устройство для исследования скважин

Формула изобретения

Устройство для исследования скважин, содержащее спускаемый в скважину на каротажном кабеле расходомер, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено колонной герметичных труб с входным отверстием с крышкой на верхнем конце и сливным отверстием с обратным клапаном на нижнем конце и кабельным зажимом, посредством которого она крепится на каротажном кабеле выше расходомера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных скважин, а именно к исследованию эксплуатационных, в том числе, и горизонтальных 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 пласта 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), которое принято за прототип. Скважинный расходомер содержит датчик расхода жидкости в виде турбинки, которая помещена в поток. Скорость оборотов турбинки пропорциональна интенсивности потока или расходу жидкости в стволе скважины. Расходомер спускают в скважину на каротажном 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 и поглощение жидкости, т.е. 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 скважины и повышает опасность работы (закачка сжатого воздуха в скважину опасна возможностью взрыва смеси атмосферного воздуха и газа, выделяемого из нефти).

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего проводить исследования скважины расходомером, не используя для возбуждения скважины сжатого воздуха.

Поставленная задача решается тем, что устройство дополнительно снабжено колонной герметичных труб с выходным отверстием с крышкой на верхнем конце и сливным отверстием с обратным клапаном на нижнем конце и кабельным зажимом, посредством которого она крепится на каротажном кабеле выше расходомера.

Сопоставительный анализ выявил следующие существенные отличия предложенного устройства от прототипа:

- устройство дополнительно снабжено колонной герметичных труб с кабельным зажимом, посредством которого она крепится на каротажном кабеле выше расходомера;

- колонна выполнена с входным отверстием с крышкой на верхнем конце и со сливным отверстием с обратным клапаном на нижнем конце.

В связи с тем, что устройство снабжено колонной герметичных труб с кабельным зажимом, посредством которого она крепится на каротажном кабеле выше расходомера, обеспечивается вытеснение или отбор объема жидкости из скважины, равного объему колонны труб, что позволяет создавать репрессию или депрессию на исследуемый пласт. Выполнение колонны с входным отверстием с крышкой на верхнем конце и со сливным отверстием с обратным клапаном на нижнем конце обеспечивает возможность многократного заполнения и слива жидкости из колонны, т.е. многократного воздействия на пласт.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает возможность геофизических исследований скважины путем многократного воздействия на пласт без применения дорогостоящего оборудования, как у прототипа. При этом значительно сокращается стоимость проведения исследований, повышается достоверность результатов.

Предложенное устройство показано на фиг. 1. Устройство содержит спускаемый в скважину на каротажном кабеле 1 скважинный расходомер 2. Выше расходомера 1 на каротажном кабеле 1 закреплена с помощью кабельного зажима 3 колонна герметичных труб 4. Длина колонны труб 4 выбирается в зависимости от требуемой депрессии (репрессии) на пласт и может составлять 50 - 500 м. Кабельный зажим 3 позволяет оперативно закреплять или освобождать колонну 4 от кабеля 1. Колонна 4 закрепляется на кабеле 1 на таком расстоянии от расходомера 2, чтобы при установке расходомера 2 в точку измерений колонна 4 находилась под уровнем жидкости. На нижнем конце колонны 4 имеется сливное отверстие с обратным клапаном 5, через которое обеспечивается слив жидкости из внутренней полости колонны 4. Наличие обратного клапана 5 в сливном отверстии исключает возможность заполнения внутренней полости колонны 4 через нижнее сливное отверстие. На верхнем конце колонны 4 имеется входное отверстие с крышкой 6, открытие или закрытие которого производится по окончании монтажа колонны 4 перед спуском устройства в скважину. Если отверстие 6 закрыто, то попадание жидкости во внутреннюю полость колонны 4 исключается и она может работать только как вытеснитель жидкости, обеспечивая при этом измерение приемистости скважины. Если отверстие 6 открыто, то через него происходит заполнение жидкостью внутренней полости колонны 4, что эквивалентно откачке жидкости из ствола скважины. В этом случае обеспечивается измерение интенсивности притока пластового флюида в ствол скважины.

Работает устройство следующим образом. В скважину на каротажном кабеле 1 спускают расходомер 2. Выше расходомера 2 на кабеле 1 закрепляют с помощью кабельного зажима 3 колонну герметичных труб 4. Колонну 4 закрепляют на кабеле 1 на таком расстоянии от расходомера 2, чтобы при установке последнего в точку измерений колонна 4 находилась под уровнем жидкости. Для измерения приемистости скважины (определения профиля приемистости) закрывают крышкой входное отверстие 6 и спускают устройство в скважину. При установке расходомера 2 в точку измерений колонна 4 погружается в жидкость. При этом происходит вытеснение из ствола скважины объема жидкости, соответствующего объему колонны 4. В результате уровень жидкости в скважине повышается, давление жидкости на продуктивный пласт увеличивается, и пласт начинает поглощать жидкость. Интенсивность поглощения жидкости пластом (или приемистость пласта) измеряют с помощью расходомера 2. Для повышения точности измерений отсчет по расходомеру 2 производят через определенный промежуток времени, который отсчитывается с момента погружения колонны 4 на уровень жидкости и может составлять от 30 с до 10 - 15 мин в зависимости от оперативности установки расходомера 2 в точку измерений. По окончании измерений расхода в заданной точке устройство поднимают на кабеле 1 на такую высоту, чтобы колонна 4 полностью вышла из жидкости. Далее, когда уровень жидкости в скважине установится близким к первоначальному, устройство вновь спускают в скважину до установки расходомера 2 в следующей точке измерений. При этом отсчет показаний расходомера 2 производят через такой же промежуток времени как и в первой точке измерений.

Для измерений дебита скважины (определения профиля отдачи) устройство поднимают до устья скважины, открывают входное отверстие 6 и вновь спускают в скважину. При подходе колонны 4 к уровню жидкости скорость спуска снижают и, погружая колонну 4 на малой скорости в жидкость, добиваются, чтобы уровень установился близким к первоначальному, а входное отверстие находилось несколько выше (на 1 - 2 м) уровня жидкости. В этот момент жидкость во внутреннюю полость колонны 4 не поступает, поскольку сливное отверстие 5 перекрыто обратным клапаном, а входное отверстие 6 находится выше уровня. После этого устройство опускают в скважину до установки расходомера 2 в точке измерений и через определенный промежуток времени (от 30 с до 10 мин) после погружения колонны 4 под уровень жидкости производят отсчет показаний расходомера 2. При погружении колонны 4 под уровень жидкости происходит заполнение ее внутренней полости через входное отверстие 6. В результате уровень жидкости в скважине снижается, уменьшается давление столба жидкости на пласт и начинается приток флюида из пласта. Наличие и интенсивность притока регистрируют с помощью расходомера 2. По окончании измерений в точке устройство поднимают так, чтобы колонна 4 поднялась выше уровня жидкости. При этом обратный клапан сливного отверстия 5 открывается, и жидкость из внутренней полости колонны 4 сливается в ствол скважины. После восстановления уровня в скважине устройство вновь опускают до установки в следующей точке измерений.

Предлагаемое устройство просто и недорого в изготовлении и в эксплуатации, снижает стоимость проведения измерений, в 2,5 раза по сравнению с затратами, связанными с применением прототипа, и обеспечивает безопасность проведения работ.