Устройство для исследования скважин

 

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных скважин. Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего проводить непрерывную регистрацию расходограммы и сократить время на восстановление уровня в скважине и время на проведение измерений, что, в конечном счете, позволит повысить достоверность и производительность измерений. Для этого устройство содержит спускаемый на каротажном кабеле расходомер и цилиндрический вытеснитель жидкости, спускаемый в скважину на отдельном тросе. При этом вытеснитель выполнен в виде колонны герметичных труб с обратным впускным и обратным выпускным клапанами соответственно в нижней и верхней частях колонны. При спуске и подъеме вытеснителя с постоянной скоростью обеспечивается постоянство уровня жидкости в скважине и соответственно постоянство расхода жидкости в стволе скважины. Наличие впускаемого и выпускаемого обратных клапанов позволяет заполнять внутреннюю полость вытеснителя и за счет этого снизить повышение уровня при погружении вытеснителя в жидкость. 1 ил.

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных скважин, а именно к исследованиям эксплуатационных скважин.

Известно устройство электрического зонда (Дахнов В.Н. "Электрические и магнитные методы исследования скважин", М., "Недра", 1967) для исследования нефтяных скважин. Оно состоит из электродов, спускаемых в скважину на каротажном кабеле. С помощью электродов измеряют электрическое сопротивление и естественный электрический потенциал горных пород. По величине электрического сопротивления судят о характере насыщающего пласт флюида. Если сопротивление пласта высокое, то он насыщен нефтью, а если низкое, то - водой. По величине естественного потенциала оценивают фильтрационные свойства пород. Зная коэффициент фильтрации продуктивного пласта и характер насыщающего флюида, вычисляют интенсивность притока флюида в скважину. Однако при этом достаточно сложно учесть насколько плотно поры пласта закупорены частицами глинистого раствора в процессе бурения. Если поры пласта плотно закупорены глинистыми частицами, то фактический приток флюида может оказаться значительно меньшим чем расчетный.

Известно устройство скважинного расходомера или дебитомера (Петров А.И. "Методы и техника измерений при промысловых исследованиях скважин", М., "Недра", 1972).

Скважинный расходомер содержит датчик расхода в виде турбинки, которая помещена в поток. Скорость оборотов турбинки пропорциональна интенсивности потока или расходу жидкости в стволе скважины. Расходомер спускают в скважину на картожаном кабеле через насосно-компрессорные трубы. Уплотняют кабель на устье скважины с помощью сальника-лубрикатора. Возбуждают скважину, закачивая сжатый воздух в межтрубное пространство. Перемещая расходомер вдоль фильтровой части скважины, измеряют интенсивность притока или поглощения жидкости, то есть определяют профиль притока или поглощения скважины. Скважинный расходомер позволяет определить фактический приток или поглощение жидкости продуктивным пластом или его частью и оценить насколько эффективно работает скважина. Недостатком скважинного расходомера является необходимость возбуждения скважины с помощью компрессора, что значительно увеличивает стоимость исследования скважин и повышает опасность работ (закачка сжатого воздуха в скважину опасна возможностью взрыва смеси атмосферного воздуха и газа, выделяемого из нефти).

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является устройство для исследования скважин, содержащее спускаемый на каротажном кабеле расходомер и цилиндрический вытеснитель жидкости в виде колонны герметичных труб с впускным и выпускным клапанами (см. RU 2108458 С1, кл. E 21 В 47/00, 10.04.1998) и позволяющее проводить исследования скважины расходомером без возбуждения их компрессором.

Недостатком известного устройства является невозможность проводить непрерывную регистрацию расходограммы, что снижает достоверность и производительность измерений.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего проводить непрерывную регистрацию расходограммы и сократить время на восстановление уровня в скважине и время на проведение измерений, что в конечном счете позволит повысить достоверность и производительность измерений.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для исследования скважины, содержащем спускаемый в скважину на каротажном кабеле расходомер и цилиндрический вытеснитель жидкости в виде колонны герметичных труб с впускным и выпускным клапанами, согласно изобретению вытеснитель жидкости спускают на отдельном тросе, а впускной и выпускной клапаны выполнены обратными и размещены соответственно в нижней и верхней частях колонны герметичных труб.

