RU2108458C1

RU2108458C1 - Device for investigation of wells

Info

Publication number: RU2108458C1
Application number: RU96107568/03A
Authority: RU
Inventors: В.А. Чесноков
Original assignee: Государственная акционерная научно-производственная фирма "Геофизика"
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1998-04-10

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: this relates to investigation of producing wells, and particularly to investigation of horizontal wells. Device is additionally provided with pipe string secured above flow rate meter. Pipe string at its upper end has inlet hole with cover, and at lower end it has drain hole with non-return valve. Presence of pipe string allows for subjecting deposit bed to multiple treatment. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных скважин, а именно к исследованию эксплуатационных, в том числе, и горизонтальных скважин. The invention relates to the operation of oil wells, and in particular to the study of production, including horizontal wells.

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. A device for an electric probe (Dakhnov VN Electric and magnetic methods for researching wells. M: Nedra, 1967) for researching oil wells is known. It consists of electrodes lowered into the well on a wireline cable. Using electrodes, electrical resistance and natural electrical potential of rocks are measured. The magnitude of the electrical resistance is judged on the nature of the saturating fluid reservoir. If the reservoir resistance is high, then it is saturated with oil, and if low, then with water. By the value of the natural potential, the filtration properties of the rocks are evaluated. Knowing the filtration coefficient of the reservoir and the nature of the saturating fluid, the intensity of fluid inflow into the well is calculated. However, it is rather difficult to take into account how tightly the pores of the formation are clogged by clay particles during drilling. If the pores of the formation are densely clogged by clay particles, then the actual fluid inflow may turn out to be significantly smaller than the calculated one.

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). A device of a borehole flow meter or flow meter is known (A. Petrov, Methods and Measurement Technique for Field Well Research, Moscow: Nedra, 1972), which was adopted as a prototype. The downhole flow meter comprises a fluid flow sensor in the form of a turbine that is placed in a stream. The speed of rotation of the turbine is proportional to the intensity of the flow or fluid flow in the wellbore. The flow meter is lowered into the well on a wireline through tubing. The cable is sealed at the wellhead using a lubricator gland. Excite the well by pumping compressed air into the annulus. Moving the flow meter along the filter part of the well, the flow rate and fluid absorption are measured, i.e. determine the profile of well inflow or absorption. The downhole flow meter allows you to determine the actual inflow or absorption of fluid by the reservoir or part of it and evaluate how well the well works. The disadvantage of a downhole flowmeter is the need to stimulate the well with a compressor, which significantly increases the cost of researching the well and increases the risk of work (injecting compressed air into the well is dangerous due to the possibility of an explosion of a mixture of atmospheric air and gas released from oil).

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего проводить исследования скважины расходомером, не используя для возбуждения скважины сжатого воздуха. The objective of the present invention is to provide a device that allows to conduct well research by a flowmeter, without using compressed air to stimulate the well.

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. The problem is solved in that the device is additionally equipped with a column of sealed pipes with an outlet with a cap at the upper end and a drain hole with a check valve at the lower end and a cable clamp, through which it is mounted on the logging cable above the flowmeter.

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.Comparative analysis revealed the following significant differences of the proposed device from the prototype:
- the device is additionally equipped with a column of sealed pipes with a cable clamp, through which it is mounted on a wireline above the flow meter;
- the column is made with an inlet with a cover at the upper end and with a drain hole with a check valve at the lower end.

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. Due to the fact that the device is equipped with a column of sealed pipes with a cable clamp, through which it is mounted on the logging cable above the flowmeter, the volume or liquid is displaced or removed from the well equal to the volume of the pipe string, which allows repression or depression on the formation under study. The execution of the column with an inlet with a cap at the upper end and with a drain hole with a check valve at the lower end allows the liquid to be repeatedly filled and drained from the column, i.e. repeated exposure to the reservoir.

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. Thus, the proposed technical solution provides the possibility of geophysical exploration of the well by repeated exposure to the formation without the use of expensive equipment, such as the prototype. At the same time, the cost of research is significantly reduced, the reliability of the results increases.

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. The proposed device is shown in FIG. 1. The device comprises a downhole flowmeter 2 lowered into the well on a logging cable 2. Above the flowmeter 1, a column of hermetic pipes 4 is fixed with a cable clamp 3 to the logging cable 4. The length of the pipe string 4 is selected depending on the required depression (repression) on the formation and can 50–500 m. Cable clamp 3 allows you to quickly fix or release column 4 from cable 1. Column 4 is fixed to cable 1 at such a distance from flowmeter 2 that, when installing flowmeter 2 at the measuring point, column 4 finds s under the liquid level. At the lower end of the column 4 there is a drain hole with a check valve 5 through which the liquid is drained from the inner cavity of the column 4. The presence of a check valve 5 in the drain hole eliminates the possibility of filling the inner cavity of the column 4 through the lower drain hole. At the upper end of the column 4 there is an inlet with a cover 6, the opening or closing of which is done at the end of the installation of the column 4 before the device is lowered into the well. If the hole 6 is closed, then the ingress of fluid into the internal cavity of the column 4 is excluded and it can only work as a fluid displacer, while providing a measurement of the injectivity of the well. If the hole 6 is open, then through it is filled with liquid the inner cavity of the column 4, which is equivalent to pumping the liquid from the wellbore. In this case, the measurement of the intensity of formation fluid inflow into the wellbore is provided.

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. The device operates as follows. A flowmeter 2 is lowered into the well on the logging cable 1. Above the flowmeter 2, a column of hermetic pipes 4 is fixed with a cable clamp 3 to the cable 1. Column 4 is fixed to the cable 1 at such a distance from the flowmeter 2 so that when the latter is installed at the measurement point, column 4 is below the fluid level. To measure the injectivity of the well (determining the injectivity profile), cover the inlet 6 with a lid and lower the device into the well. When installing the flow meter 2 in the measuring point, the column 4 is immersed in the liquid. In this case, the fluid volume corresponding to the volume of the column 4 is displaced from the wellbore. As a result, the fluid level in the well increases, the fluid pressure on the reservoir increases, and the reservoir begins to absorb fluid. The intensity of fluid absorption by the formation (or injectivity of the formation) is measured using a flowmeter 2. To increase the accuracy of measurements, the countdown on the flowmeter 2 is made after a certain period of time, which is counted from the moment the column 4 is immersed in the liquid level and can be from 30 s to 10 - 15 min depending on the speed of installation of the flowmeter 2 at the measurement point. At the end of flow measurements at a given point, the device is raised on the cable 1 to such a height that the column 4 is completely out of the liquid. Further, when the liquid level in the well is close to the original, the device is again lowered into the well until the flow meter 2 is installed at the next measurement point. In this case, the readings of the flow meter 2 are produced after the same period of time as at the first measurement point.

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. To measure the flow rate of the well (determining the profile of the return), the device is raised to the wellhead, open the inlet 6, and again lowered into the well. When column 4 approaches the liquid level, the descent speed is reduced and, by immersing column 4 at low speed in the liquid, they achieve that the level is close to the initial one and the inlet is slightly higher (by 1 - 2 m) of the liquid level. At this moment, liquid does not enter the internal cavity of the column 4, since the drain hole 5 is blocked by a check valve, and the inlet 6 is above the level. After that, the device is lowered into the well before the flowmeter 2 is installed at the measurement point and after a certain period of time (from 30 s to 10 min) after the column 4 is submerged under the liquid level, the readings of the flow meter 2 are counted. When the column 4 is submerged under the liquid level, its internal filling the cavity through the inlet 6. As a result, the fluid level in the well decreases, the pressure of the fluid column on the formation decreases, and the flow of fluid from the formation begins. The presence and intensity of the inflow is recorded using a flow meter 2. At the end of the measurements at the point, the device is raised so that the column 4 rises above the liquid level. In this case, the check valve of the drain hole 5 opens, and the liquid from the internal cavity of the column 4 is discharged into the wellbore. After restoration of the level in the well, the device is again lowered to the installation at the next measurement point.

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. The proposed device is simple and inexpensive to manufacture and operate, reduces the cost of measurements, 2.5 times compared with the costs associated with the use of the prototype, and ensures the safety of the work.

Claims

A device for researching wells, comprising a flow meter lowered into the well on a logging cable, characterized in that it is additionally equipped with a column of pressurized pipes with an inlet with a cap at the upper end and a drain hole with a check valve at the lower end and a cable clamp through which it is mounted on wireline above the flowmeter.