Устройство для определения проницаемости горных пород, пересеченных скважиной Советский патент 1989 года по МПК E21B47/10 

i

сл

- №

сд

С«д

СлЭ 05

3151

щены гидротормозное реле 9, уравнит тельный IО и приемный 11 клапаны. В части 4 корпуса размещен уравнитель- нь1й клапан 12. Над клапаном 12 уста- новлена двухполостная заполненная воздухом камера 13 с дифференциальным поршнем запорного действия и с запорным клапаном. Втулка 17 имеет сквозное отверстие 18 для сообщения ее со скважиной. В части 4 корпуса размещен автономный манометр 21. На- .личие камеры 13 и дифференциального поршя запорного действия позволяет устранить гидроподпружинивание поршня

7 из-за несжимаемости жидкости и достичь быстрое создание предельного значения повышенного давления при полном ходе штока 6. Депрессионный узел начинает работать с момента от- крьшания клапана 11.-Этим компенсируется перемок жидкости из части 2 корпуса за счет уменьшения объема камеры 13 при перемещении дифференциального поршня, обеспечивается полная посадка штока 6 и быстрый рост давления в исследуемой зоне скважины. Весь процесс работы контролируется мано- мером 21. 5 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и предназначено для исследования нефтегазовых скважин с помощью испытателей пластов, спускаемых на трубах. Цель изобретения - обеспечение неограниченного числа циклов испытания. Устройство содержит переходник 1, выполненный из верхней 2, средней 3 и нижней 4 частей полый корпус с размещенными в нем камерой 5. В последней установлены соединенные с переходником 1 шток 6 и поршень 7. Между частями 3 и 4 корпуса размещен пакер, выполненный из элементов 16, между которыми расположена распорная втулка 17. В части 3 корпуса размещены гидротормозное реле 9, уравнительный 10 и приемный 11 клапаны. В части 4 корпуса размещен уравнительный клапан 12. Над клапаном 12 установлена двухполостная заполненная воздухом камера 13 с дифференциальным поршнем запорного действия и с запорным клапаном. Втулка 17 имеет сквозное отверстие 18 для сообщения ее со скважиной. В части 4 корпуса размещен автономный манометр 21. наличие камеры 13 и дифференциального поршня запорного действия позволяет устранить гидроподпружинивание поршня 7 из-за несжимаемости жидкости и достичь быстрое создание предельного значения повышенного давления при полном ходе штока 6. Депрессионный узел начинает работать с момента открывания клапана 11. Этим компенсируется переток жидкости из части 2 корпуса за счет уменьшения объема камеры 13 при перемещении дифференциального поршня, обеспечивается полная посадка штока 6 и быстрый рост давления в исследуемой зоне скважины. Весь процесс работы контролируется маномером 21. 5 ил.

Изобретение относится к нефтепро- мысловой геофизике, в частности к исследованию нефтегазовых скважин с помощью испытателей-пластов, спускаемых на трубах.

Целью изобретения является обеспечение неограниченного числа циклов испытания.

На фиг.1 изображена компоновка. испытательного оборудования в растяну том положении при спуске в скважину; на фиг.2 - то же, в сжатом состоянии в режиме регистрации КВД; на фиг.З - депрессионная камера; на фиг,4 - верхняя часть корпуса устройства; на фиг.5 - диаграмма давления.

Устройство для определения проницаемости горных пород, пересеченных скважиной,.содержит переходник 1, выполненньй из верхней 2, средней 3 и нижней 4 частей полый корпус с размещенной в нем камерой 5 с установленными в ней соединенным с переход- ником 1 штоком 6 и поршнем 7. Верх- няя часть корпуса устройства предназначена для создания повьппенного давления в исследуемом пласте. Камера 5 выполнена с перепускным отверстием 8 Средняя часть 3 корпуса выполнена с гидротормозным реле 9, уравнительным 10 и приемным 11 клапанами.

