ПАКЕРНАЯ УСТАНОВКА С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРИБОРОМ Российский патент 2013 года по МПК E21B33/12 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче флюида (нефти, газа и др.) или закачке рабочего агента в скважину при одновременно-раздельной эксплуатации одного или нескольких пластов, а также для периодического отсекания и изолирования пласта или интервалов негерметичности для контроля за герметичностью пакеров в процессе эксплуатации скважины.

Известна насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, которая включает колонну труб, пакер, контрольно-измерительный прибор (Патент РФ №2291953, E21B 43/14, F04B 47/00, опубл. 20.01.2007 г.).

Недостатком данного технического решения является то, что установка не позволяет отследить герметичность посадки пакеров в процессе их эксплуатации.

Известна скважинная установка Гарипова, которая включает колонну труб с насосом, один или несколько пакеров, контрольно-измерительные приборы (Патент РФ №2309246, E21B 43/4, опубл. 27.10.2007 г., прототип).

Недостатком известного устройства является то, что скважинная установка не позволяет отследить герметичность посадки пакеров в процессе их эксплуатации.

Предлагаемое техническое решение позволяет избежать, указанные выше недостатки, а также позволяет повысить эффективность и надежность эксплуатации скважины за счет постоянного контроля за герметичностью установленных пакеров, в том числе и в режиме реального времени, и при одновременно-раздельной или поочередной эксплуатации скважины.

Поставленная цель достигается тем, что пакерная установка с измерительным прибором включает НКТ, пакеры, один или несколько электронных измерительных приборов, при этом пакеры расположены вне интервалов перфорации или негерметичности, а электронный измерительный прибор гидравлически связан с изолированным пространством, образованном между пакерами, при этом электронный измерительный прибор расположен в изолированном пространстве между пакерами, расположен над или под пакерами и гидравлически связан с изолированным пространством, электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с двумя разнотипными датчиками представляет собой комплексный прибор, что она дополнительно снабжена посадочным местом или узлом, расположенным на НКТ между пакерами, насосом, силовым кабелем, глубинным гидравлическим регулятором, гидравлическим каналом или гидравлическими каналами, соединенным с электронным измерительным прибором, гидравлический канал представляет собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения.

На фиг.1 изображена пакерная установка с измерительным прибором, расположенным между пакерами в посадочном устройстве, на фиг.2 изображена пакерная установка с измерительным прибором, расположенным между двумя пакерами в свободном состоянии, на фиг.3 изображена пакерная установка с измерительным прибором, расположенным в посадочном узле между пакерами и соединенным с гидравлическим каналом высокого давления, на фиг.4 изображена пакерная установка с измерительным прибором, установленным над пакерами и соединенным посредством гидравлического канала с изолированным пространством, образованном между двумя пакерами.

Пакерная установка с измерительным прибором включает НКТ 1, пакеры, например, пакер 2 и 3, один или несколько электронных измерительных приборов 4.

Электронный измерительный прибор 4 состоит из, по меньшей мере, одного датчика и микросхемы и выполнен автономно 5 или с кабелем связи 6.

Электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с двумя разнотипными датчиком представляет собой комплексный прибор.

Пакеры, например пакер 2 и 3, расположены вне зоны перфорации 7 или негерметичности 8 и образуют гидравлически изолированное пространство 9 между пакерами, например, между двумя пакерами 2 и 3.

Электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком или, по меньшей мере, один датчик электронного измерительного прибора 4 гидравлически соединен с изолированным пространством 9, образованном между пакерами.

Например, электронный измерительный прибор 4 расположен в изолированном пространстве 9 между пакерами, например, между двумя пакерами 2 и 3, расположен над или под пакерами, например, пакерами 2 и 3, и гидравлически связан с изолированным пространством 9.

Пакерная установка с измерительным прибором дополнительно снабжена посадочным местом или узлом 10, расположенным на НКТ 1 между пакерами, например, пакерами 2 и 3, в котором установлен, по меньшей мере, один электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком или датчик электронного измерительного прибора 4, с возможностью гидравлического сообщения с изолированным пространством 9.

Посадочное место 10 представляет собой углубление, паз или скважинную камеру, оно дополнительно снабжено демпферными элементами или уплотнителями, или прижимным элементом, например в виде протектора.

Кабель связи 6 в виде гибкой гидравлической трубки или провода герметично установлен в подвижных и неподвижных элементах пакера, например, в сквозном отверстии или пазу, и предназначен для передачи информации о заданных параметрах на устье скважины с электронного измерительного прибора 4, в том числе, в режиме реального времени.

