Стенд для испытания скважинных приборов Советский патент 1984 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к средствам для градуировки, поверки и испытания скважинных приборов, с помощью которых исследуются профили притока (поглощения) эксгшуагационных и нагнетательных скважин. Известен стенд для испытания расходомеров жидкости, содержащий сливной резервуар (хранилище рабочего агента), насос подачи жидкости, испытательный участок, пролетный бак перекидное устройство, весовой прибор, напорный бак til. Известна также установка для измерения дебита нефтегазовых скважин L21. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стенд для испытания скважинных прибо ров, содержащий испытательный участо с соединительными трубопроводами и переключающими устройствами, выполненный в виде трубы с перфорационным отверстиями, устройство для установк и перемещения скважинного прибора в испытательном участке, устройство разделения рабочих агентов, емкости для хранения рабочих агентов, измери тели расходов агентов и узлы установ ки величины расходов агентов..Испыта тельный участок представляет собой трубу определенной длины по диаметру равную диаметру обсадной колонны в скважине. Испытуемый скважинный прибор помещается внутри испытательного участка и через него создается двухфазный поток моделей нефти и вод Стенд снабжен мерным баком, позволяю щим измерять суммарный расход двухфазного потока в испытательном участ ке 433. Недостатком известного стенда является больщая погрешность градуировки поверки и испытания скважинньк приборов вследствие несоответствия гидродинамики потока агента в испытательном участке и потока в реальной скважине. В призабойной зоне скв жины движение рабочей среды из пласта в скважину (или же из скважины в пласт, в случае нагнетательной скважины) происходит через перфорационные отверстия в боковой стенке обсадной трубы. По этой причине результаты градуировки на стенке скважинных приборов, например, оснащенных термочувствительными элементами практически неприменимы к интерпретации результатов исследования реаль ных скважин, так как приборы очень чувствительны к виду структуры потока. Для приближения структуры потока в испытательном участке к виду, существующему в реальной скважине, были попытки снабдить трубу перфорационными отверстиями, но в этом случае часть потока рабочего агента может проходить через испытательный участок, минуя скважинньй прибор и в этом случае работу скважинного прибора можно оценить лишь качеством. Установка же прибора заведомо вьше перфорационных отверстий не дает возможности сохранить условия работы прибора в реальной скважине. Кроме того, недостатком стенда являются также ограниченные возможности испытания приборов, так как с его помощью невозможно определить важную характеристику скважинного прибора - погрешность определения местоположения границ пропластков различной продуктивности и проницаемости, водонефтяного контакта и др. Цель изобретения - повьппение точности градуировки и поверки скважинных приборов и расширение функциональных возможностей стенда. Цель достигается тем, что в стенде для испытания скважинных приборов, содержащем испытательный участок с соединительными трубопроводами и переключающими устройствами, выполненный в виде трубы с перфорационными отверстиями, устройство для установки и перемещения скважинного прибора в испытательном участке, устройство разделения рабочих агентов напорно-стабилизирующие устройства, емкости для хранения рабочих агентов, измерители расходов рабочих агентов и узлы установки величины расходов рабочих агентов, испытательный участок снабжен охватывающими трубу кольцевыми корпусами, жестко прикрепленными к трубе .и разделяющими все перфорационные отверстия на последовательно расположенные по длине трубы группы, которые соответствуюшими трубопроводами с установленными на них измерителями расходов и узлами установки величины расходов связаны с переключаннцими устройствами. На чертеже представлена структурная схема стенда для испытания скважинных приборов.

31

Стенд содержит испытательньш учап ток 1, устройство 2 установки и перемещения скважинного прибора 3 в испытательном участке 1, блок 4 переключающих устройств, устройство 5 разделения рабочих агентов, емкости 6-8 для хранения моделей соответственно газа, нефти и воды, напорностабилизирующие устройства 9-11 для создания стабильных потоков соответственно моделей газа, нефти и воды, измерители 12-14 расходов моделей соответственно газа, нефти и воды, узлы 15-17 установки величины расходов соответственно моделей газа, неф ти и воды.

Испытательный участок 1 представляет собой трубу 18, заглушенную с одного торца. Другой конец трубы 18 снабжен крышкой 19 с сальником и соединен трубопроводом с блоком 4 переключающих устройств. Труба 18 имеет в стенке перфорационные отверстия 20, имитирующие перфорационные отверстия в призабойной зоне обсадных колонн реальных скважин. Перфорационные отверстия снабжены пористыми фильтрами 21, представляющими собой кольцевые формы из естест,венных (песчаник и т.п.) или искусственных (керамика, шарики, заключенные в сетку и т.п.) пористых материалов. Отверстия 20 по длине трубы разбиты на отдельные группы, охватываемые снаружи трубы коробами 22 П-образного сечения, приваренными к трубе 18 и соединенными отдельными трубопроводами, снабженными измерителями расхода и узлами установки величины расхода, с блоком 4 переключающих устройств.

Число перфорационных отверстий в группе, число групп и их размещение по длине трубы испытательного участка, чиспо рабочих агентов.и их распределение по группам могут быть различными, определяются, в каждом конкретном случае, рядом объективных условий, таких как типовая конструкция скважины, принятая в данном регионе, способ и стадия разработки пластов месторождений, которые исследуются испытуемыми приборами и т.п. В зависимости от строения конкретного месторождения пористые фильтры также могут быть с одинаковыми значениями пористости и проницаемости или с различными для различных групп отверстий.

7874

Все составные части стенда соглинены между собой трубопроводами (клк показано на чертеже) сплошными линиями.

Стенд работает следующим образом, Скважинный прибор 3 устанавливается в трубу 18, которая затем закрывается крышкой 19, через которую про пущен кабель или шток, соединяющий

Q Скважинный прибор 3 с устройством 2 перемещения скважинного прибора 3. Переключающие устройства блока 4 устанавливаются в такое положение, при котором незаглушенный конец тру5 бы 18 соединен с устройством 5 разделения рабочих агентов, а .короба 22 соединены отдельными трубопроводами с установленными на них измерителякш расходов и узлами установки величиQ ны расходов с соответствующими напорно-стабилизирующими устройствами для каждого рабочего агента. При этом трубопроводы с измерителями 12, узлами 15 соединены с напорно-стабилизи5 рующим устройством; трубопроводы с измерителями 13, узлами 16 - с напорно-стабилизирующим устройством 10; трубопроводы с измерителями 14, узлами 17 - с напорно-стабилизирующим

Q устройством 11.

Запускаются в работу напорностабилизирующие устройства 9-11. По показаниям измерителей 12-14 расходов с помощью узлов установки величины расходов создается необхо димый профиль притока рабочих агентов в трубу 18 (имитирующий типовой профиль притока в реальных скважинах данного региона) .

После установления стабильных расходов по показаниям измерителей 12-14 производится исследование заданного профиля притока с помощью испытуемого прибора согласно методик градуировки, поверки и испытания (при непрерывном движении скважинного прибора, при движении с остановками и т.п.).

Подключая с помощью переключаюп их устройств блока 4 различные

группы отверстий к напорно-стабилизирующим устройствам 9-11, можно моделировать различные профили притоков газа, нефти и воды из различных по мощности и проницаемости про5 пластков.

Таким образом, стенд позволяет создавать любой профи.пь притока в скважину с гарантированными хлрякте51

ристиками (грани1Цз зон различной интенсивности притока моделей газа, нефти и воды) и сравнивать с ним результаты измерений этого профиля испытуемым скважинным прибором. При этом на скважинный прибор воздействуют все основные влияющее факторы, которые цмеют место в реальной скважине (приток из отверстий в боковой стенке трубы, переменная вязкость, плотность и т.д.).

Смесь рабочих агентов, которая образуется в трубе 18, поступает в устройство 5 разделения агентов, где агенты отделяются друг от друга и после этого каждьм поступает в свое хранилище. В качестве устройства разделения фаз может использоваться сочетание сепаратора со стойником, широко применяемое в нефтяной промьпиленности. Напорное устройство состоит в общем случае из насосов и устройства стабилизации расхода (в простейшем случае - бак с переливной перегородкой для жидкости и рессивер для газа). Отсюда видно, что основные узлы устройства, кроме испытательного участка, широко применяются в промышленности и изготовление стенда легко технически осуществимо (в качестве регулятора расхода может использоваться обычный регулирующий калапан, вентиль, задвижки или набор сменных диафрагм; расходомеры любого промышленного типа, удовлетворяющие для данного рабочего агента по расходу и точности).

7876

Стенд позволяет исчытать скважинные приборы, предназначенные для исследования нагнетательных скважин. Поскольку в скважины нагнетается, как 5 правило, один рабочий агент, чаще всего вода, то для этого достаточно с помощью переключющих устройств блока 4 соединить незаглушенный торец трубы 18 с напорно-стабилизирую0 щим устройством 11, а трубопроводы с измерителями 14 и узлами 17 - с уст- ройством 5 разделения рабочих агентов .

Узлы и устройства стенда, предназ-

5 наченные для создания потока и измерения расхода моделей нефти и газа, при этом не используются и отключены.

Необходимо отметить универсальность стенда, так как он пригоден для испы0 тания большинства скважинных приборов, предназначенных для исследования скважин в целях контроля за разработкой месторождения нефти и газа, независимо от принципа действия прибора и ви5 да используемого в нем чувствительного элемента (гамма-плотномера, диэлькометрические влагомеры, турбинные расходомеры, термокондуктивные дебитомеры и т.п.).

Предлагаемый стенд позволит в силу повьпаения точности градуировки и поверки скважинных приборов и расширения функциональных возможностей обеспечить более качественное функционирование скважинных приборов в рабочих- условиях.

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СКВАЖИННЫХ ПРИБОРОВ, содержащий испытательный участок с соединительными трубопроводами и переключающими устройствами, выполненный в виде трубы с перфорационными отверстиями, устрой- . ство для установки и перемещения скважинного прибора в испытательном участ ке, устройство разделения рабочих агентов, напорно-стабилизирующие устройства, емкости для хранения рабочих агентов, измерители расходов рабочих агентов н узлы установки величи ны расходов рабочих агентов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности градуировки и поверки скважинных приборов и расширения функциональных возможностей стенда, испытательный участок снабжен охватывающими трубу кольцевыми г корпусами, жестко прикрепленными к ko трубе и разделяющими все перфорационные отверстия на последовательно расположенные по длине трубы группы, которые соответствующими трубопрово§ дами с установленными на них измерител.чми расходов и узлами установки величины расходов связаны с переключающими устройствами. U 00 vj