В нижней части корпуса устройства размещены дополнительный уравнительный клапан 12 и установленная над ним двухполостная заполненная воздухом камера 13 с дифференциальным порш нем 14 двустороннего действия и запорным клапаном 15. Между средней и нижней частями корпуса установлен пакер, состоящий из изолированных резиной элементов 16, между которыми установлена распорная втулка 17 со сквозными отверстиями 18 для сообщения ее со скважиной. Устройство соединяется с- колонной с помощью переходника I. Шток 6 в верхней части корпуса уста.- новлен с возможностью продольного перемещения и выполнен с пазом (фиг.4, незаштриховано). На поршень 7 с помощью винта и резьбы посажены две самоуплотняющиеся манжеты 19. Для возврата устройства в исходное состояние после испытания очередного объекта в верхней части 2 корпуса уста-г новлен обратный клапан 20.

Устройство работает следующим образом.

На бурильных трубах устройство опускается в скважину с использованием якоря и устройства для снятия глинистой корки (долота или специального устройства). После спуска сборки в интервал исследований якорь переводится из транспортного в рабочее положение. Обеспечив упор якоря в стенки скважины, постепенно увеличивается нагрузка на испытательное оборудование за счет веса буринстру- мента, при этом закрьшается уравни- тельньй клапан 12, затем в результате действия гидротормозного реле 9 средней части 3 корпуса нагрузка передается на пакерующее устройство и осуществляется пакеровка испытательно1 о оборудования резиновыми элементами 16. После пакеровки закрывается

515

уравнительный клапан 10 средней части 3 корпуса, обеспечивая разобщение исследуемого пласта от скважины. Далее в результате продолжающегося действия гидротормозного реле 9 открывается приемный клапан I1, обеспечивая ;гидравлическиеf сообщение рабочей камеры 5 устройства с нижней частью 4 корпуса и исследуемым прост- ранством скважины А,.изолированным резиновыми элементами 16 для создания в этой зоне повьппенного давления. Повьшенное давление создается частью 2 корпуса устройства под действием части в.еса бурильных труб, передаваемого с помощью штока 6 на поршень 7, и может регулироваться в широком диапазоне. Передача давления из внутренней полости в исследуемую зону А г- скважины осуществляется через сквозные отверстия 18 в распорной втулке 17 и остове пакера.

При спуске испытательного оборудования в скважину поршень 7 находится в верхнем положении и рабочая камера 5 устройства через небольшого диаметра отверстие 8 сообщается со скважиной. Шток 6 имеет шлицевое устг ройство для передачи вращения буриль- нЫх труб на испытательное оборудование.

В процессе якорения и пакеровки поршень 7 также находится в верхнем-. положении, несколько перекрывая отвер стие В, вследствие несжимаемости скважинкой жидкости, создавая повышенное давление только в рабочей камере 5 устройства и проходном канале в средп ней части 3 корпуса устройства при закрытом приемном клапане 11.

С момента открытия приемного клапана 1 поршень 7 начинает перемещаться вниз и повышение давления передается в исследуемую зону А ствола скважины. Для создания предельного значения повьшенного давления, определяемого конструированием верхней части корпуса, в кратчайшее время и для более эффективного получения КВД в нижней части корпуса устройства размещена депрессионная камера 13 совместно с манометром 21 .

Депрессионная камера (фиг.З) сое- тоит из корпуса 22 и дифференциального поршня 14, загерметизированного резиновыми кольцами 23 и 24, С торцов поставлены заглушки 25 и 26. Камера

366

снабжена также пробкой 27 и запорным клапаном 15.

Действие компрессионной камеры заключается в следующем. При открытии приемного клапана 11 жидкость под действием движущегося вниз поршня из верхней части корпуса устройства перетекает в нижнюю часть корпуса устройства И , исследуемую зону скважины, создавая повышенное давление.

Наличие двухкамерного воздушного депрессионного узла с дифференциальным поршнем двустороннего тормозного действия устраняет гидроподпружи нивание поршня из-за несжимаемости . жидкости и позволяет достичь быстрого создания предельного значения повьшенного давления при полном ходе штока 6. Депрессионный узел начинает рабе тать с момента открытия приемного клапана 11, компенсируя переток жидкости из верхней части корпуса устройства за счет уменьшения воздушной камеры V при перемещении дифференциального поршня 14, обеспечивая тем самым полную посадку штока 6 и быстрый рост давления в исследуемой зоне скважины. Объем V уменьша-- ется на величину объема жидкости, выг тесняемой поршнем 7. Изменение объема Vg депрессионного узла показано пунктиром на фиг.. и 2. , Для наиболее рационального использования объема депрессионного узла, особенно при исследовании глубоких скважин, в нем предусмотрена возможность создания в камере V начального противодавления Рцдц на дифференциальный поршень определяется тем самым начальный порог реагирования на изменение внешнего давления. может устанавливаться в любых требуемых значениях. Делается это при подготовке устройства к спуску в скважину. Для этого отворачивается пробка 27, подключается к этому гнезду воздушный компрессор (не показан), открьшается клапан 15, создается в камере V нач клапан 15 закрывается.

