитных скважинах. Спускаемый в скважину на кабеле геофизический прибор с толкателем и грузом-движителем дополнительно снабжен поплавковыми элементами, размещенными на концах геофизического прибора. Средняя плотность поплавковых элементов вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины. 1 ил.

Устройство для исследования горизонтальных скважин, включающее спускаемые в скважину на кабеле геофизический прибор с толкателем и груз-движитель, отличающееся тем, что геофизический прибор дополнительно снабжен поплавковыми элементами, размещенными на концах геофизического прибора, при этом средняя плотность поплавковых элементов вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины.