способ исследования на герметичность эксплуатационной колонны нагнетательной скважины

Формула изобретения

1. Способ исследования на герметичность эксплуатационной колонны нагнетательной скважины, включающий спуск в скважину пакера на кабель-канате, приводящегося в рабочее положение с помощью электрического двигателя, перекрытие ствола скважины пакером, создание давления над пакером путем нагнетания жидкости в скважину, регистрацию изменения давления одновременно над и под пакером с помощью манометров, по соответствию или не соответствию изменений показателей которых судят о негерметичности пакера или эксплуатационной колонны и поднятие пакера на поверхность, отличающийся тем, что пакер спускают на заданную глубину через трубное пространство насосно-компрессорных труб и при герметичности эксплуатационной колонны только пакер поднимают на поверхность, а при негерметичности эксплуатационной колонны поднимают на поверхность также насосно-компрессорные трубы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что манометр для регистрации изменения давления над пакером устанавливают на устье скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам контроля технического состояния эксплуатационной колонны нагнетательной скважины с целью определения ее герметичности для предотвращения загрязнения питьевых вод, а также получения достоверной информации о степени охвата воздействием работающей мощности пласта.

Известны способы контроля исследования технического состояния эксплуатационной колонны нагнетательной скважины, а именно на герметичность, методами расходометрии или термометрии [1 и 2].

Однако известные способы не технологичны, осуществления их связаны с остановкой скважины и требуют больших затрат времени.

При этом необходимость глушения скважины требует вызова бригады капитального ремонта скважины и спуско-подъемных операций, что приводит к удорожанию исследований. Из-за дороговизны проводимых исследовательских работ зачастую такого рода работы проводятся в недостаточном объеме, что чревато отрицательными последствиями, а именно засолонениями верхних питьевых вод из-за негерметичности эксплуатационной колонны, и ошибочными выводами о степени охвата воздействием работающей мощности пласта.

Известен также способ исследования на герметичность эксплуатационной колонны нагнетательной скважины [3], включающий спуск в скважину пакера на кабель-канате, приводящегося в рабочее положение с помощью электрического двигателя, перекрытие ствола скважины пакером, создание давления над пакером путем нагнетания жидкости в скважину, регистрацию изменения давления одновременно над и под пакером с помощью манометров, по соответствию или не соответствию изменений показателей которых судят о негерметичности пакера или эксплуатационной колонны, и поднятие пакера на поверхность.

Недостатком является то, что способ требует подъема насосно-компрессорных труб (НКТ) на поверхность для его реализации, что связано с затратой времени до 48 часов, с использованием рабочей бригады, а также техники.

Задачей настоящего изобретения является получение более достоверной информации о негерметичности эксплуатационной колонны и снижение затрат времени и средств.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим спуск в скважину пакера на кабель-канате, приводящегося в рабочее положение с помощью электрического двигателя, перекрытие ствола скважины пакером, создание давления над пакером путем нагнетания жидкости в скважину, регистрацию изменения давления одновременно над и под пакером с помощью манометров, по соответствию или не соответствию изменений показателей которых судят о негерметичности пакера или эксплуатационной колонны, и поднятие пакера на поверхность.

Новым является то, что пакер спускают на заданную глубину через трубное пространство насосно-компрессорных труб и при герметичности эксплуатационной колонны только пакер поднимают на поверхность, а при негерметичности эксплуатационной колонны поднимают на поверхность также насосно-компрессорные трубы. При этом манометр для регистрации изменения давления над пакером устанавливают на устье скважины.

Предварительные патентные исследования на новизну заявляемого объекта проводились по патентному фонду института “ТатНИПИнефть” ретроспективностью в 20 лет. Результаты исследований показали, что аналогичные способы, используемые при исследовании скважин на герметичность, охарактеризованные такой совокупностью существенных признаков, как у предлагаемого объекта, отсутствуют. Следовательно, можно предположить, что заявляемое техническое решение обладает новизной и изобретательским уровнем.

