Пробоотборник текучей среды под давлением для мониторинга геологического газохранилища

Изобретение относится к технической области разработки подземных недр, разработки газоносного пласта-коллектора, к области мониторинга геологического объекта хранилища газа. Техническим результатом является повышение эффективности отбора образца флюида под давлением, обеспечение полного наполнения камеры пробоотборника и передача флюида за пределы камеры при контроле давления. Устройство отбора проб флюидов под давлением из скважины содержит камеру пробоотборника, определяющую внутренний объем для приема флюида, корпус, расположенный сверху на камере пробоотборника, средства циркуляции флюида в указанной камере, средства удержания флюида в указанной камере и средства перекачки флюида за пределы указанной камеры. Указанный корпус содержит упругий элемент и средства для снятия натяжения или для сжатия упругого элемента, которые содержат кольцо с прорезью, которое взаимодействует с ручкой для сжатия и снятия натяжения упругого элемента. Средства удержания содержат первый поршень, выполненный с возможностью открывать или преграждать вход флюида в нижнюю часть указанной камеры. Также указанный первый поршень перемещается посредством упругого элемента, расположенного в камере, наполненной маслом. Указанные средства перекачки содержат средства контроля опускания второго поршня с верхней части в направлении нижней части указанной камеры, так что указанный флюид остается под постоянным давлением в камере. Способ мониторинга разработки подземного геологического объекта реализуется с использованием указанного устройства и содержит отбор проб флюида под давлением посредством контролируемой скважины, а также включает этап активирования ручки, так что сжимается упругий элемент. Затем опускают устройство в положении "открыто" в контролируемую скважину посредством кабеля, закрепленного на верхней части устройства. Далее на определенной глубине устройство оставляют в положении "открыто" в течение определенного промежутка времени. Далее активируют ручку, так что снимается натяжение упругого элемента и устройство переходит в положении "закрыто" и поднимают устройство на поверхность. Указанный флюид перекачивают за переделы камеры устройства давлением на верхний поршень, сохраняя при этом давление под контролем посредством датчика давления, так что давление в камере остается постоянным и осуществляют анализы отобранного флюида. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к технической области разработки подземных недр, как-то разработки газоносного пласта-коллектора (хранение/откачка газа, добыча газа) и мониторингу этих работ (загрязнение водоносных пластов при реализации работ). Конкретно, изобретение относится к области мониторинга геологического объекта хранилища газа, такого как диоксид углерода (СО2) или метан.

В частности, изобретение относится к устройствам отбора проб флюидов и, в частности, к устройству отбора флюидов под давлением в скважине, трубопроводе, трубе или в аналогичных местах.

Флюиды, находящиеся в скважинах, часто необходимо отбирать, для определения их состава с целью выделения геологических коллекторов, в частности, для мониторинга геологического объекта хранилища газа.

Чтобы проследить изменение флюидов, закаченных в пористую среду, предпринимателями разработаны многочисленные методы.

Известны, например, методы геохимического мониторинга объектов геологического хранилища СО2, основанных на исследовании летучих видов (especes volatiles). Эти методы описаны в патентных документах FR 2.972.758 (6283) и FR 2.974.358 (6297).

Эти методы применяются, главным образом, на уровне двух блоков:

- на уровне пласта-коллектора/соляных водоносных пластов, где главная цель состоит в количественном определении растворенного СО2 и осевшего и, следовательно, установить фактический баланс массы;

- на уровне водоносных пластов, лежащих поверх породного слоя (cap-rock), где главная цель состоит в том, чтобы возможно раньше диагностировать утечку.

Чтобы претворить на практике эти методы, необходимо располагать устройством отбора проб флюидов под давлением в скважине, пробуренной сквозь геологическую формацию. Такое устройство называется пробоотборником.

Известны устройства для отбора проб, так называемые FTS (Flow Through Sampler), которые позволяют получить образцы флюида из скважины, пробуренной сквозь геологическую формацию. Такое устройство состоит из камеры пробоотборника с пружинным клапаном на каждом конце. Блокировочный механизм соединяет затворы и удерживает их вместе открытыми. Выше камеры находится часовой механизм, который программирует время закрытия, и механизм выключения, который освобождает затворы. На нижнем конце находятся средства, которые обеспечивают проникновение флюида. Наверху находится разъем кабеля для фиксации кабеля.

Из патента US 5945611 А известно устройство отбора образцов флюидов под давлением в трубопроводе, трубе или аналогичных местах. Это устройство содержит множество поршней, корпус, содержащий общий проход, в котором указанные поршни монтируются с возможностью перемещения скольжением, боковой вход и боковое выходное отверстие, расположенное внутри указанного прохода и которое сообщается с трубопроводом, причем указанные входное и выходное отверстия расположены таким образом, что движение поршней может закрывать и открывать указанные входное и выходное отверстия.

Из патента US 5896926 известно устройство для отбора на месте образцов флюидов подземного водоносного пласта в статическом состоянии, без пертурбации окружающей среды, но содержащее «пакер», чтобы изолировать систему отбора проб относительно зоны, расположенной выше над ней, а также систему откачки непосредственно в указанном пробоотборнике для «засоса» флюида в камеру пробоотборника.

Изобретение имеет задачей разработку устройства отбора проб флюидов под давлением из скважины, которое позволяет отбирать образцы флюида под давлением, обеспечивая полное наполнение камеры пробоотборника и передачу флюида за пределы камеры при контроле давления.

Для решения этой задачи устройство содержит, с одной стороны, поршень, контролируемый пружиной, который погружен в камеру с маслом, для отбора образца флюида и, с другой стороны, второй поршень для выталкивания флюида при передаче.

Устройство удерживается в открытом или закрытом положении сжатой пружиной, помещенной в наполненной маслом камере. Содержащееся в камере пружины масло позволяет амортизировать эффект декомпрессии и производить отбор проб без рывков.

Устройство позволяет сохранять отобранный флюид благодаря механическому действию твердого поршня сквозь ручной затвор. Эта конструкция позволяет исключить ртутные системы или системы с флюидным поршнем и позволяет сохранить весь или часть флюида в условиях контролируемого давления. Более того, эта конструкция позволяет исключить компенсационную камеру и камеру с маслом по типу используемой практически всеми известными пробоотборниками.

Устройство согласно изобретению

В общем плане, изобретение относится к устройству отбора проб флюидов под давлением из скважины, содержащему камеру пробоотборника (01), определяющую внутренний объем для приема флюида, корпус (10, 03, 08), расположенный сверху на камере пробоотборника, средства циркуляции флюида в указанной камере, средства удержания флюида в указанной камере и средства перекачки флюида за пределы указанной камеры. Согласно изобретению:

- средства удержания содержат первый поршень (05), выполненный с возможностью открывать или преграждать вход флюида в нижнюю часть камеры (01), причем первый поршень перемещается средствами, содержащими упругий элемент (20), расположенный в камере, наполненной маслом;

- средства перекачки, содержащие средства контроля опускания второго поршня (02) с верхней части в направлении нижней части камеры, так что флюид остается под постоянным давлением в камере (01).

Согласно изобретению, первый поршень (05) может быть связан с упругим элементом (20) посредством прямолинейного элемента (04, 07), так что когда упругий элемент (20) сжат, прямолинейный элемент выталкивает первый поршень (05) из камеры пробоотборника (01) и позволяет флюиду войти в камеру пробоотборника (01). Когда же упругий элемент (20) не нагружен, прямолинейный элемент взаимодействует со вторым поршнем (02) и герметично закрывает камеру пробоотборника (01) в ее верхней части, и прямолинейный элемент поднимает первый поршень (05) и герметично закрывает камеру пробоотборника (01) в ее нижней части.

Согласно форме осуществления, прямолинейный элемент содержит шток (04), второй поршень (02) имеет центральное отверстие, что позволяет верхней части штока (04) скользить и обеспечивает герметичное запирание нижней частью штока (04), причем диаметр нижней части штока (04) больше, чем диаметр верхней части.

Камера пробоотборника (01) может быть закрыта в своей нижней части наконечником (06), который снабжен, по меньшей мере, одним первым отверстием, причем наконечник (06) имеет длину, которая позволяет первому поршню (05) впустить флюид в камеру пробоотборника (01) через первое отверстие, когда упругий элемент (20) сжат.

Согласно изобретению, средства циркуляции могут содержать, по меньшей мере, одно первое выходное отверстие флюида в верхней части камеры и, по меньшей мере, одно второе отверстие на наконечнике (06).

Корпус (10, 03, 08) может содержать, по меньшей мере, одну трубу (10, 03, 08), причем корпус содержит упругий элемент (20) и средства (07, 22, 09, 23) для снятия натяжения или для сжатия упругого элемента (20).

Средства (07, 22, 09, 23) для снятия натяжения или для сжатия упругого элемента (20) могут содержать кольцо с прорезью (09), которое монтируют с возможностью скольжения в корпусе (10, 03, 08) и которое взаимодействует с ручкой (23) для сжатия и снятия натяжения упругого элемента (20).

Средства (07, 22, 09, 23) для снятия натяжения или для сжатия упругого элемента (20) могут быть соединены с электрическим двигателем или с часовым механизмом (24).

Электрический двигатель или часовой механизм (24) могут быть позиционированы в трубе (11), содержащей игольчатый затвор (26) и фитинг высокого давления для наполнения маслом камеры упругого элемента (20).

Упругий элемент (20) может представлять собой пружину или набор пружинных шайб типа Belleville.

Согласно изобретению, поршень перекачки (12) может монтироваться таким образом, что толкает второй поршень (02), причем поршень перекачки (12) полый внутри и выполнен так, что штырь (04) скольжением перемещается внутрь.

Наконечник (06) может быть демонтирован с указанной камеры пробоотборника (01) и заменен наконечником (13) без отверстия, что позволяет удерживать указанный первый поршень (05) внутри указанной камеры.

Наконец, согласно изобретению, первый поршень (05) может быть снабжен игольчатым затвором (25) и фитингом высокого давления, что обеспечивает удаление флюида из камеры пробоотборника (01).

Изобретение относится также к использованию устройства по одному из предыдущих требований, в котором реализуется мониторинг разработки подземного геологического объекта путем отбора проб флюида под давлением посредством контролируемой скважины, отличающемуся тем, что реализуются следующие этапы:

- активируют ручку, так что сжимается упругий элемент;

- опускают устройство в положении «открыто» в контролируемую скважину посредством кабеля, закрепленного на верхней части устройства;

- на определенной глубине устройство оставляют в положении «открыто» в течение определенного промежутка времени;

- активируют ручку, так что снимается натяжение упругого элемента и устройство переходит в положение «закрыто»;

- поднимают устройство на поверхность;

- указанный флюид перекачивают за пределы камеры устройства давлением на верхний поршень, сохраняя при этом давление под контролем посредством датчика давления, так что давление в камере остается постоянным;

- осуществляют анализы отобранного флюида.

Разработка подземного геологического объекта может состоять в мониторинге геологического объекта СО2, или в мониторинге объекта хранения/откачки природного газа, или в мониторинге объекта разработки сланцевого газа.

Другие признаки и преимущества устройства согласно изобретению станут очевидными из нижеследующего описания неограничивающих примеров осуществления изобретения, приводимых со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 изображает устройство в положении «открыто». Фигура справа представляет разрез по оси А-А с фигуры слева;

Фиг. 2 - нижнюю часть устройства;

Фиг. 3 - устройство в положении «закрыто». Фигура в центре представляет разрез по оси В-В с фигуры слева, а фигура справа - разрез по оси С-С с фигуры в центре;

Фиг. 4 - центральную часть устройства;

Фиг. 5 - верхнюю часть устройства;

Фиг. 6 - распределение флюида, отобранного в нижней части устройства;

Фиг. 7 - положение в форме «передача». Фигура в центре представляет разрез по оси А-А с фигуры слева с наполненной флюидом камерой, а фигура справа - разрез по оси А-А с фигуры слева с опустошенной камерой;

Фиг. 8, 9 и 10 иллюстрируют трехмерные изображения устройства.

Детальное описание устройства

Устройство согласно изобретению для отбора проб флюида под давлением основано на принципе так называемых пробоотборников FTS (Flow Through Sampler), в которых жидкость скважины свободно циркулирует внутрь устройства.

На фиг. 1-10 иллюстрируется устройство согласно изобретению для отбора проб флюида под давлением. На этих фигурах используются одинаковые позиции. Устройство содержит, по меньшей мере:

1 - камеру пробоотборника (01);

2 - корпус (10, 03, 08), расположенный сверху над указанной камерой пробоотборника;

3 - средства циркуляции флюида в указанной камере;

4 - средства поддержания флюида в указанной камере, и

5 - средства перекачки флюида за пределы указанной камеры.

Согласно изобретению, средства поддержания содержат один первый поршень (05), выполненный с возможностью открывать или преграждать вход флюида в нижнюю часть камеры (01), причем указанный первый поршень перемещается средствами, содержащими упругий элемент (20), который расположен в камере, наполненной маслом, внутри указанного корпуса и связан с указанным поршнем посредством штыря (04).

Средства перекачки, содержащие средства контроля опускания второго поршня (02) с верхней части в нижнюю часть указанной камеры, так что указанный флюид остается под постоянным давлением в указанной камере (01).

Описание устройства

Фиг. 1 иллюстрирует устройство в положении «открыто». Фигура справа - это разрез по оси А-А с фигуры слева. На фиг. 2 показана нижняя часть устройства. Фиг. 3 иллюстрирует устройство в положении «закрыто». Фигура по центру представляет разрез по оси В-В с фигуры слева, а фигура справа - разрез по оси С-С с фигуры по центру. Фиг. 4 показывает центральную часть устройства. Устройство согласно изобретению содержит также (фиг. 1) камеру пробоотборника (01). Эта камера служит для приема флюида под давлением (при условии дна). Камера пробоотборника может содержать кольцо (01), которое определяет внутренний объем для приема флюида. Нижняя часть камеры (01) может быть ввинчена в нижний наконечник (06), который содержит, по меньшей мере, одно отверстие для входа флюида. Что касается верхней части камеры (01), то она ввинчена в корпус (10, 03, 08). Камера содержит также отверстие в ее верхней части, так что позволяет флюиду циркулировать внутрь камеры: флюид проникает через нижнее отверстие камеры или через нижнее отверстие наконечника (06) и выходит на уровне отверстия камеры в ее верхней части.

Корпус содержит камеру, наполненную маслом, в которое погружен упругий элемент (20). Этот упругий элемент может быть представлен пружиной или набором шайб типа Belleville. Посредством распорки (07) и штока (04) он соединен с нижним поршнем (05).

Этот поршень (05) выполнен с возможностью открывать или преграждать вход флюида под давлением в нижнюю часть камеры (01). С этой целью в верхнем положении поршень (05) помещен, по меньшей мере, частично в камере (01), в ее нижней части, он герметично отсекает вход в нее (поршень содержит, например, уплотнения). В нижнем положении поршень выходит из камеры (01), открывая проход флюиду. Когда камера (01) снабжена нижним наконечником (06), этот наконечник (06) имеет длину, которая позволяет нижнему поршню (5) выйти из камеры и, следовательно, открывает проход флюиду в камеру пробоотборника (01) через отверстие.

Таким образом, когда упругий элемент (20) сжат (фиг. 1 и 2), шток (04) при помощи распорки (07) выталкивает нижний поршень (05) из камеры пробоотборника (01), так что позволяет флюиду войти в камеру. Наоборот, когда упругий элемент (20) не нагружен (фиг. 3 и 4), шток (04) поднимает нижний поршень (05), чтобы герметично закрыть камеру пробоотборника (01) в ее нижней части.

Как иллюстрируют фиг. 1 и 2, нижний поршень (05) может быть оборудован игольчатым клапаном (25) и фитингом высокого давления, который позволяет удалять флюид из камеры пробоотборника (01), когда устройство поднято, и образец флюида должен анализироваться.

Второй поршень (02), так называемый верхний поршень, позиционируют в камере (01), на ее верхнем конце, когда флюид не перекачивается за пределами камеры. Этот верхний поршень (2) выполнен с возможностью перемещения скольжением в камере с одного конца в другой. Он имеет центральное отверстие, что позволяет верхней части штока (04) скользить и обеспечивает герметичное запирание нижней частью штока (04), причем диаметр нижней части штока (04) больше, чем диаметр верхней части. Таким образом, когда упругий элемент (20) не нагружен, шток (04) взаимодействует с верхним поршнем (02), чтобы герметично закрыть указанную камеру пробоотборника (01) в ее верхней части. С этой целью шток (04) имеет заплечик, который запирает отверстие верхнего поршня (02). Этот верхний поршень (02) может быть заблокирован подогнанными блокировочными винтами (27).

Камера может быть закрыта на уровне ее верхней части одним элементом корпуса (10, 03, 08), который называется соединительным патрубком (10). Этот соединительный патрубок соединен с верхней трубой (08) посредством другой трубы (03).

Верхняя труба (08) содержит упругий элемент (20) и средства (07, 22, 09, 23) для снятия его натяжения или сжатия. Эти средства содержат:

- распорку для упора пружины (07) со шпилькой (21) и ее гайками (22);

- кольцо с прорезью (09), которое снимает натяжение или блокирует пружину в натяжении;

- ручку (23), которая удерживает пружину в натяжении.

Наконец, фиг. 5 изображает верхнюю часть устройства. Средства (07, 22, 09, 23) для снятия натяжения или для сжатия указанного упругого элемента (20) связаны с электрическим двигателем или часовым механизмом (24). Эта моторная часть расположена в несущей трубе (11), которая закреплена на корпусе (10, 03, 08) на уровне верхней трубы (08). Эта моторная часть установлена на подвесной детали (14), чтобы закрепить устройство на кабеле и опустить его в скважину.

Двигатель или часовой механизм взаимодействуют с ручкой посредством оси.

Кроме того, несущая труба (11) оснащена игольчатым клапаном (26) и фитингом высокого давления для наполнения маслом камеры пружины.

Далее, устройство согласно изобретению содержит вспомогательные запорные средства (не показаны), которые позволяют освободить камеру (01) от части отобранного флюида при подъеме нижнего поршня (05), чтобы масло не мешало закрытию.

Функционирование устройства

Устройство в положении «открыто» (фиг. 1, 2 и 6)

В открытом положении флюид под давлением свободно циркулирует внутри камеры пробоотборника (01). В этом положении пружина (20) нагружена и удерживается на определенном уровне сжатия (например, 80%) ручкой (23), соединенной с осью двигателя (или часового механизма).

В этой конфигурации нижний поршень (05) находится в нижнем положении. Следовательно, флюид из скважины свободно проходит через камеру пробоотборника (например, при опускании пробоотборника в скважину). В нижней части камеры флюид проходит через отверстия наконечника (06), флюид поднимается в камеру и проходит между штоком (04) и верхним поршнем (02). Сочетание перфораций и отверстий позволяет флюиду циркулировать через продолговатые отверстия кольца (01). Затемненные зоны на фиг. 6 указывают на присутствие флюида.

Согласно форме осуществления, продолговатые отверстия камеры (01) и наконечника (06) оснащены сеткой (например, с ячейками 80 мкм), чтобы процеживать твердые частицы флюида.

Устройство в положении «закрыто»: блокировка камеры пробоотборника (фиг. 3)

Чтобы отключить отбор пробы, пружина (20) разгружается. С этой целью ручку (23) поворачивают и, совершив 1/4 оборота, она находится напротив отверстия кольца (09). При этом пружина (20) освобождается и теряет натяжение, увлекая с собой распорку (07), шток (04) и нижний поршень (05). Поскольку камера пружины наполнена маслом, подъем осуществляется без рывков и не создает пертурбации в отношении отобранного флюида.

После разгрузки пружины поршень (05) находится в нижней части кольца (01) и обеспечивается герметичность в нижней части камеры пробоотборника. В верхней части шток (04) обеспечивает герметичность на верхнем поршне (02) за счет более широкого диаметра в основании штока. Образец флюида изолируется и герметизируется. Пробоотборник может быть поднят на поверхность.

Для поворота ручки описаны две формы осуществления:

- оператор на поверхности активирует электрический двигатель (24) в подходящий момент. Этот двигатель поворачивает ручку (23);

- часовой механизм устройства автономно активирует ручку (23) в запрограммированный день и час.

Устройство в положении «перекачки» (фиг. 7)

Фиг. 7 иллюстрирует положение на стадии «перекачки». Фигура в центре представляет разрез по оси А-А фигуры слева камеры, наполненной флюидом, и фигура справа - разрез по оси А-А с фигуры слева опустошенной камеры. После подъема устройства на поверхность образец флюида может быть перекачен. С этой целью необходимо:

- отвинтить наконечник (06) и заменить его наконечником (13), который позволяет блокировать нижний поршень (05) в его положении внутри камеры (01);

- сцедить масло из камеры пружины через игольчатый клапан (26) и собрать масло за счет подсоединения к фитингу высокого давления НР;

- демонтировать «моторную и подвесную» часть, вывинтив соединительный патрубок (11);

- вывинтить трубу (8);

- отвинтить гайки (22) и шпильку (21);

- вывинтить соединительный патрубок (03) и демонтировать его вместе с распоркой для упора (07) и пружиной (20);

- вставить поршень перекачки (12) до упора с верхним поршнем (02);

- вывинтить блокировочные винты (27);

- подсоединиться к фитингу высокого давления НР нижнего поршня (05);

- выполнить движение перекачки поршня (12) на верхний поршень (02) и открыть игольчатый клапан (25);

- перекачка завершена, как только верхний поршень (02) стыкуется с нижним поршнем (05).

Фиг. 8, 9 и 10 иллюстрируют трехмерные изображения устройства.

Использование устройства

Изобретение относится также к способу мониторинга разработки подземного геологического объекта. Речь может идти о:

- мониторинге объекта геологического хранилища СО2;

- мониторинге объекта хранения/откачки природного газа;

- мониторинге объекта геотермии; или

- мониторинге объекта разработки сланцевого газа.

Использование устройства согласно изобретению для реализации мониторинга разработки подземного геологического объекта путем отбора проб флюида под давлением посредством контролируемой скважины содержит следующие этапы:

- активируют ручку, так что сжимают упругий элемент;

- опускают устройство в положении «открыто» в контролируемую скважину посредством кабеля, закрепленного на верхней части устройства;

- на определенной глубине устройство оставляют в положении «открыто» в течение определенного промежутка времени;

- активируют ручку, так что освобождают упругий элемент и устройство переходит в положение «закрыто»;

- поднимают устройство на поверхность;

- указанный флюид перекачивают за переделы камеры устройства давлением на верхний поршень, сохраняя при этом давление под контролем посредством датчика давления, так что давление в камере остается постоянным;

- осуществляют анализы отобранного флюида, такие как анализ водосодержащих катионных и анионных видов (especes), анализ элементов так называемых «следов», анализы органического и неорганического растворенного углерода, анализы растворенных газов (основных и инертных газов).

Это устройство имеет преимущество в том, что может быть опущено в открытом положении в подземную среду, так что устраняются проблемы, связанные с открытием внутри подземной среды и возможностью полного наполнения камеры отбора проб.

Все анализы анализируются и позволяют фактически определить, имеется ли утечка СО2 на уровне объекта хранения, и о какой утечке идет речь.

Для поворота ручки возможны две формы осуществления:

- оператор на поверхности активирует электрический двигатель (24) в подходящий момент. Этот двигатель поворачивает ручку (23);

- часовой механизм устройства автономно активирует ручку (23) в запрограммированный день и час.

1. Устройство отбора проб флюидов под давлением из скважины, содержащее камеру пробоотборника (01), определяющую внутренний объем для приема флюида, корпус (10, 03, 08), расположенный сверху на камере пробоотборника, средства циркуляции флюида в указанной камере, средства удержания флюида в указанной камере и средства перекачки флюида за пределы указанной камеры, отличающееся тем, что
- указанные средства удержания содержат первый поршень (05), выполненный с возможностью открывать или преграждать вход флюида в нижнюю часть указанной камеры (01), причем указанный первый поршень перемещается посредством упругого элемента (20), расположенного в камере, наполненной маслом;
- указанные средства перекачки содержат средства контроля опускания второго поршня (02) с верхней части в направлении нижней части указанной камеры, так что указанный флюид остается под постоянным давлением в камере (01).

2. Устройство по п. 1, в котором первый поршень (05) связан с упругим элементом (20) посредством прямолинейного элемента (04, 07), так что когда упругий элемент (20) сжат, указанный прямолинейный элемент выталкивает первый поршень (05) из камеры пробоотборника (01) и позволяет флюиду войти в камеру пробоотборника (01).

3. Устройство по п. 1, в котором первый поршень (05) связан с упругим элементом (20) посредством прямолинейного элемента (04, 07), так что когда упругий элемент (20) не нагружен, прямолинейный элемент взаимодействует со вторым поршнем (02) и герметично закрывает камеру пробоотборника (01) в ее верхней части, и прямолинейный элемент поднимает первый поршень (05) и герметично закрывает камеру пробоотборника (01) в ее нижней части.

4. Устройство по одному из пп. 2 и 3, в котором прямолинейный элемент содержит шток (04), второй поршень (02) имеет центральное отверстие, что позволяет верхней части штока (04) скользить и обеспечивает герметичное запирание нижней частью штока (04), причем диаметр нижней части штока (04) больше, чем диаметр верхней части.

5. Устройство по п. 1, в котором камера пробоотборника (01) закрыта в своей нижней части наконечником (06), который снабжен, по меньшей мере, одним первым отверстием, причем наконечник (06) имеет длину, которая позволяет первому поршню (05) обеспечить вход флюида в камеру пробоотборника (01) через указанное первое отверстие, когда упругий элемент (20) сжат.

6. Устройство по п. 1, в котором указанные средства циркуляции содержат, по меньшей мере, одно первое выходное отверстие флюида в верхней части указанной камеры и, по меньшей мере, одно второе отверстие на наконечнике (06).

7. Устройство по п. 1, в котором корпус (10, 03, 08) содержит, по меньшей мере, одну трубу (10, 03, 08), причем указанный корпус содержит упругий элемент (20) и средства (07, 22, 09, 23) для снятия натяжения или для сжатия упругого элемента (20).

8. Устройство по п. 7, в котором средства (07, 22, 09, 23) для снятия натяжения или для сжатия указанного упругого элемента (20) содержат кольцо с прорезью (09), которое монтируют с возможностью скольжения в корпусе (10, 03, 08) и которое взаимодействует с ручкой (23) для сжатия и снятия натяжения упругого элемента (20).

9. Устройство по п. 7, в котором средства (07, 22, 09, 23) для снятия натяжения или для сжатия упругого элемента (20) соединены с электрическим двигателем или с часовым механизмом (24).

10. Устройство по п. 9, в котором электрический двигатель или часовой механизм (24) позиционированы в трубе (11), содержащей игольчатый затвор (26) и фитинг высокого давления для наполнения маслом камеры упругого элемента (20).

11. Устройство по п. 1, в котором упругий элемент (20) представляет собой пружину или набор пружинных шайб типа Belleville.

12. Устройство по п. 2, в котором передаточный поршень (12) монтируют таким образом, что он толкает второй поршень (02),
причем поршень перекачки (12) выполнен полым внутри и выполнен так, что штырь (04) скольжением перемещается внутрь.

13. Устройство по п. 1, в котором наконечник (06) может быть демонтирован с камеры пробоотборника (01) и заменен наконечником (13) без отверстия, что позволяет удерживать первый поршень (05) внутри указанной камеры.

14. Устройство по п. 1, в котором первый поршень (05) снабжен игольчатым затвором (25) и фитингом высокого давления, что обеспечивает удаление флюида из камеры пробоотборника (01).

15. Способ использования устройства по одному из пп. 1-14, в котором реализуется мониторинг разработки подземного геологического объекта путем отбора проб флюида под давлением посредством контролируемой скважины, отличающийся тем, что реализуются следующие этапы:
- активируют ручку, так что сжимается упругий элемент;
- опускают устройство в положении "открыто" в контролируемую скважину посредством кабеля, закрепленного на верхней части устройства;
- на определенной глубине устройство оставляют в положении "открыто" в течение определенного промежутка времени;
- активируют ручку, так что снимается натяжение упругого элемента и устройство переходит в положении "закрыто";
- поднимают устройство на поверхность;
- указанный флюид перекачивают за переделы камеры устройства давлением на верхний поршень, сохраняя при этом давление под контролем посредством датчика давления, так что давление в камере остается постоянным;
- осуществляют анализы отобранного флюида.

16. Способ по п. 15, в котором разработка подземного геологического объекта состоит в мониторинге геологического объекта СО2, или в мониторинге объекта хранения/откачки природного газа, или в мониторинге объекта разработки сланцевого газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для испытания продуктивных горизонтов в нефтяных и газовых скважинах. Техническим результатом является упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства.

Изобретение относится к способам, которые могут информировать оператора пробоотборника о заполнении пробоотборной камеры. Техническим результатом является повышение эффективности принятия решения об отборе проб и регулировке.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для отбора проб из манифольда арматуры устья нефтедобывающей скважины, а также при отборе проб жидкости из трубопровода.

Изобретение относится к способу, устройству и системе распознавания ископаемых. Техническим результатом является определение происхождения шлама/ископаемых, особенно в вертикальных разведочных скважинах.

Группа изобретений относится к технологии и технике отбора проб из сред, подверженных расслоению, и может найти применение в нефтяной и других отраслях промышленности народного хозяйства.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при проведении промысловых гидродинамических, газоконденсатных исследований скважин в процессе разведки и разработки газовых и газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к газонефтедобыче и может быть использовано на стадии эксплуатации скважин газовых и газоконденсатных месторождений для определения природы воды, поступающей в продукцию скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при проведении исследований для определения состава продукции отдельных пластов и в целом скважины.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для отбора проб воздуха из грунта в местах подземных переходов магистральных газопроводов под водными и иными преградами, в местах расположения подземных газовых хранилищ, емкостей и т.д.

