Опробователь пластов

 

Изобретение относится к устройствам, спускаемым в скважину на геофизическом кабеле и предназначено для гидродинамических исследований пласта и отбора проб на физико-химический анализ. Цель - повышение эффективности работы. Опробователь пластов состоит из корпуса 1, привода 2, прижимной лапы 3, башмака 6 с клапаном 4 в отверстии 5 стока. Группа камер предварительного опробования образована в надпоршневых полостях дифференциальных поршней (ДП) 12 и 13, а пробосборные камеры - в надпоршневых полостях ДП 20 и 21. Штоковые полости всех ДП сообщены с внешней средой. После установки прибора на участок опробования в скважине герметизирующий башмак 6 прижимается к стенке, клапан 7 закрывается и пластовый флюид поступает по каналу 18 в надпоршневые полости ДП 12 и 13. За счет разной степени дифференцирования давления, заложенной конструктивно в ДП 12 и 13, вначале начинает двигаться один из них, имеющий большую степень дифференцирования. После его остановки начинает двигаться следующий ДП этой группы при обеспечении постоянной депрессии на пласт, определяемой степенью дифференцирования этого ДП. Запись процесса ведется с помощью преобразователя давления 8. Затем клапан 4 сообщает канал 18 с каналом 29 и проба поступает в емкость 28 через клапан 31 разделения проб. При необходимости отбора двух проб последняя отбирается в надпоршневые полости ДП 21 и ДП 22, которые также выполнены с различной степенью дифференцирования давления. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (ll) (51)5 F, 21 В 49/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

19 н

15

12

18

17

1(1

26

4

5 б

29

2(2

5á

25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4404239/24-03 (22) 05.04.88 (46) 23. 12.90.Бюл. Р 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский н проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) M.Н.Бильков, Р.В,Китманов и Л.А. Соломинов (53) 622. 243.68 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 600293, кл. Е 21 В 49/00, 1975.

Sch1umberger. Техника каротажных исследований и интерпретаций.

Конференция в Москве, 1986, с.115.

2 (54) ОПРОБОВАТЕЛЬ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к устройствам, спускаемым в скважину на геофизическом кабеле и предназначено для гидродинамических исследований пласта и отбора проб на физико-химический анализ. Цель — повышение эффективности работы. Опробователь пластов состоит из корпуса 1, привода 2, прижимной лапы 3, башмака 6 с клапаном 4 в отверстии 5 стока. Группа камер предва- рительного опробования образована в

1615356 н поршневых полостях дифференциальх поршней (ДП) 12 и 13 а пробос орные камеры в надпоршневых полосДП 20 и 21. Штоковые полости всех ообщены с внешней средой. После :

5 новки прибора на участок опробовав скважине герметизирующий башмак ижимается к стенке, клапан 7 эакется и пластовый флюид поступает аналу 18 в надпоршневые полости

2 и 13. За счет разной степени еренцирования давления, зало" ой конструктивно..в ДП 12 и 13, але начинает двигаться один из имеющий большую степень диффецирования. После его остановки зобретение относится к устройств спускаемым в скважину на геофи-: з ском кабеле, и предназначено для

r одинамических исследований пласта 25 и отбора герметиэированных пластовых об на физико-химический анализ. .. Целью изобретения является повышение эффективности работы.

На фиг. 1 показан опробователь пластов, исходное пайожение; на ф г.2 — то же, в процессе предварит ьного опробования пласта; на

r.3 — то же, в процессе отбора герм тизированных и разделенных проб для вь носа на поверхность на физико-химич ский анализ; на фиг.4 — кривая восс ановления давления при предварительн опробовании пласта; на фиг.5кр вая восстановления давления при предварительном опробовании пласта и и момент, последующий за отбором . проб на физико-химический анализ.

На фиг.4 обозначены: 3 f - моменты переключения клапанов3 Ро- rra rairrrroh< 4 давление в отверстии стока; Р„ — эапи сь нуля измерительной схемы; Р стандарт-сигнал давления; P«z- давле ние в скважине; P > — давление притока из пласта; Р, Р— давление при пе ремещении дифференциальных поршней в цилиндрах с нормированным объемом прй предварительном опробовании пл)аста; Рпп давление пласта; Д 1, Д1;,. - время перемещения дифференциал ьных поршней предварительного опрббовання пласта.

