RU2129204C1

RU2129204C1 - Head arrangement of bore-hole

Info

Publication number: RU2129204C1
Application number: RU96123592/03A
Authority: RU
Inventors: шкин В.М. Кирь; В.М. Кирьяшкин; Ю.И. Яковлев
Priority date: 1996-12-15
Filing date: 1996-12-15
Publication date: 1999-04-20

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: head arrangement can be used in measuring surplus pressure of bed fluids in observation, piezometric and geothermal wells. Head arrangement incorporates body with control pressure gauge. Located in upper part of body is valve with float. Control pressure gauge is located below float. Application of aforesaid head arrangement allows to undertake more accurate measurements of head pressure of bed fluids in bore-holes. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано, в частности, для замера избыточного давления пластовых флюидов в наблюдательных, пьезометрических и геотермальных скважинах. The invention relates to the oil and gas industry and can be used, in particular, for measuring the overpressure of formation fluids in observation, piezometric and geothermal wells.

В процессе опытной или промышленной эксплуатации залежей углеводородов или термальных вод нередко оказывается, что при больших содержаниях растворенного газа на единицу пластовой жидкости - газовый фактор (что является типичным для вод глубокозалегающих горизонтов) на устье скважины, где установлен манометр, образуется газовая подушка, которая оттесняет жидкость, вследствие чего ее уровень оказывается на 20-25 м ниже его истинного положения. В этом случае манометр показывает давление в газовой шапке, а не в жидкости, искажая истинные значения устьевых давлений в 1,5-2,0 раза, причем, чем выше газовый фактор, тем больше искажений (см. кн. В.Корценштейна - "Методика гидрогеологических исследований нефтегазоносных районов", "Недра", Москва, 1976, с. 6). In the process of pilot or industrial exploitation of hydrocarbon deposits or thermal waters, it often turns out that at high dissolved gas per unit of reservoir fluid, the gas factor (which is typical for deep-water horizons) at the wellhead where the pressure gauge is installed, a gas cushion is formed which displaces liquid, as a result of which its level is 20-25 m below its true position. In this case, the pressure gauge shows the pressure in the gas cap, and not in the liquid, distorting the true values of wellhead pressures by 1.5-2.0 times, and the higher the gas factor, the more distortion (see Prince V. Kortsenstein - " Methodology of hydrogeological studies of oil and gas regions "," Nedra ", Moscow, 1976, p. 6).

Причина расхождения между показаниями манометра и истинным устьевым давлением заключается в следующем. Во-первых, снижение уровня жидкости в скважине приводит к превышению давления насыщения растворенного газа над текущим пластовым давлением, вследствие чего газ выделяется в свободную фазу и устремляется вверх. The reason for the discrepancy between the pressure gauge and the true wellhead pressure is as follows. Firstly, a decrease in the liquid level in the well leads to an excess of the saturation pressure of the dissolved gas over the current reservoir pressure, as a result of which the gas is released into the free phase and rushes up.

Выделение газа обычно происходит в виде энергичных струй, которые обладают более высоким давлением, чем перепад между забойным и пластовым давлениями. Поскольку восстановление уровня воды до статического (наивысшей точки) занимает определенное время (от нескольких минут до нескольких дней), то в трубном пространстве над уровнем воды скапливается большое количество газа повышенного давления. Во-вторых, при быстром восстановлении уровня вода достигает статического положения, будучи сильно нагретой (до 100^oC), что приводит к дополнительному выделению растворенного газа, так как в условиях равных давлений растворимость газа меньше в жидкости с более высокой температурой. И наконец, на показания манометра отрицательно влияет высокая чувствительность газа к колебаниям температуры окружающей среды. Например, нагревание металлической головки скважины может привести к резкому повышению давления газа вследствие его расширения.Gas evolution usually occurs in the form of energetic jets, which have a higher pressure than the difference between the bottomhole and reservoir pressure. Since the restoration of the water level to a static (highest point) takes a certain time (from several minutes to several days), a large amount of high-pressure gas accumulates in the pipe space above the water level. Secondly, with a quick recovery of the level, the water reaches a static position, being very hot (up to 100 ^o C), which leads to additional release of dissolved gas, since under equal pressures the solubility of the gas is less in a liquid with a higher temperature. And finally, the pressure gauge is negatively affected by the high sensitivity of the gas to fluctuations in ambient temperature. For example, heating a metal wellhead can lead to a sharp increase in gas pressure due to its expansion.

Эти искажения не дают возможности достаточно точно контролировать разработку залежей и делать подсчет углеводородов и особенно термальных вод, где устьевые давления часто бывают невысоки. These distortions do not provide the opportunity to accurately control the development of deposits and to do the calculation of hydrocarbons and especially thermal waters, where wellhead pressures are often low.

