Устройство для гидродинамических исследований необсаженных скважин Советский патент 1979 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к устройствам для гидродинамических исследований скважин.

Известен опробователь пластов, позволяющий определять основные гидродинамические параметры: пластовой давление, эффективную мощность отдающей части пласта и приближенно коэффициент проницаемости 1.

В основу определения коэффициента проницаемости по результатам исследования скважин опробователями пластов, положено уравнение притока жидкости в баллон опробователя, которое в простейшем случае, когда давление меняется незначительно, имеет вид:

дж Лгст|- (Рпя-Рб) (1)

ж -средняя объемная скорость притока пластовой жидкости;

А - геометрический коэффициент, определяемый размерами и формой отверстия в башмаке, ограничивающего исследуемый участок пласта;

Гст - радиус отверстия стока;

К-проницаемость пласта;

;и - вязкость жидкости;

РПЛ - пластовое давление;

Р(5 - давление в баллоне опробователя.

Средняя объемная скорость притока пластовой жидкости, в случае когда весь, баллон опробователя заполнен только пластовой жидкостью, равна отношению объема баллона к времени его заполнения и может быть вычисле1 а не всегда, так как зачастую неизвестно количество бурового раствора, попавшего в баллон опробователя при открытии клапана.

ч Рб снимаются с записанной кривой изменения давления в баллоне опробователя при полном его заполнении.

Однако регистрируемое давление не всегда достигает значений пластового давления из-за большого объема баллона, осо5бенно в пластах с малой проницаемостью, когда баллон не успевает полностью заполниться.

Кроме того, использовать вышеприведенное уравнение (1) можно только в случае

0 притока жидкости по закону Дарси, т. е. при невысоких депрессиях, однофазном потоке жидкости и других допущениях. Определение коэффициента проницаемости по резульr;iTci : 1сс,1едг)ва11ия niipoooisau/iii n,:i;i-CT()B с достаточной для иижснсриььх r sCiOTOii точ(()стыо 3ai-py;uieiio, а иногда невозможно.

Известно устройство для измерения нластового давления, включаюнкс нрижимную систему, герметнзируюн,нй баи1мак, датчик давления, унравляем1,1Й клапан н ирнемиую емкость с полым штоком, на котором установ.чен разделительный riopHieiib. Устройство нозволяет с болыной точностью производить замер илаетового да1 лсния Hpi; .viuocoкратном его намерении 2.

Однако определить коэффициент прони цаемостн пласта с достаточной точн(.)стыо этим устройством нельзя, так как отбор пробы в нрпемную емкость 11роизвод,нтся не с иостояиной деирессией.

Целью изобретения является повькнсние точности оиределення гидроднна 1ическ1 х иараметров.

Указанная цель достигается тем, что нижняя часть нриемиой емкости выполнена меньшего диаметра, чем верхняя, а на средней части нолого штока выполнен В1)1стун д.ля ограничей ия иеремещения разделительного норшня.

На фиг. 1 - схема описываемого устройства; на фнг. 2--3 - положение узлов устройства в нроцессе отбора пробы пластового флюида; па фиг. 4 - вид кривой изменения давлеиия в приемпой емкости, записанпой дистанционным датчико.м давле1П1я.

Устройство включает нрпемную емкость в виде ступенчатого цилиндра 1, стуненька 2 которого служит нижним упором д;1я J)a3де;н1тельпого поршня 3, который делит нрнемпую емкость на нижнюю 4 и верхшою 5 части. За разделительным норпшем 3, установленным на полом птоке, находится полость 6 со сжатым воздухом, давление воздуха в которой мепыле нреднолагаемого илаетового. Перемещение разделительного поршня 3 вверх ограничено упором 7, н)ичем объем полости б вынолнен знап-1те,1Ы1о большим, чем объемы нриемиых емкостей 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

Устройство (фиг. 1) опускается в cKtsaжипу на кабеле 8, кланам 9 закрыт, в нижней части 4 приемной емкостн находится воздух под атмосферн151м давлением. /Датчик давления 10 ири сиуске нрнбора в скважину регистрирует давлеиие. Поеле достижения заданного интервала измерення (фиг. 2) ирижимная система 11 н)нжимает устройство к стенке скважины, герметизирующий башмак 12 изолирует исследуемый участок от гидростатического да влей н я сто.тба жидкости, открывается кланан 9. Г.ш(истая корка, сорванная высокой денрессией со стенки скважины, п буровой раствор, возможно поиадаюидий в приемную емкость нри

открь1тии клапана 9, занимают некоторый обьем 13 в нижней части 4 приемной емкости. остал1 ной до разделительного 3 занимает нрнтекаюп 1ий иластовый (гтюид.

В э1Oi м()мент на и.аст действует высокая депрессия, сиособствуюшая очищению и,1аста от загрязнений частичками бурового раствора.

После заполнения пластовым флюидом )Кчмо объема ----- до разделительного 3, давление в этом объеме растет до давления в полости 6, ири превьипенни кото)ого (фнг. 3) Hopineifb 3 перемеи1,ается вверх до уиора 7 иод давлением иродолжаюи1,его иостуиать п.тастовсяо флюида.

При этом верхияя часть 5 ириемной емкости, обьем которой точно известен, заполняется чпстым пластовым (})люидом, притекающим по закону Дарси при воздействии иониженпой деирессня, обусловлениой давлением воздуха в ио.юсти 6.

Изменеиие давлеиия в возмуи1.аюшей емкости регистрируется датчиком давления 10, примерпый вид кривых измеиения давления иоказан на фиг. 4, где участок «а есть иу5 .тевое давление, занисанное неред спуском устройства в скважину, участок «б -- нарастание гидростатического давления столба жидкост, заиол1-1яюшей скважииу; Я| - гидростатическое давление столба жидкости на интервале измереиия, Pj нластовос

давление, /-3 - давление, нри котором заполняется верхняя часть 5 возмущающей емкости.

Участок 1., -ta соответствует времени запо,;1непня нижней части 4 возмун1,а1ои1,ей емкости, участ(ж 1г-i -- времени зaнoлнeflия верхней част1-1 5 возмунтаюшей емкости. Это время используется при подсчете обт емной скорости притока п.частового флюида.

При достаточно бо.тьнюм соотиопюнии верхней части возмущающей емк(;сти 5 и полости со сжатым воздухом 6 приток пласTOBOio флюида в всрхиюю часть 5 возмуиииои1ей емкости и.тет практически с постоянной скоростью, при воздействии на пласт постоянной денрессии, равной разности

)(Л

пл

Формула изобретения

Устройство для г1-1дродинамических исследоварн1Й необсаженных скважин, включаюHiee нрижимную систему, герметизируюии- Й баи1мак, датчик давления, управляемый клапан н п немную е.мкость с пол121м штоко.м, на котором установлен разделительный норшень, отличающееся тем, что, с целью повьпнения точности определения 1идродинамическпх нара.метров, нижняя часть нриемной емкости вынолпена меньшего диаметра, чем верхняя, а на средней части иолого

ujTOKa выполнен выступ для ограничения перемещения разделительного поршня.

Источники информации, принятые во внимание нрн экспертизе

1.Сборник статей. Геофизическая аннаратура. -- Л..Недра вып. 43, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР ЛСо 439597, кл. Е 21 В 47/06, 1971.