Отличительная особенность дифференциального узла заключается в наличии двух воздушных камер V, к V, оказывающих двустороннее тормозное воздействие на дифференциальный прр- шень: разрежение воздуха (в кам€;ре V ) и сжатие (в камере V, ), что

обеспечивает высокую эффективность работы.

Весь гидродинамический процесс работы испытательного; оборудования контролируется манометром 21 с автономной регистрацией диаграммы давления. Пример Диаграммы давления приведен на фиг.5.

Участок диаграммы аб отражает увеличение давления при спуске оборудования в скважину, точки б и а отражают величину гидростатического давления в скважине на первой точке . испытания РГСГ участок бв соответствует росту давления в зоне испытания в результате работы устройства, точка в отражает величину давления,- При котором испытьшается первый ин- тервал Рцсп.« кривая восстановления давления в первом исследуемом ийтервале КВД1, г - момент распаке- ровки, д - подъем оборудования на следующий вьпперасположенный интервал испытания, е - гидростатическое давг ление во втором интервале Pfj. г ток жз - создание повышенного давле ния во втором интервале испытания давления КВД2 и т.д.При установившем- ся пластовом давлении точки г и з отражают величину пластового давления соответственно в первом и втором проницаемых интервалах испытания. КВДЗ отражает процесс исследования непроницаемого интервала,

Обработка кривых восстановления давления и определение по ним коллек торских свойств пласта производится следующим образом. Снятую скважинным манометром 21 КВД перестраиваю т в координатах (ЛР, Igt). По прямому участку этой кривой находятся отре- зок,-отсекаемый его продолжением на осиДР, и тангенс угла наклона этого прямого участка к оси абсцисс i tgcp. Затем с помощью равенства i tgCf 0,1832 Qu/kh определяют параметр kh/m, назьшаемый гидропро- водностью пласта

0,1832 . (Utgq

0

5 0 5 0 5

0

5 0

где k - коэффициент проницаемости

пласта;

h - толщина исследуемого пласта, рпределяемая высотой распорной втулки;

|И - вязкость скважинной жидкости;

О - объем жидкости рабочей камеры верхней части корпуса устройства

Ч - угол наклона интерпретируе- мой диаграммы давления, пе- рестроенной в координатах P,lgt.

Принимая во внимание, что величи- ны h,jU,Q,qj известны, определяется коэффициент проницаемости

k o,l832J f--.

Формула изобретения

Устройство для определения проницаемости горных пород, пересеченных скважиной, содержащее переходник, выполненный из верхней, средней и ниж- ней частей, полый корпус с размещенны- .ми в нем камерой с установленными в ней соединенным с переходником штоком и поршнем, гидротормозньм реле, приемным и уравнительным клапанами, па- кер и автономный манометр, о т л и - чающееся тем, что, с целью .обеспечения неограниченного числа .циклов испытания, оно снабжено установленной в пакере распорной втулкой с отверстиями для сообщения ее со скважиной и размещенными в нижней части корпуса автономным манометром дополнительным уравнительным клапаном и установленной над ним двухполог- стной заполненной воздухом камерой с дифференциальным поршнем двухстороннего действия и запорным клапаном, п,рйчем пакер установлен между средней и нижней частями корпуса и выполнен из элементов, между которыми установлена распорная втулка, гидротормозное реле, уравнительный и приемный клапаны размещены в средней части корпуса, а камера со штоком и поршнем размещена в верхней части корпуса.

Щиг.2

.З

Pi

фигЛ

А/ел 2 ж

%..оРиспЗ/. ЛЗ

Рплг

И

-л

фиг. 5

Составитель Г.Маслова Редактор И.Шулла Техред Л.Сердюкова

Заказ 6053/33

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор В.Кабаций

Подписное