Прототипом предлагаемой конструкции является стандартная устьевая головка, применяемая повсеместно на буровых скважинах и иллюстрируемая во всех руководствах, касающихся бурения и эксплуатации глубоких скважин (например, "Инструкция по исследованию газовых скважин", 1961, стр. 9, рис. 1). Устьевая головка размещена на фонтанной арматуре с помощью фланца. Головка состоит из корпуса, в верхней части которого установлен манометр. The prototype of the proposed design is a standard wellhead, used everywhere in boreholes and illustrated in all manuals related to the drilling and operation of deep wells (for example, "Instructions for the study of gas wells", 1961, page 9, Fig. 1). The wellhead is placed on the fountain with a flange. The head consists of a housing, in the upper part of which a pressure gauge is installed.

Такая конструкция устьевой головки приводит к существенным ошибкам, так как в условиях постоянного потока газа из воды в газовую шапку выпустить газ таким способом невозможно без нарушения столба жидкости в колонне скважины. Однако перед замером после стабилизации показаний давления на устьевом манометре газ вручную выпускают через вентиль, что приводит к существенным ошибкам, так как в условиях постоянного подтока газа из воды в газовую шапку выпустить газ таким способом невозможно без нарушения истинного газосодержания и высоты столба жидкости в колонне. This design of the wellhead leads to significant errors, since in a constant flow of gas from water into the gas cap it is impossible to release gas in this way without disturbing the liquid column in the well string. However, before measuring, after stabilization of the pressure readings on the wellhead pressure gauge, gas is manually released through the valve, which leads to significant errors, since in conditions of constant gas flow from water to the gas cap, it is impossible to release gas in this way without violating the true gas content and the height of the liquid column in the column.

Задачей настоящего изобретения является повышение достоверности показаний устьевого манометра. The objective of the present invention is to increase the reliability of the readings of the wellhead pressure gauge.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в устьевой головке буровой скважины, включающей корпус с размещенным на нем образцовым манометром для измерения давления жидкости, в верхней части корпуса размещен клапан с поплавком, а образцовый манометр установлен ниже поплавка. The problem is solved due to the fact that in the wellhead of the borehole, which includes a housing with an exemplary pressure gauge placed on it, a valve with a float is located in the upper part of the housing, and an exemplary pressure gauge is installed below the float.

Конструкция предлагаемой устьевой головки скважины представлена на чертеже. The design of the proposed wellhead wellhead is shown in the drawing.

Устьевая головка буровой скважины состоит из корпуса 1, внутри которого размещен поплавок 2 с клапаном 3, перекрывающим отверстие 4, находящееся в верхней части корпуса, и манометра 5, установленного на корпусе 1 ниже поплавка 2. Головку устанавливают на вентильную катушку 6 колонны 7. The wellhead of the borehole consists of a housing 1, inside of which a float 2 is located with a valve 3 blocking the hole 4 located in the upper part of the housing, and a pressure gauge 5 mounted on the housing 1 below the float 2. The head is mounted on the valve coil 6 of the column 7.

Работает устьевая головка следующим образом. В случае интенсивного разгазирования жидкости в скважине объем газовой подушки в полости корпуса 1 увеличивается, понижая уровень жидкости, вследствие чего поплавок 2 с клапаном 3 опускается вниз и открывает отверстие 4 в корпусе 1. Газ выходит из корпуса головки, вследствие чего уровень воды повышается и поплавок 2 снова закрывает отверстие 4. При этом измерительный манометр 5 всегда показывает истинное избыточное давление воды, так как ее уровень всегда оказывается выше уровня установки манометра. The wellhead works as follows. In the case of intensive liquid degassing in the well, the volume of the gas cushion in the cavity of the housing 1 increases, lowering the liquid level, as a result of which the float 2 with valve 3 goes down and opens the hole 4 in the housing 1. Gas exits the head housing, as a result of which the water level rises and the float 2 closes the opening 4. Again, the measuring pressure gauge 5 always shows the true excess pressure of the water, since its level is always higher than the installation level of the pressure gauge.

Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить точность подсчета термальных вод, более эффективно проводить контроль за разработкой залежей углеводородов и подземных вод (термальных, бальнеологических и др.), поскольку точные замеры устьевых давлений являются основой определения фильтрационных параметров продуктивного пласта и характера движения в нем извлекаемых жидкостей. The proposed device can significantly increase the accuracy of calculating thermal waters, more effectively monitor the development of hydrocarbon deposits and groundwater (thermal, balneological, etc.), since accurate measurements of wellhead pressures are the basis for determining the filtration parameters of the reservoir and the nature of the movement of the recovered liquids in it.

Claims

The wellhead of a borehole including a housing with an exemplary pressure gauge placed on it for measuring fluid pressure, characterized in that a valve with a float is located in the upper part of the housing, and an exemplary pressure gauge is installed below the float.