СПОСОБ ДОСТАВКИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ В ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ СКВАЖИНУ Российский патент 1999 года по МПК E21B19/00 E21B23/14 E21B47/01 

Предлагаемое изобретение относится к области бурения глубоких нефтянных скважин, в частности к бурению горизонтальных и сильнонаклоненных скважин.

Известен способ доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины (В.А.Рапин, В.А.Чесноков, Д.А.Бернштейн "Промыслово-геофизические исследования в бурящихся горизонтальных и наклонно-направленных скважинах" информационный сборник "Научно-технические достижения и передовой опыт, рекомендуемые для внедрения в нефтяной промышленности", "Нефтяная и газ" промышленность, вып.6.1990 г.), в котором геофизический прибор опускают в скважину и перемещают в горизонтальном стволе в защитном "прозрачном" для геофизических методов исследований контейнере, закрепленном на нижнем конце колонны бурильных труб. При этом для перемещения геофизического прибора в качестве движетеля используются бурильные трубы, а регистрацию геофизической информации производят при подъеме бурового инструмента и синхронном подъеме и сматывании геофизического кабеля.

Способ обеспечивает высокую надежность проведения геофизических исследований горизонтальных скважин.

Вместе с тем указанный способ имеет ряд существенных недостатков:
- низкая производительность и сложность проведения работ, поскольку доставка и перемещение прибора осуществляется на бурильных трубах;
- быстрый износ геофизического кабеля, расположенного в затрубном пространстве;
- сложность синхронизации скорости подъема бурильных труб и регистрации диаграмм, что приводит к значительным погрешностям "привязки" диаграмм по глубине скважины;
- необходимость применения специальных защитных контейнеров, ограничивающих применение геофизических методов, требующих непосредственного контакта измерительных систем со стенкой скважины (кавернометрия, ГГК, микрозонды и др.).

Известен способ доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину (E 21 B 47/00) патент РФ Na 20298660, опубл. 27.02.95 г.), принятый за прототип, как наиболее близкий по своей технической сущности и достигаемому результату.

Указанный способ включает подвешивание на геофизический кабель набора соединенных между собой труб длиной, превышающей длину горизонтального участка скважины с внутренним диаметром, превышающим диаметр геофизического прибора. При этом трубы предварительно собирают и подвешивают на роторе буровой, на нижнем конце нижней трубы закрепляют защитный контейнер, после чего спускают геофизический прибор на кабеле внутрь труб до установки его в защитном контейнере, затем подвешивают набор труб с защитным контейнером на геофизическом кабеле путем его механического закрепления с помощью специального зажима к оплетке кабеля в той его точке, которая после окончания спуска геофизического прибора внутрь труб будет расположена против верхнего конца последней опускаемой трубы набора, и производят спуск на геофизическом кабеле всей системы на заданную глубину. При этом нижнюю часть набора труб, равную длине горизонтального участка ствола скважины, формируют из труб, выполненных из легкого материала, например из полиэтилена, а верхнюю часть набора труб утяжеляют.

Указанный способ в значительной степени свободен от недостатков, присущих аналогу, и обладает по сравнению с ним более высокой производительностью при проведении работ.

Вместе с тем этот способ имеет ряд существенных недостатков:
1. Необходимость использования набора труб относительно большого диаметра, поскольку прибор на геофизическом кабеле опускают внутрь труб. Это обстоятельство накладывает серьезные ограничения и делает практически невозможным применение способа исследования скважин малого диаметра, а так же для исследования обсаженных и действующих горизонтальных скважин, фонд которых непрерывно растет.

2. В прототипе после спуска прибора на кабеле внутрь набора труб верхний конец последней трубы механически закрепляют с помощью специального зажима на наружной поверхности кабеля в месте, расположенном на значительном расстоянии (превышающем длину горизонтальной части скважины) от нижнего конца геофизического кабеля. Это приводит к быстрому износу и поломке кабеля в месте закрепления, что может явиться причиной возникновения аварийной ситуации. 3. Поскольку при использовании указанного способа геофизический прибор (зонд) при проведении исследований должен размещаться в специальном защитном контейнере, закрепленном на нижнем конце набора труб, то исключается возможность применения геофизических методов и приборов, требующих непосредственного контакта измерительных систем со стенкой скважины (ГГК, кавернометрия, микрозонд и т.п.), что ограничивает область применения способа. Кроме того, на показания ряда геофизических методов корпус защитного контейнера оказывает существенное влияние, что снижает точность измерения.

Задачей изобретения является повышение надежности, расширение области применения способа и повышение точности измерений геофизических параметров.

