АКТИВНАЯ МУФТА Российский патент 2001 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к области нефтяной промышленности, а именно к вопросам регулирования разработки нефтяных залежей.

При разработке нефтяных залежей, как правило, в скважинах работают не все пласты, что объясняет неравномерную степень выработки их, разную степень обводнения и вызывает необходимость проведения геолого-технических мероприятий (ГТМ), связанных с проведением поинтервальных соляно-кислотных обработок (ПСКО) по интенсификации работы нефтяных или ограничению водопритоков обводнившихся интервалов.

Для производства этих работ требуется знать точное положение искусственного забоя (ИЗ) скважины, чтобы в дальнейшем, зная разрез многопластовой залежи, обеспечить точную установку пакеров пакерного оборудования (попасть пакером в 1,5-2 метровую перемычку на глубине более 1000 метров). От точной установки пакеров зависит получение ожидаемого эффекта ГТМ.

Известно определение забоя и привязка глубинного оборудования к разрезу скважины с определенной точностью с помощью меры инструмента, металлической рулетки. Причем для одних задач это устраивает, для других неприемлемо. Труба замеряется от конца резьбы на одном конце трубы до конца трубы на другом.

При средней глубине скважины 1200 м бригадой по ремонту скважин будет проведено 150 измерений (при наличии 150 труб в компоновке глубинного оборудования). Даже при самом добросовестном производстве замеров при спуске в скважину насосно-компресорных труб вкрадываются неточности 1-2 см на одну трубу за счет деформации, загрязнения или провисания мерной ленты, недоворота части резьбы за счет деформации или загрязнения, вытяжки или искривления труб. При суммировании всех замеров труб и определении глубины или ИЗ скважины общая ошибка достигает 1,5-3 м, что недопустимо иметь при решении вопроса установки пакеров пакерного оборудования в полутора-двухметровые плотные перемычки разреза. Поэтому такое определение глубины скважины с помощью мерной ленты в чистом виде не приемлемо. В то же время необходимо отметить, что общая точность меры инструмента зависит от количества замеров труб, и если была бы возможность спустить в скважину 1 трубу известной длины 1150 м и 5 замеренных труб средней длины 8 м, общая ошибка уменьшилась бы до 5-10 см на скважину, и метод замера инструмента для определения искусственного забоя стал бы приемлемым.

Известен переводник для плотностного гамма-каротажа (см. FR 2542455), способный излучать гамма-излучения. По описанию изобретения переводник применяется на каротажном кабеле для обеспечения производства плотностного каротажа. По всей вероятности, благодаря излучающей способности он мог бы использоваться и для привязки материалов плотностного каротажа к разрезу скважины.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, способного при правильном использовании геофизического метода гамма-каротажа (ГК) и особенностей излучающей способности геологического разреза четко выделяться на повторных исследованиях ГК, и при установке его на незамеренное глубинное оборудование, спущенное в скважину, определять длину этого оборудования.

Как известно, особенностью метода ГК является сохранение идентичности (иногда до зеркального отображения) формы записи разреза в неперфорированной части эксплуатационной колонны с записью, произведенной когда-то в открытом стволе скважины независимо от времени.

Анализа материалов метода ГК показал, что уровень максимального фона естественного излучения (без аномалий) отложений осадочного разреза составляет 20-25 мкР/ч, и любой интервал глубинного оборудования, обладающий активностью гамма-излучения, значительно превышающий общий фон излучения, может быть четко выделен на повторной записи ГК в сравнении с первоначальной записью.

Для осуществления указанной задачи предложена муфта для привязки глубинного оборудования к разрезу скважины, представляющая собой трубу в трубе с межтрубным пространством, заполненным активным излучающим материалом, например радиоактивным материалом.

На фиг. 1 представлена активная муфта.

На фиг. 2 представлена схема использования активной муфты для определения искусственного забоя скважины.

На фиг. 3 представлена схема подбора подгоночных патрубков пакеров и контроля привязки глубинного оборудования к разрезу скважины.

Предлагаемая активная муфта, используемая для привязки глубинного оборудования к разрезу скважины, представляет собой утолщенный патрубок глубинного оборудования длиной 1 м, имеющий стандартную резьбовую часть с одной стороны и трубную муфту 4 с другой, для установки ее в компоновку глубинного оборудования (см. фиг. 1). В разрезе это труба 1 в трубе 2 с загерметизированным с помощью вваренных промежуточных колец 3 межтрубным пространством 5, заполненным активным излучающим материалом с большим периодом полураспада, например радиоактивным материалом. Прочность муфты обеспечивается сварочными швами 6.

В качестве радиоактивного материала может использоваться Уран-238.

Активный излучающий материал может быть представлен радиоактивными глиной или песком, находящимся в естественных условиях, или цементным раствором, приготовленным на активной воде.

Диаметр наружного патрубка муфты 2 с имеющимися фасками 7 на концах должен обеспечивать свободное, без посадок, прохождение муфты по всему стволу эксплуатационной колонны.

Для обеспечения простоты и безопасности использования, не оказывающего вредного влияния на здоровье человеческого организма, активность изготавливаемых активных муфт для привязки глубинного оборудования к разрезу скважины не должна превышать 100 мкР/ч. Это значение более чем в три раза превышает активность фона окружающих ее пород (25 мкР/ч), что и позволяет ей четко отбиваться на повторной записи ГК на фоне излучающих пород осадочного чехла геологического разреза.

При проведении экспертизы на соответствие критерию "существенные отличия" технических решений, обладающих признаками заявленной муфты, не обнаружено.

Для применения предложенной муфты для привязки глубинного оборудования к разрезу скважины и для определения глубины или ИЗ ее производятся следующие действия:
1. В связи с наличием эксплуатационных колонн различного диаметра, а в последнее время и применением различных устройств на внутренней поверхности их или открытого ствола устанавливается возможность использования муфты для данной скважины, т.е. выполняется проверка по документации на безаварийную проходимость активной муфты.

2. Проверяется наличие первоначальной записи ГК, и при ее отсутствии в план работ (см. ниже) включается предварительная запись ГК на тщательно промеренном каротажном кабеле с ликвидацией неправильно установленных меток.

3. При наличии по документации данных о разной толщине стенок труб эксплуатационной колонны предусмотреть планом запись толщиномера по всей длине эксплуатационной колонны, и по результатам этого исследования решить вопрос целесообразности срабатывания имеющихся уступов (если это необходимо для проведения высокоэффективных мероприятий с применением пакерного оборудования).

4. Составляется план проведения работ, включающий помимо указанного выше, следующее:
- подготовку и подвоз шаблонированного комплекта глубинного оборудования и активной муфты;
- спуск тщательно вымеренного хвостовика, длина которого выбирается из расчета перекрытия на 20-30 м перфорированного интервала;
- спуск активной муфты и незамеренного глубинного оборудования; эта компоновка труб свободно разгружается на забой;
- запись геофизическим методом ГК (по заявке промысла).

5. Представитель промысла совместно с представителем геофизической службы, имея на руках первоначальную запись ГК в открытом стволе или через спущенную эксплуатационную колонну с выделенным на ней геологическим разрезом, сопоставляя две записи, привязывает новую запись ГК с выделенной на ней активной муфтой к первоначальной записи ГК и снимает глубины с нее на новую запись (для того, чтобы ликвидировать всевозможные ошибки, зачастую имеющиеся). По оцифрованным глубинам определяется глубина подошвы активной муфты.

Длина глубинного незамеренного оборудования равна подошве активной муфты минус длина самой муфты (примерно 1 м).

Глубина скважины или ИЗ ее будет равна сумме глубины подошвы муфты и длины замеренного хвостовика, спущенного с упором на забой скважины (см. фиг. 2 и 3):
H_ИЗ = H_{подошв ымуфты} + H_{хвост овика}.

Схема использования активной муфты представлена на фиг.2. Активная муфта 10 спускается в скважину 8 на конце не замеренной части глубинного оборудования 9 и за счет превышения ее активности над активностью окружающих пород (в три и более раза), отбиваясь на новой записи ГК, позволяет определять длину спущенной в скважину 8 не замеренной части глубинного оборудования 9 и привязывать ее к разрезу скважины.

При успешном решении вопроса определения длины спущенной в скважину 8 не замеренной части глубинного оборудования 9 и наличии замеренного короткого хвостовика 11, когда глубинное оборудование 9 и хвостовик 11 разгружены на забое 12 скважины (спущены с упором на забой скважины), практически решен вопрос точного замера глубинного оборудования и определения ИЗ скважины с точностью 5-10 см (при хвостовике длиной 50 м). Это позволит использовать полутора-двухметровые плотные перемычки разреза для установки разобщающих пакеров при выполнении ГТМ по увеличению продуктивности пласта в условиях разработки многопластовой залежи.

При длительных работах, характеризующихся неоднократными спусками пакерного оборудования, глубинное оборудование, замеренное по активной муфте, бригадой укладывается на мостках отдельно, и вместо активной муфты добавляется патрубок-муляж длиной 1 метр. На фиг. 3 изображена схема подбора подгоночных патрубков L1, L2 и L3, пакеров H4 и H5, спущенных на глубинном оборудовании 9 ниже активной муфты 10, и контроля привязки глубинного оборудования к разрезу скважины. Подбор подгоночных патрубков L1, L2 и L3 на один или несколько пакеров обязательно проверяется по формуле искусственного забоя
H_ИЗ = H_{подошв ымуфты} + (L1 + H4 + L2 + H5 + L3),
(L1 + H4 + L2 + H5 + L3) = H_{хвост овика} - длина хвостовика,
в которой независимо от количества пакеров будут постоянны глубина подошвы муфты и сумма длин всех подгоночных патрубков и длин самих пакеров.

Фактически, эта сумма равна длине замеренного хвостовика, применяемого при отбивке активной муфты, т. е. контроль правильности сборки пакерного оборудования, привязанного к разрезу скважины, сводится к контролю соответствия суммы длин элементов пакерного оборудования длине того замеренного хвостовика, который при отбивке активной муфты спускался в скважину ниже муфты с опорой на забой.

Таким образом, произведена привязка глубинного оборудования к разрезу скважины и определена глубина скважины с высокой точностью и наименьшими затратами физического труда и времени. Надо отметить, что использование активной муфты с замеренным коротким хвостовиком при условии его разгрузки на забой может служить надежным, высокоточным и экономичным способом определения глубины скважины, который может использоваться не только при работах с пакерным оборудованием, но и при других работах, связанных с подземным и капитальным ремонтом скважин, а также в бурении скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к вопросам регулирования разработки нефтяных залежей. Задачей является повышение эффективности работы старых и новых технологий геолого-технических мероприятий в нефтяной промышленности, имеющих необходимость использования элемента привязки глубинного оборудования к разрезу нефтяных и нагнетательных скважин. Для этого предлагается перейти к использованию муфты, работающей на принципе излучения. Муфта для привязки глубинного оборудования к разрезу скважины представляет собой трубу в трубе с межтрубным пространством, заполненным активным излучающим материалом, например радиоактивным материалом. 3 ил.

Муфта для привязки глубинного оборудования к разрезу скважины, представляющая собой трубу в трубе с межтрубным пространством, заполненным активным излучающим материалом, например радиоактивным материалом.