На фиг 5 обоз"н"е"ы Роп ° P<Ärr давление при перемещении дифференначинает двигаться следующий дй этой группы при обеспечении постоянной депрессии на пласт, определяемой степенью дифференцирования этого ДП.

Запись процесса ведется с помощью . преобразователя давления 8. Затем клапан 4 сообщает канал 18 с каналом

29 и проба поступает в емкость 28 через клапан 31 разделения проб. При необходимости отбора двух проб последняя последовательно отбирается в . надпоршневые полости ДП 21 и ДП 22, которые также выполнены с различной степенью дифференцирования давления.

5 ил. циальными поршнями нормированного объема при отборе нроб на анализ;

Ь Ш1, е „ - время перемещения дифференциальных поршней при отборе проб на анализ.

Опробователь пластов состоит из корпуса 1 с приводом 2 управления прижимной лапой 3, клапаном 4 в от" верстии. стока 5, герметизирующего башмака 6 и нормально открытого клапана 7 уравнивания давлений. Отверстие стока 5 постоянно соединено с первичным преобразователем 8 давления через канал 9, а через клапан 7 уравнивания давления и каналы 10 и 11 - со скважиной. Выше клапана 4 отверстия стока 5 выполнен набор иэ двух дифференциальных поршней 12 и 13 со штоками 14 и 15 в цилиндрах f6 и f7, сообщенных со скважинным пространством. Большие ступени порш-, ней 12 и 13 через канал 18 соединены через нормально закрытый клапан 4 с отверстием стока 5. Надпоршневые полости дифференциальных поршней 12 и

13 образуют камеры предварительного опробования.

Иежду поршнями 12 и 13 и:штоками

14 и 15 выполнены воздушные камеры

19 с атмосферным давлением. Выбором соотношения площадей поршней 12 и

13 и штоков 14 и 15 обеспечивается первоначальная работа поршня 12 со штоком 14, например, при пластовом давлении под поршнем 12, соответствувщем

40Х гидростатнческого давления в скважине, и последующая работа поршня 13 со штоком 15, например, при ческого давления на штоки 14 и 15 через открытый клапан 4, каналы 29, клапан 31 и канал 32 отооранный флюид из-под поршней 12 и 13 выдавливается в емкость 28, после чего клапан 31 пружиной 30 закрывается, клапан 7 открывается, давление в отверстии стока 5 уравнивается с гйдростатическим Р „@ (фиг.4). прижимная лапа 3 возвра1»ается в исходное положение, прибор устанавливается на следующий участок пласта, и процесс предварительного опробования повторяется.

Если предварительное опробование пласта указало на проницаемость пласта, то сразу могут быть отобраны две раздельные пробы флюида на физико-химический анализ (фиг.5). В этом случае клапан 7 оставляют в закрытом положении, прижимную лапу 3 в открытом состоянии, а клапан 4 переводят в положение по фиг,3. Флюид из пласта через отверстие стока 5, клапан 4, каналы 29 под действием пластового и атмосферного или близкого к атмосферному давлений в каналах 29 и под поршнями 20 и 21 поступает под эти поршни.

Ввиду того, что соотношение площа дей нижнего поршня 21 по штоку 25 и его поршню выполнено с меньшим числом. редуцирования депрессии на пласт, на-. пример 40 . от гидростатического давления» но выше давления насыщенния газа, то верхний поршень 20 находится в покое, а нижний при достижении указанного пластового давления

Р д (фиг,5) и по мере поступления пластового флюида двигается вниз до тех пор, пока его цилиндр 23 полностью .не заполнится флюидом, после чего пластовое давление возрастает

Ропг(фиг.5) ° например до 60Х гщ ростатического. Клапан 31 под действием пружины 30 закрывается, первая проба фильтрата промывочной жидкости клапаном 31 герметизируется, а

50 чистая проба на физико-химический анализ отбирается в цилиндр 22. При полном заполнении цилиндра 22 проI бой давление в нем восстанавливается до пластового . Р и,» (фиг.5), а процесс

55 отбора на этом завершается.

Все процессы по предварительному опробованию пласта поршнями 12 и 13 и.отбора проб на физико-химический анализ в цилиндры 23 и 22 регистри5

1615356

60 пластового давления под поршнем

13 от гидростатического давления промывочной жидкости в скважине.

Ниже нормально закрытого клапана

4 выполнен другой набор иэ двух дифференциальных поршней 20 и 21 в цилиндрах 22 и 23 для отбора проб на физико-химический анализ со штоками

24 и 25 в цилиндрах 26 и 27 с гидро- 10 статическим давлением.

В нижнем поршне 21 выполнена емкость 28, находящаяся под атмосферным давлением. Больная ступень верхнего поршня 20 сообщена через каналы 29 и клапан 4 с отверстием стока

5 а большая ступень нижнего поршня

21 сообщена с отверстием стока 5 че-. рез подпружиненный пружиной 30 клапан 31 разделения проб, каналы 29 20 и 32 и клапан 4. Между поршнями 20 и

21 и штоками 24 и 25 выполнены воздушные камеры 33 и 34 с атмосферньж давлением. Проба, отобранная в цилиндры

22 и 24 на физико-химический анализ, 25

-сливается на поверхности через краны 35 и 36.

Опробователь пластов работает следующим образом.

После установки прибора на участок 30 опробования герметизирующий башмак 6 лапой 3 прижимается к стенке скважины, закрывается клапан 7 уравнивания давления, отверстие стока 5 герметизируется от промывочной жидкости, заполняющей скважину, клапан 4 переводится в положение по фиг.2. При этом канал 18 изолируется от .канала 29.и поршней 20 и 21. Флюид из пласта под действием пластового давления и атмос- 4С ферного давления в канале 18 поступает под поршни 12 и 13, где давление при проницаемом пласте возрастает с

Ро до Р» (фиг.4):. Под действием давления скважины .шток 14 поршня i2 перемещается вправо до тех пор, пока не заполнится пробой его цилиндр.

После этого пластовое давление начинает возрастать до Р (фиг.4). При этом поршень 13 двигается до тех пор, пока полностью не заполнится пробой его цилиндр 17 после этого давление под поршнями 12 и 13 восстанав.ливается до пластового Р»»,» (фиг.4).

Процесс предварительного опробования пласта на этом заканчивается.

Затем клапан 4 с помощью привода 2 переводится в исходное положение (фиг..1).

При этом под действием гидростати1615356 руются первичным преобразователем

8 давления. После полного опробованная пласта клапан 4 возвращается в исходное положение. клапан 7 открывается, давление в отверстии стока S уравнивается с гидростатическим, примная лапа 3 убирается в исходное п ожение, и опробователь пластов с герметичными пробами извлекается нщ поверхность, где пробы через кр аны 35 и 36 извлекаются на анализ. !

Формула изобретения (, Опробователь пластов, содержащий к пус, прижимную и клапанную сНсТВс приводом, герметизирующий башм к с отверстием стока, группы камер предварительного опробования и про— босборников с клапаном разделения проб, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, он снабжен дифференциальными поршнями, размещенными в камерах предварительного опробования и пробосбор . никах, причем штоковые полости всех

10 дифференциальных поршней сообщены с внешней средой, а их надпоршневые полости выполнены с возможностью сообщения с отверстием стока, при этом дифференциальные поршни в группе

15 камер предварительного опробования имеют коэффициент дифференцирования больше, чем коэффициент дифференциро-: вания дифференци .льных поршней в груп-. пе пробоотборников.

1615356

Составитель Е.Самойленко . Редактор И.Горная Техред ll.Олейник Корректор Т,Малец

Заказ 3970 . Тираж 480 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 (Производственно-издательский комбинат "Патент",. r. Ужгород, ул. Гагарина, 101