RU2114298C1

RU2114298C1 - Device for investigation of horizontal wells

Info

Publication number: RU2114298C1
Application number: RU96112037A
Authority: RU
Inventors: В.А. Чесноков
Original assignee: Государственная акционерная научно-производственная фирма "Геофизика"
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: geophysical instrument which is lowered by cable into well together with pusher and weight-mover is additionally provided with float-type members located on ends of geophysical instrument. Average density of float-type members together with geophysical instrument is lower than density of oil being pumped out from well. Application of aforesaid instrument allows for higher accuracy in measuring flow rate and composition of liquid in horizontal low-output wells. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин. The invention relates to the operation of oil and gas wells.

Известно устройство для исследования скважин (Петров А.И. Методы и техника измерений при промысловых исследованиях скважин. - М.: Недра, 1972), включающее спускаемый в скважину на кабеле геофизический прибор (расходомер, влагомер, резистивимер и т. п.). При перемещении прибора вдоль фильтровой части скважины ведется регистрация информации, которая позволяет определить интервалы притока и состав флюида, протекающего в ствол скважины из пласта. Недостатком устройства является невозможность проведения исследований горизонтальных скважин. A device for researching wells is known (A.I. Petrov, Methods and measurement technique for field research of wells. - M .: Nedra, 1972), including a geophysical instrument lowered into a well on a cable (flowmeter, moisture meter, resistivity meter, etc.). When moving the device along the filter part of the well, information is recorded that allows you to determine the intervals of inflow and the composition of the fluid flowing into the wellbore from the formation. The disadvantage of this device is the inability to conduct studies of horizontal wells.

Известно устройство для исследования горизонтальных скважин (Чесноков В. А. , Рапин В.А. Совершенствование технологии промыслово-методических исследований в бурящихся и эксплуатируемых горизонтальных скважинах. Строительство скважин на суше и на море. ВНИИОЭНГ, 1995, N 6, с. 26 - 27_, которое принято за прототип. Известное устройство включает спускаемый в скважину на каротажном кабеле толкатель, выполненный из тонкостенных полых герметичных труб с токоподводящими жилами внутри. Длина толкателя равна суммарной длине горизонтальной и искривленной части скважин. Снизу к толкателю присоединен геофизический прибор, а выше толкателя на каротажном кабеле закреплен груз-движитель, выполненный в виде утяжеленных труб. Устройство в сборе спускают в скважину на каротажном кабеле. При достижении искривленной части скважины геофизический прибор под действием усилия, развиваемого весом груза-движителя и труб-толкателя, и за счет жесткости последних, передаваемого на корпус прибора, начинает соскальзывать по нижней стенке как по наклонной плоскости, переходя в горизонтальный ствол. За ним соскальзывают трубы толкателя, перемещая геофизический прибор к забою скважины. Устройство применяется для исследования действующих горизонтальных скважин. При этом с помощью геофизических приборов (расходомеров, влагомеров, резистивимеров, термометров и т.п.) определяют интенсивность притока флюида в ствол скважины и его состав. Однако большая часть горизонтальных скважин имеет большую протяженность горизонтального ствола (300 - 500 м и более) и достаточно низкий дебит (средний дебит не более 10 т/сут. нефти). В связи с этим имеет место низкий удельный дебит (приток флюида с единицы длины фильтра) и как следствие - расслоение жидкостей в горизонтальном стволе по плотности. При этом нефть заполняет верхнюю часть, а вода скапливается в нижней части обсадной колонны. A device for the study of horizontal wells (Chesnokov V.A., Rapin V.A. Improving the technology of field research in horizontal and well-drilled and operated wells. Construction of wells on land and at sea. VNIIOENG, 1995, N 6, p. 26 - 27_, which is taken as a prototype. The known device includes a pusher lowered into the well on a wireline made of thin-walled hollow sealed pipes with current-carrying conductors inside. The length of the pusher is equal to the total horizontal and curved length part of the wells. A geophysical instrument is attached to the bottom of the pusher, and a mover made in the form of weighted pipes is mounted on the logging cable above the pusher. The assembled device is lowered into the well on the logging cable. When the curved part of the well reaches the geophysical instrument under the action of the force developed the weight of the mover and the pusher tubes, and due to the rigidity of the latter, transferred to the device’s body, begins to slide along the bottom wall as on an inclined plane, turning into a horizontal barrel. Pusher tubes slide behind it, moving the geophysical instrument to the bottom of the well. The device is used to study existing horizontal wells. At the same time, using the geophysical instruments (flow meters, moisture meters, resistometers, thermometers, etc.), the intensity of fluid inflow into the wellbore and its composition are determined. However, most of the horizontal wells have a large horizontal wellbore (300-500 m or more) and a fairly low production rate (average production rate of not more than 10 tons / day of oil). In this regard, there is a low specific flow rate (fluid inflow per unit length of the filter) and, as a consequence, the separation of liquids in a horizontal wellbore by density. In this case, oil fills the upper part, and water accumulates in the lower part of the casing.

Кроме того, следует учитывать тот факт, что может иметь место наличие застойной воды, которая при малых дебитах скапливается в пониженных участках горизонтального ствола. При проведении измерений расхода в горизонтальном стволе нецентрированным малогабаритным расходомеров (дебитомером) последний перемещается по нижней стенке обсадной колонны. Если в горизонтальном стволе имеется застойная вода, то показания расходомера будут соответствовать нулевому расходу, тогда как на самом деле там может иметь место поток нефти по верхней части колонны. Аналогично поток нефти может быть не зафиксирован и центрированным малогабаритным расходомером, так как большая часть колонны может быть заполнена застойной водой, а нефть в виде тонкого шлейфа течет вдоль верхней стенки обсадной колонны. Таким образом, в низкодебитных скважинах исследования известными устройствами приводят к большим погрешностям. In addition, it should be borne in mind that there may be stagnant water, which accumulates in low sections of the horizontal trunk at low flow rates. When measuring flow in a horizontal wellbore with an off-center small-sized flowmeter (flow meter), the latter moves along the bottom wall of the casing. If there is stagnant water in the horizontal shaft, then the flow meter will correspond to zero flow, whereas in reality there may be oil flow along the top of the column. Similarly, the oil flow may not be fixed by a centered small-sized flowmeter, since most of the column can be filled with stagnant water, and oil in the form of a thin loop flows along the upper wall of the casing. Thus, in low-yield wells, studies with known devices lead to large errors.

Задачей изобретения является повышение точности измерений расхода и состава жидкости в горизонтальных низкодебитных скважинах. The objective of the invention is to improve the accuracy of measurements of flow rate and fluid composition in horizontal low-flow wells.

Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.

Геофизический прибор дополнительно снабжен поплавковыми элементами, размещенными на концах прибора, а средняя плотность их вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины. The geophysical instrument is additionally equipped with float elements located at the ends of the instrument, and their average density, together with the geophysical instrument, is less than the density of oil pumped out of the well.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что геофизический прибор снабжен поплавковыми элементами; средняя плотность поплавковых элементов вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины. The proposed device differs from the known one in that the geophysical instrument is equipped with float elements; the average density of the float elements together with the geophysical instrument is less than the density of oil pumped out of the well.

Наличие у геофизического прибора поплавковых элементов обеспечивает его всплывание за счет архимедовой силы к верхней стенке обсадной колонны. В связи с тем что средняя плотность поплавковых элементов вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины, геофизический прибор оказывается прижат к верхней стенке обсадной колонны независимо от того, чем заполнен данный участок колонны - водой или нефтью. При этом прибор находится в потоке нефти и измеряют ее расход (дебит) и состав (процентное содержание воды). The presence of float elements in the geophysical instrument ensures its emergence due to the Archimedean force to the upper wall of the casing. Due to the fact that the average density of the float elements together with the geophysical device is less than the density of oil pumped out of the well, the geophysical device is pressed against the upper wall of the casing regardless of whether this section of the column is filled with water or oil. In this case, the device is in the oil flow and its flow rate (flow rate) and composition (percentage of water) are measured.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет поместить геофизический прибор непосредственно в поток нефти, который течет через застойную воду тонким шлейфом вдоль верхней стенки обсадной колонны. Это обеспечивает повышение точности измерений расходов и состава притекающего в ствол скважины пластового флюида. Thus, the proposed technical solution allows you to place the geophysical instrument directly into the oil stream, which flows through stagnant water with a thin loop along the upper wall of the casing. This provides increased accuracy in measuring the flow rate and composition of the reservoir fluid flowing into the wellbore.

На чертеже показано предложенное устройство. The drawing shows the proposed device.

Устройство содержит спускаемый в скважину на каротажном кабеле геофизический прибор 1, обеспечивающий измерение расхода и состава жидкостей в скважине. К геофизическому прибору 1 жестко прикреплены поплавковые элементы 2, 3, представляющие собой воздухонаполненные герметичные отрезки труб. Средняя плотность поплавковых элементов 2 вместе с геофизическим прибором 1 меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины. К поплавковому элементу 3 прикреплен толкатель 4, выполненный в виде колонны пустотелых герметичных труб, средняя плотность которых близка к плотности откачиваемой из скважины нефти. Внутри труб толкателя 4 проходят токоподводящие жилы к геофизическому прибору 1. К толкателю 4 прикреплен груз-движитель 5, выполненный в виде колонны утяжеленных труб, через который пропущен каротажный кабель 6, подсоединенный к токоподводящим жилам толкателя 4. Длина толкателя 4 соответствует суммарной длине горизонтального и искривленного участков скважины. Груз-движитель 5 имеет такую массу, что усилие, развиваемое весом груза-движителя при спуске устройства в скважину, остаточно для проталкивания геофизического прибора 1 поплавковыми элементами 2, 3 посредством толкателя 4 к забою скважины. The device comprises a geophysical instrument 1 lowered into the well on a logging cable, providing a measurement of the flow rate and composition of fluids in the well. To the geophysical instrument 1, float elements 2, 3 are rigidly attached, which are air-filled tight pipe sections. The average density of the float elements 2 together with the geophysical instrument 1 is less than the density of oil pumped out of the well. A pusher 4 is attached to the float element 3, made in the form of a column of hollow sealed pipes, the average density of which is close to the density of oil pumped from the well. Inside the pusher 4 pipes, lead wires pass to the geophysical instrument 1. A pusher 4 is attached to the push rod 4, made in the form of a column of weighted pipes, through which a wireline 6 is connected, connected to the lead wires of the push rod 4. The length of the push rod 4 corresponds to the total length of the horizontal and curved sections of the well. The mover load 5 has such a mass that the force developed by the weight of the mover load when the device is lowered into the well is residual for pushing the geophysical device 1 by the float elements 2, 3 by means of the pusher 4 to the bottom of the well.

Работает устройство следующим образом. Сначала в скважину 1 спускают геофизический прибор с жестко прикрепленными к нему поплавковыми элементами 2, 3. Далее к поплавковому элементу 3 прикрепляют трубы толкателя 4 с токоподводящими жилами. К толкателю 4 сверху прикрепляют груз-движитель 5, через который пропущен каротажный кабель 6, подсоединяемый к токоподводящим жилам толкателя 4 посредством разъема (на чертеже не показано). Всю сборку на каротажном кабеле 6 спускают в скважину. При достижении поплавковым элементом 2 искривленной части скважины он под действием усилия, развиваемого грузом-движителем 5 и передаваемого посредством толкателя 4, соскальзывает по нижней стенке как по наклонной плоскости и переходит в горизонтальный ствол, далее за ним соскальзывает геофизический прибор 1, поплавковый элемент 3, трубы толкателя 4, которые проталкивают геофизический прибор 1 с поплавковыми элементами 2, 3 к забою скважины. При этом поплавковые элементы 2, 3 всплывают под действием архимедовой силы, поднимая геофизический прибор 1 и прижимая его к верхней стенке обсадной колонны, как показано на чертеже. В связи с тем что средняя плотность поплавковых элементов 2, 3 вместе с геофизическим прибором 1 меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины, при перемещении геофизического прибора 1 по горизонтальному стволу к забою скважины последний оказывается постоянно прижатым к верхней стенке обсадной колонны. При этом на участках горизонтального ствола с наличием потока нефти через застойную воду датчики геофизического прибора находятся непосредственно в потоке нефти и более точно по сравнению с известным устройством измеряют интенсивность и состав потока. The device operates as follows. First, a geophysical instrument is lowered into the well 1 with float elements 2, 3 rigidly attached to it. Next, pusher tubes 4 with current-carrying conductors are attached to the float element 3. To the pusher 4 from above, a load-mover 5 is attached, through which a logging cable 6 is connected, connected to the current leads of the pusher 4 via a connector (not shown in the drawing). The entire assembly on the wireline 6 is lowered into the well. When the float element 2 reaches the curved part of the well, under the action of the force developed by the mover 5 and transmitted by the pusher 4, it slides along the bottom wall as on an inclined plane and goes into a horizontal shaft, then the geophysical device 1, the float element 3, slides behind it pusher tubes 4, which push the geophysical device 1 with float elements 2, 3 to the bottom of the well. In this case, the float elements 2, 3 float under the action of the Archimedean force, lifting the geophysical instrument 1 and pressing it to the upper wall of the casing, as shown in the drawing. Due to the fact that the average density of float elements 2, 3 together with the geophysical device 1 is lower than the density of oil pumped out of the well, when the geophysical device 1 moves along a horizontal wellbore to the bottom of the well, the latter is constantly pressed against the upper wall of the casing string. Moreover, in sections of a horizontal well with the presence of an oil flow through stagnant water, the sensors of the geophysical instrument are located directly in the oil flow and more accurately, in comparison with the known device, the intensity and composition of the flow are measured.

Предлагаемое устройство, обеспечивая повышение точности измерений интенсивности и состава потока жидкости, позволяет повысить достоверность регистрируемой информации и в конечном счете повысить эффективность эксплуатации горизонтальных скважин. The proposed device, providing improved accuracy in measuring the intensity and composition of the fluid flow, can improve the reliability of the recorded information and ultimately increase the efficiency of horizontal wells.

Claims

A device for the study of horizontal wells, including a geophysical device with a pusher and a mover loaded into the well on a cable, characterized in that the geophysical device is additionally equipped with float elements located at the ends of the geophysical device, while the average density of the float elements together with the geophysical device is less than the density oil pumped out of the well.