Пакерная установка с измерительным прибором дополнительно снабжена гидравлическим каналом или гидравлическими каналами 11, посредством которого осуществляют гидравлическое соединение, по меньшей мере, одного датчика электронного измерительного прибора 4 или, по меньшей мере, одного электронного измерительного прибора 4 с, по меньшей мере, одним датчиком с изолированным пространством 9.

Гидравлический канал 11 представляет собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, расположенный внутри подвижного и неподвижного элементов пакера, например 2 или 3, и обеспечивающий гидравлическое соединение электронного измерительного прибора 4 с изолированным пространством 9.

В посадочном месте или узле 10 дополнительно выполнены расточки, пазы и углубления с резьбой или со штифтами, обеспечивающие дополнительную фиксацию электронных измерительных приборов 4 в нем.

Пакерная установка с измерительным прибором дополнительно снабжена насосом 12, силовым кабелем 13, глубинным гидравлическим регулятором 14 с гидравлическим каналом высокого давления.

Гидравлический канал высокого давления герметично соединен, по меньшей мере, с одним гидравлическим регулятором 14 и напорным устройством (на фиг. не показано).

Насос 12 представляет собой электроцентробежный или штанговый насос и дополнительно снабжен хвостовиком, при этом пакер 2 или 3 расположен на НКТ 1 над насосом 12 или на хвостовике под насосом 12 на заданном расстоянии, а глубинным гидравлический регулятор 14 установлен, например, на хвостовике.

Посадочный узел 10 предназначен, в том числе, для установки глубинных гидравлических регуляторов 14 перепускных устройств и другого дополнительного съемного скважинного оборудования и расположен, например, на хвостовике, что обеспечивает защиту съемного скважинного оборудования от повреждений при спуске.

Пакерная установка с измерительным прибором работает следующим образом.

Спускают в скважину НКТ 1, снабженной пакерами, например, пакерами 2 и 3, которые устанавливают вне зон перфорации 7 и негерметичности 8, при этом между пакерами 2 и 3 расположен электронный измерительный прибор 4, по меньшей мере, с одним датчиком и микросхемой (далее по тексту - электронный измерительный прибор 4).

При достижении заданной глубины осуществляют запакеровку пакеров 2 и 3 посредством известных механических перемещений или гидравлического воздействия.

В запакерованном состоянии пакера 2 и 3 образуют изолированное пространство 9 между пакерами 2 и 3, эксплуатационной колонной 15 и НКТ 1.

Эксплуатацию добывающих, нагнетательных или контрольных скважин осуществляют после посадки пакеров 2 и 3, в том числе одновременно-раздельную или поочередную эксплуатацию, в процессе которой замеряют заданные физико-химические параметры внутри изолированного пространства 9, образованной между пакерами 2 и 3, эксплуатационной колонной 15 и НКТ 1.

Затем фиксируют заданные параметры, например, давление, электронным измерительным прибором 4, например, с манометром, спущенном на кабеле связи 6 или в автономном исполнении 5.

Информацию о заданных физико-химических параметрах, например, давлении внутри изолированного пространства 9, фиксируют в режиме реального времени с электронного измерительного прибора 4 с кабелем связи 6 или с автономного электронного измерительного прибора 5 после его извлечения из скважины канатным инструментом на поверхность или после подъема пакеров 2 или 3 с ним на поверхность.

Передачу на поверхность скважины информации о заданных физико-химических параметров осуществляют с электронного измерительного прибора 4 и по фактическим данным замеров контролируют состояние герметичности запакерованных пакеров 2 и 3 в скважине в процессе эксплуатации установки.

Если давление между пакерами 2 и 3 статично и не изменяется, то пакера 2 и 3 считаются герметично установленными. Если через пакеры 2 и 3 происходит движение флюида, что соответственно приводит к изменению параметров давления и других параметров среды, то пакеры 2 и 3 установлены негерметично.

Контроль и проверку герметичности посадки пакеров 2 и 3 осуществляют одновременно или поочередно в заданные промежутки времени путем измерения давления в изолированном пространстве 9 между пакерами 2 и 3 в процессе эксплуатации скважины, в том числе в режиме реального времени.

Таким образом, за счет измерения параметров в изолированном пространстве 9 электронным измерительным прибором 4 осуществляют контроль за герметичностью пакеров 2 и 3 и соответственно установки в целом.

Рассмотрим работу пакерной установки с измерительным прибором для одновременно-раздельной закачки в два пласта с зонами перфорации 7 и 8.

Собирают на устье скважины пакерную установку с автономными электронными измерительными приборами 5 и/или электронными измерительными приборами 4 на кабеле связи 6 и глубинным гидравлическим регулятором 14, установленным в посадочном узле 10 в виде скважинной камеры и соединенным с напорным устройством посредством гидравлического канала высокого давления.

Далее пакеры 2 и 3 на НКТ 1 спускают в эксплуатационную колонну 15 на заданную глубину с возможностью разобщения зон перфорации 7 и 8 двумя пакерами 2 и 3, и вышележащего затрубного пространства от верхнего интервала перфорации 8.

Далее производят посадку двух пакеров 2 и 3 с образованием гидравлически изолированного пространства 9 между пакерами.

Устанавливают устьевую арматуру, необходимое дополнительное оборудование, например, разъединитель колонн, телескопическое соединение и так далее и начинают одновременно-раздельную закачку воды в два пласта с зонами перфорации 7 и 8. При этом регулирование закачки раздельно производят глубинными гидравлическими регуляторами 14 с автономными электронными измерительными приборами 5. Одновременно производят замеры давлений автономными электронными измерительными приборами 5 и/или электронными измерительными приборами 4 на кабеле связи 6 в режиме реального времени. При этом электронными измерительными приборами 4 замеряют давление в изолированном пространстве 9 между пакерами 2 и 3.

Затем осуществляют контроль за состоянием герметичности пакеров 2 и 3, по показаниям давления в изолированном пространстве 9. Если в процессе закачки технологической жидкости в скважину давление в изолированном пространстве 9 не изменяется, то пакеры 2 и 3 герметично установлены в скважине и процесс эксплуатации скважины продолжают. Если в процессе закачки технологической жидкости в скважину давление в изолированном пространстве 9 изменяется, то пакеры 2 и 3, негерметичны и нерабочую пакерную установку с приборами извлекают.

Предлагаемое техническое решение: повышает эффективность и надежность работы установки в целом за счет получения достоверной информации о заданных параметрах, в том числе и о состоянии герметичности изолированного пространства между пакерами в процессе их эксплуатации, за счет контроля информации о заданных параметрах, в том числе и в режиме реального времени, и оперативного прекращения эксплуатации скважины при выявлении информации о негерметичности пакеров с целью недопущения экономических потерь и экологического ущерба; позволяет вовлечь в разработку, в том числе в одновременно-раздельную, два и более пласта с интервалами перфорации или негерметичностью, с возможностью контроля герметичности установки пакеров в скважине; обеспечивает контроль негерметичности пакеров при одновременной или поочередной эксплуатации двух и более пластов.

Пакерная установка с измерительным прибором включает НКТ, пакеры, один или несколько электронных измерительных приборов. При этом пакеры расположены вне интервалов перфорации или негерметичности. Электронный измерительный прибор гидравлически связан с изолированным пространством, образованным между пакерами. Электронный измерительный прибор расположен в изолированном пространстве между пакерами, расположен над или под пакерами и гидравлически связан с изолированным пространством. Электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с двумя разнотипными датчиками представляет собой комплексный прибор. Установка дополнительно снабжена посадочным местом или узлом, расположенным на НКТ между пакерами, насосом, силовым кабелем, глубинным гидравлическим регулятором, гидравлическим каналом или гидравлическими каналами, соединенным с электронным измерительным прибором. Гидравлический канал представляет собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения. Предлагаемое техническое решение повышает эффективность и надежность работы установки. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пакерная установка с измерительным прибором, включающая НКТ, насос, пакеры, один или несколько электронных измерительных приборов, отличающаяся тем, что пакеры расположены на НКТ над или под насосом на заданном расстоянии вне интервалов перфорации или негерметичности, при этом электронный измерительный прибор для контроля состояния герметичности пакеров установки в процессе эксплуатации гидравлически связан с гидравлически изолированным пространством, образованном между пакерами.

2. Пакерная установка с измерительным прибором по п.1, отличающаяся тем, что электронный измерительный прибор расположен в гидравлически изолированном пространстве между пакерами.

3. Пакерная установка с измерительным прибором по п.1, отличающаяся тем, что электронный измерительный прибор расположен над или под пакерами и гидравлически связан с гидравлически изолированным пространством.

4. Пакерная установка с измерительным прибором по п.1, отличающаяся тем, что электронный измерительный прибор, по меньшей мере, с двумя разнотипными датчиками представляет собой комплексный прибор.

5. Пакерная установка с измерительным прибором по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена посадочным местом или узлом, расположенным на НКТ между пакерами.

6. Пакерная установка с измерительным прибором по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена глубинным гидравлическим регулятором.

7. Пакерная установка с измерительным прибором по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена гидравлическим каналом или гидравлическими каналами, соединенными с электронным измерительным прибором.

8. Пакерная установка с измерительным прибором по п.7, отличающаяся тем, что гидравлический канал представляет собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения.