Способ и устройство для контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью

 

Изобретения относятся к бурению скважин и могут быть использованы для контроля забойных параметров в процессе бурения. Способ включает измерение забойных параметров при помощи забойной телеметрической системы и передачу их на антенну, соединенную с наземной приемно-обрабатывающей аппаратурой. Для осуществления способа применяют телеметрическую систему, содержащую скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, передатчик, источник питания, электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны. Антенну устанавливают ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью в дополнительной скважине, заполненной буровым раствором. Дополнительная скважина может быть выполнена с обсадной трубой. Изобретения направлены на повышение надежности передачи забойной информации через экранирующие пласты. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для измерения забойных параметров в процессе бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин в экранирующих пластах с высокой проводимостью, например, в соляных пластах.

Известна забойная телеметрическая система по патенту РФ №2161701, МПК 7 Е 21 В 47/00. Эта система содержит электрический разделитель, немагнитную вставку, глубинный блок с датчиками зенитного угла и азимута и источник питания, а также наземный приемный комплекс. Система использует для передачи информации с забоя на поверхность электромагнитный канал связи.

Недостаток - невозможность использования системы для передачи сигнала через экранирующие пласты с высокой проводимостью.

Известна забойная телеметрическая система, содержащая скважинный модуль с измерительными первичными преобразователями, передатчик, электрический разделитель (А. с. СССР №235661, А., Е 21 В 47/16, от 16.06.69 г.).

Недостаток этого устройства заключается в том, что электрический разделитель находится в нижней части бурильной колонны, в связи с чем не обеспечивается преемлемый уровень сигнала при проведении работ в глубоких и сверхглубоких скважинах.

Этот недостаток частично устранен в изобретении по патенту РФ №2140539, МПК 6 Е 21 В 47/00, 1999.

Забойная телеметрическая система по патенту РФ №2140539 состоит из скважинного модуля с измерительным и первичным преобразователем, передатчика с электрическим диполем, установленным в верхней части колонны бурильных труб и проводного канала связи, соединяющего передатчик со скважинным модулем.

Недостаток этой схемы - ее неработоспособность при бурении в разрезах, содержащих соляные пласты, если электрический диполь установлен ниже соляного пласта и ослабление сигнала в кондукторе, установленном в устье скважины.

Известны способ и устройство для контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью по пат. РФ №2193655. Устройство содержит антенну, подключенную кабелем к наземной приемно-обрабатывающей аппаратуре, скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, передатчик, источник питания и электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны. Кроме того, система содержит дополнительный электрический разделитель, выполненный выше соляного пласта и кабель, соединяющий передатчик с этим электрическим разделителем для обеспечения работоспособности системы, когда передатчик находится ниже соляного пласта. Недостатки системы в том, что в колонне бурильных труб необходимо установить кабель и постоянно его наращивать во время бурения, а дополнительный электрический разделитель постоянно переустанавливать в колонне бурильных труб, это усложняет эксплуатацию и может привести к сбою в передаче сигнала из-за того, что кабель выполнен составным и содержит много мест контакта.

Известны способ и устройство по пат. США №61777882, В1, кл. G 01 V 3/00, опубл. 23.01.2001 г (прототип). Способ включает измерение забойных параметров при помощи забойной телеметрической системы и передачу их на антенну, соединенную с наземной приемно-обрабатывающей аппаратурой, в котором антенну устанавливают ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью. Устройство-прототип содержит антенну, подключенную к наземной приемно-обрабатывающей аппаратуре, скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, источник питания и электрический разделитель, выполняющий функции диполя в результате электрического разделения бурильной колонны, в котором антенна установлена ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью.

Задачи создания изобретения: повышение надежности передачи сигнала при бурении в экранирующих пластах с повышенной проводимостью за счет значительного увеличения эффективной поверхности антенны.

Решение указанных задач в способе решено в способе контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью, включающий измерение забойных параметров при помощи забойной телеметрической системы и передачу их на антенну, установленную ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью и соединенную с наземной приемно-обрабатывающей аппаратурой, за счет того, что указанную антенну устанавливают в дополнительной скважине, заполненной буровым раствором.

Решение указанных задач достигнуто в устройстве для контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью, содержащее скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, передатчик, источник питания, электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны и антенну, установленную ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью и подключенную к наземной приемно-обрабатывающей аппаратуре, отличающееся тем, что указанная антенна установлена в дополнительной скважине, заполненной буровым раствором. Дополнительная скважина выполнена с обсадной трубой.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1...3, где:

На фиг.1 приведена схема устройства с использованием рельефа местности,

на фиг.2 приведена схема устройства без обсадной трубы в дополнительной скважине,

на фиг.3 - схема устройства с обсадной трубой в дополнительной скважине.

Система содержит антенну 1, установленную внутри дополнительной скважины и соединенную кабелем 2, имеющим изоляцию 3 с приемным устройством 4. Приемное устройство 4 соединено с компьютером 5. Обычно применяют персональный компьютер типа “Пентиум”. Операционные системы Windows-95, -98, - ХР, передача сигнала по протоколу RS-232. К компьютеру 5 подсоединены монитор 6 и принтер 7. В колонне бурильных труб 8 установлен источник питания 9 и скважинный прибор 10, содержащий в свою очередь измерительные первичные преобразователи 11 и передатчик 12. Скважинный прибор 10 установлен против электрического разделителя 13. Ниже него установлены отклоняющая компоновка 14, забойный двигатель 15 и долото 16. Антенна 1. установлена ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью (соляного пласта) 17. Дополнительная скважина 18 пробурена рядом и заполнена буровым раствором 19 (фиг.1 и 2). В ней может быть установлена обсадная колонна 20 фиг.3.

При работе собирают забойную телеметрическую систему в компоновке согласно фиг.1 или 2. Дополнительную скважину заполняют буровым раствором. Возможен вариант с применением обсадной трубы 19. До того, как турбобур пройдет экранирующий пласт с высокой проводимостью 17 контроль телеметрических параметров либо не ведется, либо осуществляется на антенну, установленную около бурильной колонны и частично углубленную в грунт (на фиг.1 и 2 не показано) или осуществляют прием сигнала на антенну 1. После прохождения экранирующего пласта с высокой проводимостью 17 сигнал со скважинного прибора 10 передается на передатчик 12 и далее через буровой раствор 19 на антенну 1 (фиг.1 и 2). При наличии обсадной колонны 20 сигнал передается через обсадную колонну 20, буровой раствор 19, на антенну 1 и далее по кабелю 2 на приемное устройство 4, компьютер 5 и при необходимости на монитор 6 и принтер 7.

Применение изобретения позволило: обеспечить бесперебойную передачу забойной информации через экранирующие пласты с высокой проводимостью за счет увеличения эффективной площади поверхности антенны Г до размеров обсадной колонны 19, использовать для установки антенны заброшенные скважины, улучшить эксплуатационные качества системы.

Формула изобретения

1. Способ контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью, включающий измерение забойных параметров при помощи забойной телеметрической системы и передачу их на антенну, установленную ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью и соединенную с наземной приемно-обрабатывающей аппаратурой, отличающийся тем, что указанную антенну устанавливают в дополнительной скважине, заполненной буровым раствором.

2. Устройство для контроля забойных параметров в экранирующих пластах с высокой проводимостью, содержащее скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, передатчик, источник питания, электрический разделитель, выполняющий функции диполя, образованного в результате электрического разделения бурильной колонны, и антенну, установленную ниже экранирующего пласта с высокой проводимостью и подключенную к наземной приемно-обрабатывающей аппаратуре, отличающееся тем, что указанная антенна установлена в дополнительной скважине, заполненной буровым раствором.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительная скважина выполнена с обсадной трубой.

РИСУНКИ