Изобретение относится к отбору образцов пластовых флюидов. Техническим результатом является снижение загрязненности флюидов при вводе в скважинный инструмент и/или прохождении через скважинный инструмент.

Группа изобретений относится к области техники, связанной с использованием раствора(ов) на основе полимеров в подземных пластах месторождений, в частности в методах повышения нефтеотдачи пласта. Отбирают пробу водного раствора водорастворимого полимера, протекающего в основном контуре циркуляции, обеспечивая возможность проведения в условиях воздуха окружающей среды, по меньшей мере, одного анализа взятой пробы. Анализ позволяет определить, по меньшей мере, одно свойство водорастворимого полимера. В водный раствор водорастворимого полимера периодически добавляют стабилизирующий раствор до или после отбора пробы из основного контура циркуляции так, чтобы получить пробу, содержащую смесь водного раствора водорастворимого полимера и стабилизирующего раствора, в которой водорастворимый полимер защищен от разрушающих воздействий, которым он может быть подвержен, в отсутствии стабилизирующего раствора, в атмосфере, содержащей, по меньшей мере, 10 об.% кислорода. Второй способ включает стадию отбора пробы из объема водного раствора водорастворимого полимера в емкость для проб с помощью трубопровода для отбора проб, снабженного запорным элементом, не создающим сдвиговых напряжений, и стадию добавления в емкость для проб стабилизирующего раствора. Причем указанные стадии отбора пробы и добавления осуществляют в герметичных условиях. Устройство (1) для отбора проб (100) из водного раствора полимера, предназначенное для соединения с основным контуром (II), в котором циркулирует водный раствор (200) полимера, содержит первую емкость (1) и вторую емкость (2). Первая емкость (1) для проб предназначена для хранения пробы (100), из которой отбирают пробы, и содержит вход (5) для водного раствора полимера, из которого отбирают пробы, и трубопровод (3) для отбора проб, соединенный с этим входом (5), выход (8) и выходной трубопровод (7), снабженный выходным запорным элементом (9) и соединенный с выходом (8). При этом трубопровод (3) снабжен запорным элементом (6), не создающим сдвиговых напряжений и предназначенным для соединения с основным контуром. Вторая емкость (2) - питающая - предназначена для хранения стабилизирующего раствора (300) и содержит выход (10) для стабилизирующего раствора (300) и соединительный трубопровод (4), соединенный с выходом (10), снабженный питающим запорным элементом (11) и обеспечивающий, по меньшей мере, частично соединение между питающей емкостью (2) и емкостью (1) для проб. При этом емкость (1) для проб герметично изолирована при закрытии запорного элемента (6) для отбора проб, выходного запорного элемента (9) и питающего запорного элемента (11). 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для выявления скважин-обводнительниц и водоприточных интервалов. Способ включает проведение без остановки скважин фоновых и мониторинговых влагометрических исследований всего действующего фонда, на основании которых выявляют группу скважин, возможных обводнительниц. Путем изменения депрессии регистрируют приращение значений паровой фазы, скорости и дебита газового потока в ту или иную сторону или отсутствие приращений. На основании полученных результатов выявляют скважину–обводнительницу. В ней проводят ядерные исследования для выявления интервала обводнения или нескольких интервалов. В указанных интервалах осуществляют геолого-технические мероприятия по водоизоляционным работам с целью повышения коэффициента извлекаемости газа. Технический результат заключается в повышении достоверности определения скважин-обводнительниц и водоприточных интервалов. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для измерения параметров пластовых флюидов по глубинным пробам непосредственно на скважине без применения стационарных PVT установок. Техническим результатом является повышение качества отбираемой глубинной пробы. Глубинный пикнометр «Пентометр» состоит из гидравлического реле времени, включающего сообщающиеся между собой через гидравлическое сопротивление масляную камеру с расположенным в ней подвижным разделительным поршнем и балластную камеру. К масляной камере подсоединен полый корпус со вставленной внутрь него пикнометрической камерой, имеющей входные отверстия для поступления в нее глубинной пробы. Внутри пикнометрической камеры расположены верхний и нижний подвижные поршни с плоскими торцами, причем нижний подвижный поршень имеет канал с запорным элементом для вывода отобранной глубинной пробы и шток, проходящий сквозь уплотненное отверстие в верхнем подвижном поршне и имеющий на конце упор. Верхний и нижний подвижные поршни в исходном положении плоскими торцами плотно с усилием прижаты друг к другу. Линия смыкания указанных поршней находится напротив входных отверстий для поступления глубинной пробы в пикнометрическую камеру. Пространство над верхним подвижным поршнем сообщено со скважинным пространством, а поршень гидравлического реле времени связан с верхним подвижным поршнем с возможностью их совместного перемещения в крайние положения после холостого хода поршня гидравлического реле времени с заданной гидравлическим реле времени скоростью, предотвращающей выделение газа в отбираемой глубинной пробе. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Методология для выполнения отбора образцов флюидов в скважине, проходящей пласт-коллектор, и флюидного анализа образов флюидов для определения их свойств (включая содержание асфальтенов). Используется по меньшей мере одна модель для прогнозирования содержания асфальтенов как функции участка в пласт-коллекторе. Спрогнозированное содержание асфальтенов сравнивается с соответствующим содержанием, измеренным с помощью флюидного анализа, для определения, соотносятся ли асфальтены в образцах флюидов с конкретными асфальтеновыми типами (к примеру, асфальтеновыми кластерами в целом в тяжелой нефти). Если это так, используется вязкостная модель для определения вязкости пластовых флюидов как функции участка в пласт-коллекторе. Вязкостная модель допускает градиенты вязкости пластовых флюидов как функции глубины. Результаты вязкостной модели (и/или ее части) могут быть использованы для понимания распределения потоков в пласт-коллекторе и в симуляции пласт-коллектора. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к исследованиям параметров пластов на трубах. Техническим результатом является ускорение работ по отбору проб флюида или закачки технологической жидкости в подпакерную и межпакерную зоны скважины при одной спуско-подъемной операции. Способ включает спуск в скважину до заданной глубины погружного оборудования, состоящего из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), верхнего и нижнего надувных пакеров, имеющих радиальные отверстия в камерах надува, наружный и внутренний эластичные рукава с размещенным между ними металлическим пластинчатым каркасом, перевод нижнего и верхнего надувных пакеров из транспортного положения в рабочее. Сборку и спуск погружного оборудования осуществляют в следующей последовательности: заглушка, клапан циркуляционный полнопроходной трубный со срезными штифтами, нижний центратор, клапан закачки и перепуска компоновки надувных пакеров (КЗПКНП) подпакерный, нижние надувной пакер и клапан надува, разъединитель межпакерный, КЗПКНП межпакерный, верхние надувной пакер и клапан надува, верхний центратор, разъединитель надпакерный, циркуляционный клапан. В начале процесса спуска погружного оборудования клапаны надува надувных пакеров, КЗПКНП подпакерный и межпакерный находятся в закрытом положении. При превышении давления в затрубном пространстве над давлением в колонне НКТ происходит открытие отверстий перепуска КЗПКНП подпакерного и межпакерного и заполнение колонны НКТ скважинной жидкостью. Отверстия перепуска КЗПКНП подпакерного и межпакерного автоматически закрываются, производят первую подачу жидкости. При этом у КЗПКНП межпакерного и подпакерного закрыты отверстия закачки и перепуска, и создают давление, при котором у нижнего и верхнего надувных пакеров открываются нижний и верхний клапаны надува соответственно, приводящие в рабочее положение надувные камеры. Выдерживают погружное оборудование под давлением, затем медленно осуществляют первый сброс давления: при достижении значения надувные клапаны закрываются полностью. Надувные пакеры переведены в рабочее положение и поинтервально перекрывают ствол скважины. При первом сбросе давления в КЗПКНП подпакерном имеют возможность открыться отверстия перепуска, далее осуществляют отбор флюида из подпакерной зоны, при этом закрыты отверстия закачки и перепуска КЗПКНП межпакерного. Производят вторую подачу жидкости и создают постоянное давление, при котором в КЗПКНП подпакерном открываются отверстия закачки. При необходимости производят закачку технологической жидкости в подпакерную зону, во время проведения которой закрыты отверстия закачки и перепуска КЗПКНП межпакерного. Производят второй сброс давления, при котором в КЗПКНП межпакерном имеют возможность открыться отверстия перепуска. Осуществляют отбор флюида из межпакерной зоны, во время проведения которого закрыты отверстия закачки и перепуска КЗПКНП подпакерного. Проводят третью подачу жидкости и создают давление, при котором в КЗПКНП межпакерном открываются отверстия закачки, а в КЗПКНП подпакерном закрыты отверстия закачки и перепуска. Осуществляют третий сброс давления, при котором отверстия закачки и перепуска обоих КЗПКНП приходят в исходное положение. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способам определения состава водонефтяной смеси в скважине и, в частности, к способам, использующим измерение параметров потока добываемого флюида в трубке Вентури, через которую в основной ствол скважины обеспечивают поступление нефтеводяной смеси, добываемой из выделенного сегмента скважины. Технический результат - повышение точности и надежности определения обводненности добываемой нефтеводяной смеси во всем диапазоне значений этой величины. По способу в скважине размещают по меньшей мере одну трубку Вентури, через которую в основной ствол скважины обеспечивают поступление нефтеводяной смеси, добываемой из выделенного сегмента скважины. При этом количество размещаемых трубок Вентури определяют количеством сегментов скважины, для которых нужно определить обводненность добываемой нефтеводяной смеси. В процессе добычи осуществляют измерения давления на входе в трубку Вентури и в горловине трубки Вентури. Посредством датчиков температуры осуществляют измерения температуры потока добываемой нефтеводяной смеси на входе в трубку Вентури и температуры стенки трубки Вентури в горловине трубки. По результатам измерений давления и температуры определяют обводненность нефтеводяной смеси, добываемой из выделенного сегмента скважины. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для испытания и освоения глубоких скважин с близкорасположенными продуктивными пластами, а также в многопластовом разрезе, преимущественно на ачимовские или юрские отложения. Технический результат – повышение эффективности способа. По способу бурят перспективный интервал ствола скважины. По совокупности геологической, технической и геофизической информации определяют расположение перспективных пластов. Спускают хвостовик-фильтр на транспортировочной колонне для сохранения устойчивости стенок ствола скважины. Хвостовик-фильтр образуют из ряда секций, каждая из которых состоит из последовательно соединенных между собой обсадных труб, скважинных фильтров и заколонных пакеров. Низ хвостовика-фильтра оборудуют башмаком с обратным клапаном. Хвостовик-фильтр образуют с возможностью использования компоновки испытательного инструмента с одним или двумя пакерами для проведения испытаний всех пластов в направлениях снизу вверх или сверху вниз соответственно. Крепят хвостовик-фильтр в эксплуатационной колонне при помощи подвесного устройства. Промывают скважину через башмак с обратным клапаном. Закачивают забойную жидкость в интервал перспективных пластов. Разобщают пласты при помощи заколонных пакеров. Спускают комплект испытательных инструментов на трубах. Создают депрессию на пласт и вызывают приток пластового флюида. Отрабатывают скважину с целью очистки призабойной зоны пласта. Проводят газогидродинамические исследования на установившихся режимах фильтрации. Отбирают глубинные и устьевые пробы пластового флюида. Извлекают комплект испытательных инструментов. Задавливают водой исследованный пласт. После этого воду заменяют на технологический раствор. Следующие пласты испытывают аналогичным образом. После испытания всех пластов, интерпретации записей глубинных приборов и анализа проб пластового флюида определяют продуктивные пласты, дающие промышленный приток. Скважину готовят к опытно-промышленной эксплуатации. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способу оперативного раздельного учета продукции двухпластового эксплуатационного объекта. Технической результат заключается в повышении точности определения относительного дебита по пластам и сокращении сроков исследования. Способ включает отбор устьевых проб продукции, то есть природной углеводородной смеси из каждого эксплуатационного однопластового объекта. Последующий отбор устьевых проб продукции из двухпластового эксплуатационного объекта и статистическую обработку полученных данных. Проводятся исследования динамической вязкости природных углеводородных смесей (нефти) скважин, в которых ведется раздельный учет продукции по пластам, например первого пласта в первой скважине и второго пласта во второй скважине. Затем осуществляют подготовку проб природных углеводородных смесей путем их обезвоживания, перемешивание проб однопластовых объектов в заданных пропорциях и далее проводят исследования динамической вязкости полученных модельных смесей. Проводят исследования динамической вязкости полученных модельных смесей, производят построения зависимостей между содержанием в модельных смесях доли нефти каждого из пластов и динамической вязкости модельных смесей в виде полиноминальных зависимостей и в дальнейшем определение доли каждого из пластов в нефти двухпластового объекта. 6 ил.