В связи с тем, что устройство снабжено цилиндрическим вытеснителем жидкости, спускаемым в скважину на отдельном тросе, обеспечивается вытеснение жидкости из скважины, которое сопровождается снижением уровня жидкости при подъеме вытеснителя и повышением уровня жидкости при спуске его в скважину. При подъеме и спуске вытеснителя с постоянной скоростью обеспечивается постоянство уровня жидкости в скважине и соответственно постоянство расхода жидкости в стволе скважины. В связи с тем, что вытеснитель выполнен в виде колонны герметичных труб с обратным впускным и обратным выпускным клапаном соответственно в нижней и верхней части колонны, обеспечивается заполнение внутренней полости труб жидкостью, в результате чего при погруженном в жидкость вытеснителе уровень жидкости в скважине быстрее восстанавливается в исходное статическое состояние и сокращается время, затрачиваемое на проведение измерений.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показано предлагаемое устройство. Устройство содержит эксплуатационную скважину 1, в которую до глубины продуктивного пласта 2 спущен расходомер 3 на картотажном кабеле 4. Выше расходомера 3 в скважину спущен цилиндрический вытеснитель жидкости 5, выполненный в виде колонны герметичных труб. Спуск его осуществляется на специальном тросе 6.

Колонна труб вытеснителя 5 имеет обратный впускной клапан 7 и обратный выпускной клапан 8, размещенные соответственно в нижней и верхней части колонны труб. Наружный диаметр цилиндрического вытеснителя 5 выбирается близким диаметру скважины 1 таким образом, чтобы обеспечивался беспрепятственный спуск вытеснителя в скважину и свободное прохождение каротажного кабеля 4 в зазоре между вытеснителем 5 и стенкой скважины 1. Длина вытеснителя 5 выбирается в зависимости от требуемой величины расхода и длительности его регистрации и может составлять 100 м и более.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. Первоначально в скважину 1 до продуктивного пласта 2 спускают расходомер 3 на каротажном кабеле 4. Далее в скважину 1 спускают цилиндрический вытеснитель 5 на специальном тросе 6. Так как вытеснитель 5 выполнен в виде колонны герметичных труб, то, погружаясь под уровень жидкости, он вытесняет из скважины объем жидкости, равный его объему. При этом уровень жидкости в скважине повышается. Выжидают определенный промежуток времени пока уровень в скважине установится в первоначальное состояние, близкое к статическому. Поднимая на тросе 6 вытеснитель 5, останавливают его на такой глубине, чтобы верхний конец находился на восстановившемся уровне жидкости. В этом состоянии устройство готово к проведению измерений. Далее поднимают вытеснитель 5 с постоянной скоростью. При этом верхний его конец выходит из уровня жидкости, высвобождая объем скважины. В связи с этим уровень в скважине снижается и создается депрессия на пласт, под действием которой из пласта в скважину происходит приток жидкости. С помощью расходомера 3 осуществляется измерение интенсивности притока по глубине, то есть исследуется профиль притока жидкости в скважину. При этом исследования расходомером могут вестись как по точкам, так и при непрерывной записи вдоль продуктивного интервала. В том случае, когда используется вытеснитель 5 с впускным обратным клапаном 7 и выпускным обратным клапаном 8, при его погружении под уровень жидкости происходит заполнение его внутренней полости через впускной обратный клапан 7. Вытесняемый жидкостью воздух при этом выходит через выпускной клапан 8. После заполнения внутренней полости вытеснителя 5 и восстановителя уровня в скважине в первоначальное состояние, близкое к статическому, устройство готово к проведению измерений. При этом в связи с тем, что внутренняя полость вытеснителя 5 заполняется жидкостью, вытесняемый из скважины объем жидкости уменьшается на объем, равный внутренней полости вытеснителя, и соответственно снижается высота подъема уровня жидкости в скважине. В результате уровень жидкости в скважине быстрее восстанавливает свое первоначальное состояние и в конечном счете требуется меньше времени для проведения измерений. Далее вытеснитель 5 поднимают из скважины с постоянной скоростью, вызывая приток жидкости из пласта в скважину и одновременно измеряя расход. При этом обратный впускной клапан 7 закрыт и внутренняя полость вытеснителя 5 остается заполненной жидкостью, обеспечивая высвобождение объема скважины, равного объему цилиндрического вытеснителя 5.

Спускоподъем вытеснителя 5 в скважину может осуществляться с помощью второго каротажного подъемника или с помощью буровой лебедки. При этом обеспечивается постоянный расход по стволу скважины в диапазоне от 1 до 250 м³/сутки. Внедрение предлагаемого устройства позволит сократить расходы на проведение исследований, повысить точность, надежность и достоверность определения интервалов притока жидкости в скважину.

Формула изобретения

Устройство для исследования скважин, содержащее спускаемый в скважину на каротажном кабеле расходомер и цилиндрический вытеснитель жидкости в виде колонны герметичных труб с впускным и выпускным клапанами, отличающееся тем, что вытеснитель жидкости спускают на отдельном тросе, а впускной и выпускной клапаны выполнены обратными и размещены соответственно в нижней и верхней частях колонны герметичных труб.

РИСУНКИ

Рисунок 1