На представленном чертеже схематически показан процесс исследования нагнетательной скважины на герметичность предлагаемым способом, где видны пакер и спущенный с ним манометр, после перекрытия ствола скважины уплотнительным элементом пакера.

Способ осуществляют следующим образом.

Для реализации способа могут быть использованы пакеры, имеющиеся в арсенале техники с электрическим приводом и спускаемые на кабель-канате через трубное пространство НКТ, например пакер по патенту РФ [4].

Ниже описываемый пакер удовлетворяет указанным требованиям.

Он содержит корпус, винт, ходовую гайку. Внутри корпуса размещен сборный шток с компенсационной полостью с поршнем, пружиной обратного хода и ходовой шпонкой.

В нижней части корпуса расположен уплотнительный элемент пакера с защитным кожухом, установленный с возможностью перемещения по корпусу. При этом нижняя часть сборного штока входит в уплотнительный элемент пакера и имеет по всей своей длине продольный канал с тремя отверстиями, по которым поступает масло из компенсионной полости в уплотнительный элемент пакера. Компенсационная полость сообщена с трубным пространством скважины и с полостью уплотнительного элемента для работы поршня в гидравлическом равновесии. Пакер также содержит реверсивный электродвигатель с редуктором, кинематически связанным гайкой ходового винта.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед спуском вышеописанного пакера 1 к его нижней части прикрепляют манометр 2 и на кабель-канате 3 спускают на заданную глубину через трубное пространство 4 НКТ 5, но выше над продуктивным пластом 6, как это изображено на чертеже.

Далее по кабель-канату 3 к реверсивному двигателю пакера 1 подают электрический ток, который передает вращение через редуктор (электродвигатель и редуктор на чертеже не показаны) на винт, который перемещает ходовую гайку, происходит освобождение уплотнительного элемента 7 от кожуха и далее через исполнительные механизмы происходит перекрытие ствола скважины, полости эксплуатационной колонны 8 уплотнительным элементом 7 (см. чертеж).

Затем с устья скважины нагнетанием жидкости согласно техническим условиям создают давление над пакером порядка 80-100 атм, которое выдерживают в течение 15-20 минут, и осуществляют регистрацию давления устьевым манометром, а также одновременно и под пакером с помощью спущенного вместе с ним манометра 2. По истечении расчетного времени нагнетания жидкости путем реверса электродвигателя пакера его уплотнительный элемент приводят в исходное положение и далее пакер 1 вместе с манометром 2 поднимают на поверхность. Затем зарегистрированные показания манометров сравнивают. При этом, если изменение показателей обоих манометров совпадают, судят о негерметичности уплотнительного элемента пакера. Тогда пакер поднимают на поверхность и направляют его на базу производственного обслуживания для устранения причины его негерметичности.

При изменении показателя манометра, установленного на поверхности, при постоянстве показания манометра под пакером делают заключение о негерметичности эксплуатационной колонны 8. Тогда колонну НКТ поднимают на поверхность, спускают этот же пакер на кабель-канате в скважину и путем поинтервальной опрессовки уточняют место негерметичности.

Технико-экономическое преимущество изобретения заключаются в следующем. При использовании способа результаты исследований получаются более точными, достоверными, поскольку, не имея информации о герметичности пакера в скважинных условиях, полученные результаты исследований могут быть не достоверными. Кроме того, при исследовании способа достигается сокращение затрат времени в пределах 15-18 часов, что обеспечивает оперативность исследовательских работ.

Источники информации

1. Книга “Cпутник нефтепромыслового геолога”. Справочник под редакцией И.П. Чоловского, М.: Недра, 1989 г.

2. Патент РФ № 2121572, БИ № 31, 1998 г.

3. Патент РФ № 2165001, Е 21 В 17/00, БИ № 10 (прототип).

4. Патент РФ № 2162136, 7 Е 21 В 33/12, БИ № 2, 2001 г.