Прибор для определения дебита нефти в обводненных скважинах Советский патент 1980 года по МПК E21B47/10 

1

Изобретение относится к скважинным геофизическим приборам и предназначено для исследования обводненных скважин, в том числе и при наличии застойной воды. Изобретение может быть нрименено в нефтедобывающей промышленности, а также в других отраслях народного хозяйства, где необходимо определять дебит более легкого компонента в смеси нескольких жидких сред.

Известные турбинные дебитомеры имеют пороги чувствительности не менее 1-2 т/сут. Фактические же значения порога чувствительны, в условиях двухфазной жидкости (нефть с водой) еще выше, до 5-10 т/сут. Поэтому задачи выявления интервалов с дебитами ниже 1-2 и до 0,3 т/сут (граничное значение промышленно важных притоков) до сих пор не решаются и такие интервалы не выявляются. При дебитах, больших порога чувствительности, погрешности турбинных дебитомеров оцениваются по воде в 2,5-5%. Погрешности дебита двухфазной жидкости (нефть с водой) этими приборами, особенно при малых дебитах (до 25-30 ), значительно выше и доходят до 70%. Поэтому определение дебита нефти и воды в таких условиях данными приборами приводят к такой же погрешности. В условиях

поступления нефти под уровень застойной воды погрешность измерения дебита еще больше, т. е. современные средства измерения дебита и состава жидкости прима5 лых дебитах в обводненных и с застойной водой скважинах не позволяют определить с достаточной точностью дебит отдельных фаз (нефти, воды) флюида, поступающего из пласта.

Известная аппаратура содержит датчик состава типа гамма-плотностномера или влагомера и абсолютный пакер. Прибор устанавливают в скважине на определенной глубине и перекрывают ее сечение с

J5 помощью пакера. Объем, ограниченный пакером, обсадной колонной и устьем отводной трубы, образует «ловушку, в которой накапливается нефть. В этой зоне установлен датчик состава. Вода, поступающая из пластов и вытесняемая из «ловущки нефтью, отводится через отводную трубу выше пакера 1.

Недостатком такой аппаратуры является низкая точность определения дебита в тех скважинах, где цементное кольцо в интервале перфорации не герметично, а также где дебиты высокие (из-за малой надежности абсолютного пакера и возможности подброса прибора). -:5%л -. .. .-,-.- --. ,,. , 7689 3 Известен прибор для измерения дебита, измерительный зонд которого выполнен с радиально подвижными стенками, а внутри него размещены центрат5|5ы, при этом измерительный зонд вьгаолнен из эластич-5 ного материала, смонтированного на подвижных рычагах 2. Это устройство предназначено только для измерения высоких дебитов флюида. Низкие же значения дебитов нефти, близ-ю кие к нижнему пределу промышленпо рентабельных дебитов, устройство не измеряет. Цель изобретения - повышение точности измерения дебита нефти в интервалеJ5 перфорации обводнённых скважин с негерметичным цементным кольцом за обсадной колонной. . Поставленная цель достигается тем, что цилиндр выполнен с окнами для сообще-20 ния полости пакера со скважинным пространством и образует со стволом кольцевую камеру, в которой установлен поршень. причем ствол выполнен с выступом для взаимодействия с цилиндром.25 На фиг. 1 показан предлагаемый прибор в рабочем состоянии; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - узел I фиг. 1. Конструктивно прибор выполнен как скважинный снаряд и состоит из корпусаJQ 1, привода 2, датчика 3 состава, цилиндра 4, рычагов 5 и 6, осей 7, пакера 8, поршня 9 с уплотнением 10 и пружины И. Рычаги 6 состоят из двух частей, между которыми зажат пакер 8. Корпус 1 и рычаги 535 и 6 образуют ствол приборй. В рабочем состойнии рычаги 5 и 6, соединенные осями 7 с цилиндром 4 и корпусом 1 с натянутым на них пакером 8, образуют камеру для сегрегации нефти и воды и являются40 центратором. Цилиндр 4 со стволом образует кольцевую камеру, а с поршнем 9 и уплотнением 10 - управляемый выпускной клапан, который служит для разобщения полости камеры для сегрегации нефти и.45 водыс вышёрасположенными интервалами. В конструкции прибора применен датчик 3 состава, например типа гамма-плотностномера НЛП влагомера. Камера для сегрегации нефти и управляемый выпускной50 клапан представляют собой измерительный узел прибора. Корпус прибора для монтажа в его герметичной полости электронной схемы прибора и привода 2, управляющего камерой для сегрегации нефти и55 воды и клапаном. Измерительный узел прибора служит для накопления в нем нефти, отвода из него в верхние интервалы и центрирования прибора относительно оси скважины. Поперечное сечение камерыgg представляет собой многоугольник (в конструкции прибора четырехугольник), число сторон которого может изменяться путем установки или съема рамки, образованной двумя рычагами 5 и 6, соединенными ося-05 49 4 ми 7, с цилиндром 4 и корпусом 1. Такая конструкция камеры при перемещении прибора в интервал исследования создает значительно меньшее гидравлическое сопротивление, чем в ранее предложенном приборе с абсолютным пакером. Это значит, что в интервале исследования с негерметичным цементным кольцом уже большая часть нефти, поступающей из пласта, буДОт попадать в ствол скважины (значит и в измерительный узел прибора, что повышает точность определения дебита нефти, поступающей из пластов). При абсолютном пакере наоборот - большая часть нефти могла проходить по каналам в цементном кольце. Малое гидравлическое сопротивление заявляемого прибора позволит исследовать также и более высокодебитные интервалы и скважины без опасио подброса прибора. Датчик состава 3 для контроля заполнения нефтью камеры для сегрегации нефти и воды, Контролируемый объем камеры ограничен внутренней стенкой камеры для сегрега нефти и воды, корпусом 1, проходящим через эту камеру и двумя горизонтальными плоскостями (на фиг. 1 положение Б и положение В), расположенными относительно друг друга на расстоянии, равном (вдоль этой камеры) измерительной базе датчика 3 состава. Обе эти плоскости располагаются ниже выпускного клапана и выше открытого конца камеры для сегрегации нефти и воды, Прибор работает следующим образом, Прибор опускают в сквал ину на глубину, где предполагают проводить исследования. По команде с поверхности привод 2 управления камерой для сегрегации нефти и воды, который перемешает цилиндр 4 и пружину 11 вниз. При перемещении цилиндра 4 рычаги 6 перемещаются от оси к стенкам скважины и перемещают пакер 8. Когда цилиндр 4 упирается своим нижним торцом, выполненным в виде трех стоек в выступ корпуса 1, в этот момент рычаги 6, восприйимающие перемещение цилиндра 4, занимают наиболее удаленное от оси прибора положение натягивают пакет 8 камеры для сегрегации нефти и воды, а поршень 9 занимает в цилиндре 4 положение выше окон Г. Поэтому нефть, попадающая в камеру для сегрегации нефти и воды через окно Г, выносится в интервалы, расположенные выше камеры для сегрегации нефти и воды. При дальнейшем перемещении поршня 9 вниз он занимает в цилиндре положение ниже окон Г и разобщает полость камеры для сегрегации нефти и воды с интервалами, расположенными выше нее, а пружина 11 при этом еще сильнее прижимает цилиндр 4 к выступу корпуса 1. Капли нефти, поступающие из нижних интервалов и попадающие в камеру для сегрегации нефти и