СКВАЖИНА Российский патент 2009 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может найти применение при устройстве скважины.

Известна нефтяная скважина, в которой размещают пакер, содержащий устройство с электропитанием, и размещают трубопроводную структуру, имеющую электропроводную часть. Устанавливают пакер в рабочее состояние, при этом устройство с электропитанием электрически связывают с электропроводной частью трубопроводной структуры. Устанавливают индукционный дроссель, расположенный вокруг электропроводной части трубопроводной структуры, и приводят его в рабочее состояние. Подают изменяющийся во времени ток в трубопроводную структуру. Направляют часть тока через устройство с электропитанием посредством индукционного дросселя и осуществляют добычу нефти. В качестве цепи обратного тока возможно использование обсадной колонны скважины или грунта, окружающего скважину. Устройство с электропитанием пакера содержит клапан с электрическим управлением, управляющий прохождением флюида между сторонами пакера, и электрически подсоединенный к клапану модуль связи и управления, содержащий модем для приема команд управления, закодированных в сигналах связи. Модуль связи и управления осуществляет декодирование команд управления, принятых с помощью модема, и управление подвижным элементом клапана с использованием команд управления при установке пакера в рабочее состояние. Возможно наличие в устройстве с электропитанием датчика и модема, передающего в виде электрического сигнала связи выработанные датчиком данные, характеризующие, по меньшей мере, одну физическую характеристику. Изобретения позволяют улучшить качество управления добычей нефти путем управления в режиме реального времени входящим в конструкцию пакера механическим устройством с электропитанием (Патент РФ №2262597, опублик. 2005.10.20).

Конструкция скважины обеспечивает подачу питающего или управляющего сигнала в скважину и рассеяние электрического тока в околоскважинном пространстве. Однако конструкция не обеспечивает сосредоточенное рассеяние электрического тока на части интервала скважины.

Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности является нефтяная скважина для добычи нефтепродуктов, содержащая обсадную колонну, колонну насосно-компрессорных труб, источник питания, расположенный на поверхности, электрически подсоединенный и адаптированный для подачи электрического тока, изменяющегося во времени, по меньшей мере, в колонну насосно-компрессорных труб или обсадную колонну, скважинный модуль хранения энергии, электрически подсоединенный к, по меньшей мере, колонне насосно-компрессорных труб или обсадной колонне, скважинное устройство с электропитанием, электрически подсоединенное к модулю хранения энергии, скважинный индукционный дроссель, расположенный вокруг части, по меньшей мере, одной из колонны насосно-компрессорных труб и обсадной колонны и адаптированный для направления части электрического тока в устройство хранения энергии (Патент РФ №2258800, опублик. 2005.08.20 - прототип).

Известная конструкция обеспечивает подачу и хранение в скважине электроэнергии, необходимой для питания скважинных приборов и оборудования. Однако конструкция не обеспечивает передачу и сосредоточенное рассеяние электрического тока в околоскважинное пространство на части интервала скважины, что не позволяет избирательно прогревать скважинное и околоскважинное пространство, исследовать заколонное пространство.

В предложенном изобретении решается задача обеспечения рассеяния электрического тока в околоскважинном пространстве на части интервала скважины.

Задача решается тем, что в скважине, включающей электропроводящую обсадную колонну труб, согласно изобретению электропроводящая обсадная колонна труб снабжена диэлектрическими элементами, размещенными через, по крайней мере, одну трубу обсадной колонны, в скважине размещен контактор с электрической связью с поверхностью и с возможностью создания электрического контакта с любой точкой обсадной колонны.

В качестве диэлектрических элементов используют диэлектрические вставки, диэлектрические покрытия резьб труб, диэлектрические трубы. Диэлектрические вставки могут быть выполнены из стеклопластика, композитных материалов, токонепроводящих или слабопроводящих составов на основе жидкого стекла, цемента, синтетических полимеров, например, на основе фенолоформальдегидных, эпоксидных, полиуретановых смол и т.п.

Электрическая связь с поверхностью выполнена посредством кабеля, электропроводящей колонны труб или штанг.

В качестве контактора используют электроды, металлические ерши, щетки, пластины, стержни.

На чертеже представлена заявленная скважина.

Труба или несколько труб 1 обсадной колонны разделены диэлектрическими элементами 2. В скважине размещен контактор 3 с электрической связью 4 с поверхностью 5.

Каждая труба 1 выполнена из проводящего электрический ток материала, например стали. Диэлектрический элемент 2 установлен через каждую трубу 1 или через несколько труб 1. Контактор 3 установлен с возможностью создания электрического контакта с любой точкой обсадной колонны.

Работу в скважине ведут следующим образом.

При строительстве скважины спускают обсадную колонну с трубами 1 и с диэлектрическими элементами 2. В существующих скважинах через намеченные интервалы вырезают кольца в обсадной колонне и заполняют их диэлектрическим элементом в виде токонепроводящих или слабопроводящих составов на основе жидкого стекла, цемента, синтетических полимеров, например, фенолоформальдегидных, эпоксидных, полиуретановых смол и т.п. В скважине размещают контактор 3 с электрической связью 4 с поверхностью 5.

Подачей электрического тока с поверхности 5 через электрическую связь 4 и контактор 3 на трубу или несколько труб 1 прогревают трубу 1 и расплавляют отложения, например, парафины в скважине или прогревают околоскважинную зону и расплавляют вязкую или высоковязкую нефть в околоскважинном пространстве, способствуя ее поступлению в скважину, проводят каротажные исследования околоскважинного пространства. При этом электрический ток не имеет возможности течь вдоль по обсадной колонне из-за диэлектрических элементов 2, уходит в околоскважинное пространство, выполняя свою работу именно в намеченном месте. Пример конкретного выполнения

Пример 1. Разрабатывают залежь высоковязкой нефти со следующими характеристиками: глубина 90 м, толщина продуктивного пласта 20-30 м с температурой 8°С, давлением 0,5 МПа, нефтенасыщенностью 0,70 д.ед., пористостью 30%, проницаемостью 0,265 мкм², с нефтью, имеющей плотность

956 кг/м³ и вязкость 12206 мПа·с.

Бурят скважину до подошвы продуктивного пласта и обсаживают обсадной колонной с диэлектрической вставкой выше продуктивного пласта на 3 м. Межтрубное пространство между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной заполняют обезвоженной нефтью. Организуют изоляцию колонны насосно-компрессорных труб от скважинного оборудования, трубопроводов на устье скважины и обсадной колонны. Обеспечивают электрический контакт между колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонны в интервале продуктивного пласта через контактор в виде пластины. К колонне насосно-компрессорных труб подводят переменный электрический ток с частотой 50 Гц, напряжением 380 В и плотностью 80 А/м². В результате удается добиться дебита скважины 4 м³/сут, в то время как в варианте с обсадной колонной без диэлектрической вставки дебит скважины не превышал 0,5 м³/сут.

Пример 2. Проводят электрический каротаж обсаженной нефтедобывающей скважины. Организуют разрыв электрической связи между частью обсадной колонны в интервале продуктивного пласта скважины 1700-1780 м, в котором необходимо произвести каротаж обсаженной скважины, и остальными частями обсадной колонны. Для этого вырезают часть трубы обсадной колонны скважины на глубинах 1695 и 1785 м, а в образовавшиеся кольца закачивают цементный раствор. При этом токи утечки по обсадной колонне исключаются. После этого в скважине в нижней части исследуемого интервала проводят размещение зонда, состоящего из трех эквидистантных измерительных электродов и двух расположенных за пределами зоны измерительных электродов, симметрично относительно среднего измерительного электрода, токовых электродов. Электроды выполнены в виде цилиндров длиной 100 мм. Организуют подачу электрического тока в колонну через каждый из двух токовых электродов поочередно от одного и того же полюса источника электрического тока, измерение при каждой из подач тока потенциала электрического поля колонны в точке среднего измерительного электрода, первой разности потенциалов на участке колонны между двумя крайними измерительными электродами и второй разности потенциалов на том же участке колонны и определение удельного электрического сопротивления породы за колонной. Каротаж проводят непрерывно при движении зонда вверх по скважине.

Скорость проведения каротажа согласно предложенному способу составляет 50 м/час, что позволяет исследовать интервал 80 м за 1,6 часа, по прототипу на исследование того же интервала требуется 26,6 часа. Точность однократного измерения (разброс показателей) согласно предложенному способу составляет ±3%, тогда как по прототипу эта же величина составляет ±50%.

Пример 3. В скважине, построенной согласно чертежу с диэлектрическими вставками через каждую трубу обсадной колонны, на глубинах от 300 до 700 м от поверхности через контактор на колонне штанг обеспечивают контакт контактора в виде стержня на каждую трубу, прогревают и освобождают от парафиновых отложений стенки скважины.

Решение задачи обеспечения рассеяния электрического тока в околоскважинном пространстве на части интервала скважины за счет диэлектрических элементов позволяет избирательно прогревать скважинное и околоскважинное пространство, исследовать заколонное пространство скважины.

Применение предложенного способа позволит избирательно прогревать скважинное и околоскважинное пространство, исследовать заколонное пространство скважины.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может найти применение при устройстве скважины для ее избирательного, по частям интервала, исследования. Обеспечивает рассеяние электрического тока в околоскважинном пространстве на части интервала скважины. Сущность изобретения: скважина включает обсадную колонну труб с диэлектрическими элементами, размещенными через, по крайней мере, одну трубу обсадной колонны, контактор для электрической связи с поверхностью, создания электрического контакта с трубой или несколькими трубами обсадной колонны и подачи электрического тока в часть околоскважинного пространства. При этом предусмотрена возможность избирательного прогрева части скважинного и околоскважинного пространства до освобождения стенок скважины от парафиновых отложений и расплавления вязкой или высоковязкой нефти. 1 ил.

Скважина, включающая обсадную колонну труб с диэлектрическими элементами, размещенными через, по крайней мере, одну трубу обсадной колонны, контактор для электрической связи с поверхностью, создания электрического контакта с трубой или несколькими трубами обсадной колонны и подачи электрического тока в часть околоскважинного пространства с возможностью избирательного прогрева части скважинного и околоскважинного пространства до освобождения стенок скважины от парафиновых отложений и расплавления вязкой или высоковязкой нефти.