Поставленная задача достигается тем, что в способе доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину, включающем подвешивание на геофизическом кабеле набора соединенных между собой труб общей длиной, превышающей длину горизонтального участка скважины, при этом нижнюю часть набора, равную горизонтального участка, выполняют из облегченных труб, согласно изобретению набор формируют из герметично выполненных труб, внутри каждой из которых предварительно размещают отрезки электропроводящего кабеля, которые электрически соединяют между собой при механическом соединении труб набора, при этом геофизический прибор механически соединяют с нижним концом первой опускаемой в устье скважины трубы и электрически соединяют с нижним концом отрезка кабеля, размещенного в первой трубе, а после окончания спуска всех труб набора в устье скважины нижний конец геофизического кабеля механически соединяют с верхним концом последней трубы набора и электрически соединяют с верхним концом отрезка кабеля, размещенного в последней трубе, после чего производят дальнейший спуск на геофизическом кабеле прибора и набора соединенных между собой труб в горизонтальный участок ствола скважины. Предложенный способ не требует применения специального защитного контейнера, поскольку геофизический прибор (зонд) закрепляют непосредственно к нижнему концу первой трубы набора, благодаря чему осуществляется прямой физический контакт измерительной системы со стенкой скважины. Такое решение позволяет применять все существующие геофизические методы и приборы, включая ГГК, микрозонды, кавернометрию и другие, требующие непосредственного контакта со стенкой скважины, чем обеспечивается расширение области применения способа. Отсутствие защитного контейнера обеспечивает также повышение точности измерений, так как устраняется влияние защитного контейнера на показания ряда геофизических методов (КС, ПС, НГК, ННК, ГК и др.) Применение предложенного способа не требует механического закрепления на наружной поверхности геофизического кабеля набора труб на значительном расстоянии (превышающем длину горизонтальной части скважины) от нижнего конца кабеля, что предотвращает быстрый износ и поломку в месте закрепления, благодаря чему повышается надежность проведения работ на скважине.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что
- набор труб формируется из герметично выполненных труб, внутри каждой из которых предварительно размещают отрезки электропроводящего кабеля, которые электрически соединяют между собой при механическом соединении труб набора;
- геофизический прибор механически соединяют с нижним концом первой опускаемой в устье скважины трубы и электрически соединяют с нижним концом отрезка кабеля, размещенного в первой трубе;
- после окончания спуска всех труб набора в устье скважины нижний конец геофизического кабеля механически соединяют с верхним концом последней трубы и электрически соединяют с верхним концом отрезка кабеля, размещенного в последней трубе:
- производят дальнейший спуск на геофизическом кабеле прибора и набора соединенных между собой труб в горизонтальный участок ствола скважины.

Таким образом, прилагаемый способ соответствует критерию "Новизна". Заявителю не известны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Изобретательский уровень".

Применение способа показано на фиг.1 и фиг.2 и производится в следующей последовательности операций.

В устье скважины 1 первоначально опускают геофизический прибор 2, затем к нему механически присоединяют нижний конец 3 первой трубы 4 и электрически соединяют нижний конец отрезка кабеля 5, размещенного в первой трубе 4, с прибором 2.

Затем последовательно опускают в скважину все трубы набора, соединяя их поочередно друг с другом механически и электрически (фиг.1). Трубы 4, 6 нижней части набора, равной длине горизонтального участка скважины, выполнены из прочного материала, относительно легкого, в частности дюралюминия, а трубы 7, 8 верхней части набора, выполняющий роль груза-толкателя, выполнены из стали. В каждой трубе набора размещены отрезки электропроводящего кабеля 5, 9, 10, 11, которые при спуске труб набора в скважину электрически соединяются между собой при механическом соединении труб с помощью специальных соединительных муфт 12. Трубы набора выполнены полыми герметичными и соединяются между собой при спуске в скважину также герметично.

После окончания спуска в скважину 1 всех труб набора к верхнему концу 13 последней трубы 8 механически и электрически присоединяют геофизический кабель 14 с помощью специального кабельного наконечника 15. Затем производят дальнейший спуск всей системы 16 на геофизическом кабеле 14 в горизонтальный участок ствола скважины 17 до доставки геофизического прибора 2 к нижней границе интервала исследования. После доставки геофизического прибора 2 в интервал исследования производят регистрацию геофизической информации путем подъема с помощью геофизического кабеля 14 набора труб и геофизического прибора 2.

По сравнению с прототипом предложенный способ доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину позволяет:
- повысить надежность проведения работ;
- расширить область применения способа;
- повысить точность измерений геофизических параметров.

Способ относится к области бурения глубоких сильно наклонных нефтяных скважин. Геофизический прибор опускают в скважину. Механически соединяют с нижним концом первой трубы и электрически - с нижним концом отрезка кабеля. Последовательно опускают все трубы набора, соединяя их поочередно друг с другом механически и электрически. По окончании спуска всех труб к верхнему концу последней трубы механически и электрически присоединяют геофизический кабель с помощью специального кабельного наконечника. Производят спуск всей системы в горизонтальный участок ствола скважины до доставки прибора в интервал исследования. Производят регистрацию информации при подъеме прибора. Использование изобретения позволяет повысить надежность, расширить область применения способа и повысить точность измерений геофизических параметров. 2 ил.

Способ доставки геофизических приборов в горизонтальную скважину, включающий подвешивание на геофизическом кабеле набора соединенных между собой труб общей длиной, превышающей длину горизонтального участка ствола скважины, при этом нижнюю часть набора, равную длине горизонтального участка, выполняют из облегченных труб, отличающийся тем, что набор формируют из герметично выполненных труб, внутри каждой из которых предварительно размещают отрезки электропроводящего кабеля, которые электрически соединяют между собой при механическом соединении труб набора, при этом геофизический прибор механически соединяют с нижним концом первой опускаемой в устье скважины трубы и электрически соединяют с нижним концом отрезка кабеля, размещенного в первой трубе, а после окончания спуска всех труб набора в устье скважины нижний конец геофизического кабеля механически соединяют с верхним концом набора и электрически соединяют с верхним концом отрезка кабеля, размещенного в последней трубе, после чего производят дальнейший спуск на геофизическом кабеле прибора и набора соединенных между собой труб в горизонтальный участок ствола скважины.