Изобретение относится к области радиоэкологического мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к малогабаритным устройствам пробоподготовки горючих природных газовых проб в полевых условиях и перевода опасных для транспортировки горючих природных газовых проб в безопасные водные образцы для дальнейшего определения в них содержания трития в лабораторных условиях методом жидкостно-сцинтилляционной спектрометрии. Устройство включает последовательно установленные в едином корпусе и взаимосвязанные компрессор подачи горючего природного газа или попутного нефтяного газа в инжекционную горелку, водоохлаждаемый конденсатор и контейнер для сбора конденсата водяного пара - конденсированных продуктов горения, при этом инжекционная горелка установлена таким образом, что сопло ее направлено вертикально вниз для подачи продуктов горения во входное отверстие установленного ниже по ее оси водоохлаждаемого конденсатора, а держатель горелки прикреплен к конденсатору с возможностью изменения расстояния между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор от 4,7 до 5,0 см в зависимости от состава горючего газа. Водоохлаждаемый конденсатор выполнен в виде дугообразно изогнутой под прямым углом трубки с внутренним диаметром не более 15 мм, переходящей в вертикальную трубку, высотой не более 20 см и внутренним диаметром не более 40 мм, закрытую воронкообразным днищем с отверстиями для слива конденсированных продуктов горения в нижеустановленный контейнер. Внутри вертикальной трубки конденсатора соосно установлена охлаждаемая трубка, на которой также соосно установлены по крайней мере три конуса с коаксиальным зазором не менее 2 мм между внутренней поверхностью конденсатора и внешними краями конусов. Техническим результатом является получение конденсата водяного пара в полевых условиях, безопасного для перевозки любым видом транспорта, в стационарную лабораторию, исключая необходимость транспортировки газовой пробы в стальных баллонах. 3 ил.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для отбора глубинных проб пластовой нефти при испытании скважин в эксплуатационной колонне на всех притоках нефти, в том числе с пластовой водой. Для реализации способа в скважину спускают компоновку насосно-компрессорных труб (НКТ), оборудованную посадочным ниппелем для установки оборудования для отбора проб и муфтой направления потока пластового флюида внизу НКТ. После создания депрессии проводят оценку дебита притока и наличия нефти в притоке. По дебиту притока рассчитывают время, необходимое для заполнения нефтью насосно-компрессорных труб ниже ниппеля, и время срабатывания пробоотборника. Проводят спуск оборудования, состоящего из мандрели для герметичной посадки в посадочный ниппель на НКТ клапана-отсекателя в комплекте с пробоотборником и глубинным автономным термоманометром. Осуществляют герметичную установку оборудования в посадочный ниппель, таким образом перекрывают ствол НКТ вставным оборудованием. Этим создают условия накопления и отбора глубинной пробы пластовой нефти в скважине в непосредственной близости от кровли пласта. Пластовую нефть направляют через муфту направления потока в капельно-струйном виде при малой депрессии в полость НКТ, отделяют и накапливают в расчетный период под клапаном-отсекателем и производят отбор глубинной пробы пластовой нефти пробоотборником, установленным вместе с клапаном-отсекателем. Технический результат выражается в обеспечении отбора представительных проб пластовой нефти, применение которого возможно на не фонтанирующих объектах испытаний. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технической области разработки подземных недр, разработки газоносного пласта-коллектора, к области мониторинга геологического объекта хранилища газа. Техническим результатом является повышение эффективности отбора образца флюида под давлением, обеспечение полного наполнения камеры пробоотборника и передача флюида за пределы камеры при контроле давления. Устройство отбора проб флюидов под давлением из скважины содержит камеру пробоотборника, определяющую внутренний объем для приема флюида, корпус, расположенный сверху на камере пробоотборника, средства циркуляции флюида в указанной камере, средства удержания флюида в указанной камере и средства перекачки флюида за пределы указанной камеры. Указанный корпус содержит упругий элемент и средства для снятия натяжения или для сжатия упругого элемента, которые содержат кольцо с прорезью, которое взаимодействует с ручкой для сжатия и снятия натяжения упругого элемента. Средства удержания содержат первый поршень, выполненный с возможностью открывать или преграждать вход флюида в нижнюю часть указанной камеры. Также указанный первый поршень перемещается посредством упругого элемента, расположенного в камере, наполненной маслом. Указанные средства перекачки содержат средства контроля опускания второго поршня с верхней части в направлении нижней части указанной камеры, так что указанный флюид остается под постоянным давлением в камере. Способ мониторинга разработки подземного геологического объекта реализуется с использованием указанного устройства и содержит отбор проб флюида под давлением посредством контролируемой скважины, а также включает этап активирования ручки, так что сжимается упругий элемент. Затем опускают устройство в положении открыто в контролируемую скважину посредством кабеля, закрепленного на верхней части устройства. Далее на определенной глубине устройство оставляют в положении открыто в течение определенного промежутка времени. Далее активируют ручку, так что снимается натяжение упругого элемента и устройство переходит в положении закрыто и поднимают устройство на поверхность. Указанный флюид перекачивают за переделы камеры устройства давлением на верхний поршень, сохраняя при этом давление под контролем посредством датчика давления, так что давление в камере остается постоянным и осуществляют анализы отобранного флюида. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх