RU2197648C1

RU2197648C1 - Method of operating downhole jet pumping unit in well testing

Info

Publication number: RU2197648C1
Application number: RU2001133328A
Authority: RU
Inventors: Зиновий Дмитриевич Хоминец; В.П. Стенин
Original assignee: Петроальянс Сервисис Компани Лимитед; Зиновий Дмитриевич Хоминец
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-01-27

Abstract

FIELD: jet pumping units for well recovery from wells. SUBSTANCE: method includes setting of packer and turning of pipe string part above turning device; running into well of radiator, receiver-converter of physical fields and sealing unit with its installation onto pump landing place; background measurements of physical fields; cleaning of well zone from filtrate by supply of liquid medium to pump active nozzle with building-up several values of pressure differential and registration of bottom-hole pressure, composition and physical parameters of fluid and well production rate; recording of inflow profile and fluid composition during pump operation; withdrawal of instruments and sealing unit and turning of pipe string part; installation of insert in landing place for recording of formation pressure build-up curves with sampler and autonomous instrument; building-up of required pressure differential using pump and after formation draining, ceasing of medium supply; retrieval of insert, sampler and instrument after recording of formation pressure build-up curve; turning of pipe string part located above turning device and removing of pump together with assembly from well. EFFECT: higher reliability and efficiency of tests. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи и интенсификации притока нефти из скважин. The invention relates to the field of pumping technology, mainly to downhole pumping units for the production and intensification of oil flow from wells.

Известен способ работы скважинной струйной установки, включающий спуск в скважину колонны труб со струйным насосом, пакером и излучателем и приемником-преобразователем физических полей с размещением последнего ниже струйного насоса (см. патент RU 2129671, МПК 7 F 04 F 5/02, 27.04.99). A known method of operation of a downhole jet installation, which includes descent of a pipe string into the well with a jet pump, a packer and an emitter and a receiver-converter of physical fields with the latter located below the jet pump (see patent RU 2129671, IPC 7 F 04 F 5/02, 27.04. 99).

Данная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременным исследованием скважины, при этом излучатель и приемник-преобразователь физических полей размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси скважины относительно струйного насоса и пласта, однако в ряде случаев этого недостаточно, чтобы получить полную информацию о состоянии скважины, что снижает эффективность проводимой работы по интенсификации добычи нефти из скважины. This installation allows pumping various produced media, for example oil, from the well with simultaneous well exploration, while the emitter and the receiver-transducer of physical fields are placed with the possibility of reciprocating movement along the axis of the well relative to the jet pump and reservoir, but in some cases this is not enough to get complete information about the condition of the well, which reduces the effectiveness of the work to intensify oil production from the well.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы скважинной струйной установки, включающий установку на колонне труб пакера и струйного насоса, в корпусе которого выполнен проходной канал с посадочным местом, спуск этой сборки в скважину, распакеровку пакера и размещение в скважине ниже струйного насоса глубинных приборов (см. патент RU 2129672 С1, МПК 7 F 04 F 5/02, 27.04.99). The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of operating a well jet device, comprising installing a packer and a jet pump on a pipe string, in the housing of which there is a passage channel with a seat, lowering this assembly into the well, unpacking the packer and placing it in the well below deep-well jet pump (see patent RU 2129672 C1, IPC 7 F 04 F 5/02, 04/27/99).

Данный способ работы скважинной струйной установки позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем создания перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с отсутствием операций по предупреждению действий, связанных с предотвращением прихвата колонны труб со струйным насосом при размещении их в скважине, стенки которой не укреплены обсадной колонной. This method of operation of a downhole jet installation allows for various technological operations in the well below the installation level of the jet pump, including by creating a pressure differential above and below the sealing unit. However, this installation does not allow to fully use its capabilities, due to the lack of operations to prevent actions associated with preventing the sticking of a pipe string with a jet pump when placing them in a well whose walls are not reinforced with a casing string.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности работы и производительности при проведении исследований и испытании пластов в скважинах с неукрепленными обсадной колонной стенками и повышение достоверности геолого-промысловой информации, получаемой на ранних этапах строительства скважин. The problem to which the present invention is directed is to increase the reliability and productivity when conducting research and testing formations in wells with unsecured casing walls and increasing the reliability of geological and field information obtained in the early stages of well construction.

Указанная задача решается за счет того, что в способе работы скважинной струйной установки при испытании скважин монтируют снизу-вверх входную воронку с хвостовиком, пакер, поворотное устройство и струйный насос, в корпусе которого выполнен ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, спускают эту сборку на колонне труб в скважину, при этом входную воронку располагают не ниже кровли продуктивного пласта, далее проводят распакеровку пакера и проворачивают участок колонны труб, размещенный выше поворотного устройства, затем спускают в скважину через струйный насос излучатель и приемник-преобразователь физических полей вместе с герметизирующим узлом, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения излучателя и приемника-преобразователя физических полей, герметизирующий узел устанавливают на посадочное место в проходном канале корпуса струйного насоса с обеспечением возможности возвратно-поступательного движения каротажного кабеля или проволоки, в процессе спуска проводят фоновые замеры температуры и других физических полей от устья до забоя скважины, далее размешают излучатель и приемник-преобразователь физических полей над кровлей продуктивного пласта, проводят очистку прискважинной зоны пласта от фильтрата бурового раствора путем подачи жидкой среды в активное сопло струйного насоса с поэтапным созданием нескольких значений депрессии на пласт, регистрируя при каждом из них забойные давления, состав и физические параметры флюида, поступающего из продуктивного пласта, а также дебит скважины, при этом в результате дренирования пласта против работающих его интервалов образуются температурные аномалии, далее при работающем струйном насосе при заданной величине депрессии на пласт перемещают излучатель и приемник-преобразователь физических полей вдоль оси скважины в зоне продуктивного пласта и проводят регистрацию профиля притока, параметров пластового флюида, забойного давления, а также изменения физических полей в прискважинной и удаленной зоне пласта, при этом предусматривают возможность проведения указанной операции несколько раз как при указанной выше заданной величине депрессии на пласт, так и при другой величине депрессии на пласт, потом прекращают подачу жидкой среды в струйный насос и извлекают из скважины излучатель и приемник-преобразователь физических полей вместе с каротажным кабелем и герметизирующим узлом и проводят проворачивание участка колонны труб выше поворотного устройства, далее спускают по колонне труб и устанавливают в посадочном месте проходного канала вставку для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины вместе с пробоотборником и автономным прибором, снабженным датчиками давления, температуры, дебита, состава пластового флюида и т.п., путем подачи жидкой среды в сопло струйного насоса создают необходимую депрессию на пласт и после расчетного времени дренирования продуктивного пласта резко прекращают подачу жидкой среды в сопло струйного насоса, а после расчетного времени регистрации кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины извлекают функциональную вставку для регистрации кривых восстановления пластового давления вместе с пробоотборником и автономным прибором, снова проворачивают участок колонны труб, размещенный выше поворотного устройства, и извлекают из скважины на поверхность струйный насос вместе со всей его сборкой. This problem is solved due to the fact that in the method of operation of a well jet device during testing of wells, an inlet funnel with a liner, a packer, a rotary device and a jet pump with a stepped passage channel with a seat between the steps are mounted from bottom to top, lowering this assembly on the pipe string into the well, while the inlet funnel is positioned no lower than the top of the reservoir, then the packer is unpacked and the pipe string portion located above the rotary devices is rotated then the emitter and receiver-converter of physical fields are lowered into the well through a jet pump together with a sealing unit that is movably placed on a wireline or wire above the tip to connect the transmitter and receiver-converter of physical fields, the sealing unit is mounted on a seat in the passage channel of the housing jet pump with the possibility of reciprocating movement of the wireline or wire, during the descent, background measurements of the temperature Ura and other physical fields from the wellhead to the bottom of the well, then the emitter and receiver-transducer of physical fields are placed above the top of the reservoir, the well is drilled from the mud filtrate by supplying a liquid medium to the active nozzle of the jet pump with the phased creation of several values of depression on formation, recording at each of them bottomhole pressures, composition and physical parameters of the fluid coming from the reservoir, as well as the flow rate of the well, while as a result of drainage formation against temperature intervals, temperature anomalies are formed, then when the jet pump is operating for a given depression, the emitter and the receiver-transducer of physical fields are moved to the formation along the axis of the well in the zone of the productive formation and the inflow profile, formation fluid parameters, and bottomhole pressure are recorded, and also changes in physical fields in the near-wellbore and remote zones of the reservoir, while providing for the possibility of carrying out the indicated operation several times as with the specified in Above a given value of depression per formation, and with a different value of depression per formation, then the liquid medium is stopped flowing to the jet pump and the emitter and receiver-transducer of physical fields are removed from the well together with the wireline cable and sealing unit and the pipe string section is rotated above the rotary devices, then lower down the pipe string and install an insert in the seat of the passage channel to record the reservoir pressure recovery curves in the sub-packer space of the well together a sampler and a stand-alone device equipped with sensors for pressure, temperature, flow rate, formation fluid composition, etc., by supplying a liquid medium to the jet pump nozzle, the necessary depression is created on the formation and after the estimated time of drainage of the productive formation, the liquid medium is suddenly stopped flowing into the jet nozzle pump, and after the estimated time of registration of the formation pressure recovery curve in the under-packer space of the well, a functional insert is removed to register the formation recovery curves first pressure together with the sampler and the autonomous device again crank portion of the pipe string disposed above the rotary device, and removed from the well to the surface of a jet pump together with all of its assembly.

В ряде случаев приходится проводить исследование и испытание пластов в скважинах на участках, где обсадная колонна не установлена. В результате приходится располагать струйный насос и пакер ниже обсадной колонны в зоне с неукрепленными стенками скважин. В результате перепадов давлений, которые создаются в скважине, например, при создании депрессии или в результате прокачки среды из подпакерной зоны скважины, возможны обвалы стенок скважины, что приводит к прихвату находящегося в скважине оборудования. В первую очередь это относится к колонне труб и струйному насосу, находящихся над пакером. Как показали проведенные исследования, проворачивание участка колонны труб со струйным насосом, расположенного выше пакера, в ходе проведения исследования скважины после распакеровки пакера и после извлечения из скважины излучателя и приемника-преобразователя физических полей позволяет избежать их прихвата. Это связано с тем, что в процессе проворачивания колонны труб удается предотвратить образование плотной пробки из обваливающейся породы, что позволяет организовать вынос обваливающей породы на поверхность с потоком среды, истекающим из струйного насоса. Кроме того, периодическое проворачивание колонны труб со струйным насосом позволяет избежать прилипания колонны труб со струйным насосом к стенкам скважины, что исключает проведение дополнительных работ по прочистке скважины, а следовательно, позволяет сократить сроки проведения исследования и испытания пластов в скважинах с неукрепленными обсадной колонной стенками. In some cases, it is necessary to conduct research and testing of formations in wells in areas where the casing is not installed. As a result, it is necessary to position the jet pump and packer below the casing in the area with unreinforced well walls. As a result of pressure drops that are created in the well, for example, when creating a depression or as a result of pumping the medium from the sub-packer zone of the well, collapse of the walls of the well is possible, which leads to the seizure of equipment located in the well. This primarily relates to the pipe string and the jet pump located above the packer. As the studies showed, the rotation of the pipe string section with the jet pump located above the packer during the study of the well after unpacking the packer and after removing the emitter and receiver-transducer of the physical fields from the well avoids pickup. This is due to the fact that in the process of turning the pipe string it is possible to prevent the formation of a dense cork from a collapsing rock, which makes it possible to organize the removal of a collapsing rock to the surface with a flow of medium flowing out of the jet pump. In addition, the periodic rotation of the pipe string with the jet pump avoids sticking of the pipe string with the jet pump to the walls of the well, which eliminates additional work on cleaning the well, and therefore, reduces the time for conducting research and testing of formations in wells with unsecured casing walls.

На фиг.1 представлен продольный разрез скважинной насосной установки при испытании скважин с установленным излучателем и приемником-преобразователем физических полей, на фиг.2 представлен продольный разрез скважинной насосной установки при испытании скважин с установленной вставкой для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины. Figure 1 shows a longitudinal section of a borehole pumping unit when testing wells with an installed emitter and receiver-transducer of physical fields; figure 2 presents a longitudinal section of a borehole pumping unit when testing wells with an installed insert for recording recovery curves of reservoir pressure in the under-packer space of a well.

Скважинная насосная установка при испытании скважин содержит струйный насос 1, установленный на колонне труб 2 в скважине с промежуточной обсадной колонной 3 и открытым стволом 20. В корпусе 4 струйного насоса 1 соосно установлены активное сопло 5 с камерой смешения 6 и выполнен проходной канал 7 с посадочным местом 16 для установки герметизирующего узла 8 с осевым каналом 21 или вставки 15 для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины вместе с пробоотборником 22 и автономным прибором 23, снабженным датчиками давления, температуры, дебита, состава пластового флюида и т.п. Установка снабжена установленным на кабеле 9 излучателем и приемником-преобразователем физических полей 10, размещенным ниже струйного насоса 1. Выход струйного насоса 1 подключен к затрубному пространству колонны труб 2, вход канала 12 подачи рабочей среды в активное сопло 5 подключен к внутренней полости колонны труб 2 выше герметизирующего узла 8 и канал 11 подвода откачиваемой из скважины струйным насосом 1 среды подключен к внутренней полости колонны труб 2 ниже герметизирующего узла 8. Пакер 13 размещен на колонне труб 2 ниже струйного насоса 1. Струйный насос 1 и пакер 13 размещены в скважине ниже обсадной колонны 3. Колонна труб 2 снабжена поворотным устройством 14, расположенным между струйным насосом 1 и пакером 13. Участок колонны труб выше поворотного устройства 14 установлен с возможностью проворачивания относительно расположенного ниже поворотного устройства 14 участка колонны труб посредством расположенного на поверхности привода. When testing a well, a downhole pump installation comprises a jet pump 1 mounted on a pipe string 2 in a well with an intermediate casing 3 and an open barrel 20. An active nozzle 5 with a mixing chamber 6 is coaxially mounted in the housing 4 of the jet pump 1 and a passage channel 7 with a landing channel is made a place 16 for installing a sealing unit 8 with an axial channel 21 or an insert 15 for recording curves of reservoir pressure recovery in the under-packer space of the well together with a sampler 22 and an autonomous device 23 equipped with a sensor kami pressure, temperature, flow rate, composition of the formation fluid, etc. The installation is equipped with a radiator mounted on the cable 9 and a receiver-transformer of physical fields 10 located below the jet pump 1. The output of the jet pump 1 is connected to the annulus of the pipe string 2, the input of the working medium supply channel 12 to the active nozzle 5 is connected to the internal cavity of the pipe string 2 above the sealing unit 8 and the channel 11 for supplying the medium pumped out of the well by the jet pump 1 is connected to the inner cavity of the pipe string 2 below the sealing unit 8. The packer 13 is placed on the pipe string 2 below the jet pump CA 1. The jet pump 1 and the packer 13 are placed in the well below the casing 3. The pipe string 2 is provided with a rotary device 14 located between the jet pump 1 and the packer 13. A portion of the pipe string above the rotary device 14 is mounted with the possibility of rotation relative to the rotary device located below 14 sections of the pipe string by means of a drive located on the surface.

В скважине на колонне труб 2 устанавливают струйный насос 1 и размещенные ниже струйного насоса 1 поворотное устройство 14, пакер 13 и входную воронку с хвостовиком 17. Затем проводят распакеровку пакера 13 в затрубном пространстве колонны труб 2, что позволяет разъединить пространство скважины. Проводят проворачивание участка колонны труб 2, размещенного выше поворотного устройства 14. Далее подсоединяют к наконечнику 24 кабеля или проволоки 9 излучатель и приемник-преобразователь физических полей 10 и устанавливают на кабеле или проволоке 9 герметизирующий узел 8 с обеспечением возможности возвратно-поступательного движения каротажного кабеля или проволоки 9 и спускают эту сборку во внутреннюю полость колонны труб 2. В процессе спуска проводят фоновые замеры температуры и других физических полей от устья до забоя скважины. In the well, a jet pump 1 and a rotary device 14, a packer 13, and an inlet funnel with a liner 17 are installed below the jet pump 1 in the pipe string 2. Then, the packer 13 is unpacked in the annulus of the pipe string 2, which allows the well space to be separated. Spin the section of the pipe string 2 located above the rotary device 14. Next, the emitter and the receiver-transformer of the physical fields 10 are connected to the tip 24 of the cable or wire 9 and the sealing assembly 8 is installed on the cable or wire 9 with the possibility of reciprocating movement of the logging cable or wire 9 and lower this assembly into the internal cavity of the pipe string 2. During the descent, background measurements of temperature and other physical fields from the wellhead to the bottom of the well are carried out.

После этого по колонне труб 2 подают жидкую рабочую среду в активное сопло 5 струйного насоса 1, что позволяет начать откачку струйным насосом 1 из подпакерной зоны скважины пластовой среды. Таким образом проводят дренирование продуктивного пласта 18 и очистку прискважинной зоны 19 пласта 18 от фильтрата бурового раствора, что приводит к образованию температурных аномалий в интервале работающих участков продуктивного пласта 18. Параметры в подпакерной зоне скважины контролируют с помощью излучателя и приемника-преобразователя физических полей 10 и при этом поэтапно создают различные депрессии на пласт, регистрируют при каждой из них забойные давления, состав флюида, поступающего из продуктивного пласта, и дебит скважины. Далее при работающем струйном насосе 1 при заданной величине депрессии на пласт 18 перемещают излучатель и приемник-преобразователь физических полей 10 вдоль оси скважины в зоне продуктивного пласта 18 и проводят регистрацию профиля притока, параметров пластового флюида, забойного давления, а также изменения физических полей в прискважинной 19 и удаленной зоне (зоне скважины, расположенной за прискважинной зоной) пласта 18, при этом предусматривают возможность проведения указанной операции несколько раз как при указанной выше заданной величине депрессии на пласт 18, так и при другой величине депрессии на пласт. Потом прекращают подачу рабочей среды в струйный насос 1 и извлекают из скважины излучатель и приемник-преобразователь физических полей 10 с каротажным кабелем 9 или проволокой и герметизирующим узлом 8. After that, the liquid working medium is supplied through the pipe string 2 to the active nozzle 5 of the jet pump 1, which allows pumping 1 to start pumping from the sub-packer zone of the well of the formation medium. Thus, drainage of the producing formation 18 and cleaning of the borehole zone 19 of the formation 18 from the mud filtrate are carried out, which leads to the formation of temperature anomalies in the interval of the working sections of the productive formation 18. The parameters in the sub-packer zone of the well are controlled using a transmitter and receiver-converter of physical fields 10 and at the same time, various depressions on the formation are gradually created, bottomhole pressures, the composition of the fluid coming from the reservoir, and the flow rate of the well are recorded at each of them. Then, when the jet pump 1 is operating at a given depression value, the emitter and the receiver-transducer of physical fields 10 are moved to the formation 18 along the axis of the well in the zone of the productive formation 18 and the inflow profile, parameters of the formation fluid, bottomhole pressure, as well as changes in physical fields in the borehole are recorded 19 and the remote zone (the zone of the well located behind the borehole zone) of the formation 18, while it is possible to carry out this operation several times as with the above specified the cause of depression per layer 18, and with a different amount of depression per layer. Then, the supply of the working medium to the jet pump 1 is stopped and the emitter and receiver-converter of physical fields 10 with a wireline 9 or wire and a sealing unit 8 are removed from the well.

Проводят проворачивание с помощью привода, расположенного на поверхности участка колонны труб 2 со струйным насосом 1, что предотвращает их прихват в скважине в результате обвала стенок скважины. После этого спускают по колонне труб 2 и устанавливают в проходном канале 7 на посадочное место 16 вставку 15 для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины вместе с пробоотборником 22 и автономным прибором 23, снабженным датчиками давления, температуры, дебита, состава пластового флюида и т.п. Струйным насосом 1 проводят откачку пластовой среды и создают необходимую депрессию на пласт 18 и после расчетного времени дренирования продуктивного пласта резко прекращают подачу рабочей среды в сопло 5 струйного насоса 1. Проводится регистрация кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины и снова проворачивают участок колонны труб 2 выше поворотного устройства 14, после чего извлекают вставку 15 и затем извлекают из скважины на поверхность струйный насос 1 вместе со всей сборкой. Carry out turning using a drive located on the surface of the section of the pipe string 2 with the jet pump 1, which prevents them from sticking in the well as a result of the collapse of the walls of the well. After that, a pipe string 2 is lowered along the pipe string 2 and an insert 15 is inserted in the passage channel 7 onto the seat 16 for recording the reservoir pressure recovery curves in the under-packer space of the well together with a sampler 22 and an autonomous device 23 equipped with sensors for pressure, temperature, flow rate, composition of the formation fluid and etc. The jet pump 1 conducts the pumping out of the formation medium and creates the necessary depression on the formation 18 and after the estimated time of drainage of the productive formation, the supply of the working medium to the nozzle 5 of the jet pump 1 is abruptly stopped. The formation pressure recovery curve is recorded in the sub-packer space of the well and the pipe string section 2 is rotated again. above the rotary device 14, after which the insert 15 is removed and then the jet pump 1 is removed from the well to the surface along with the entire assembly.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтедобывающей и горной промышленности при испытании нефтегазовых скважин на этапе их бурения. The present invention can be used in the oil and mining industries when testing oil and gas wells at the stage of their drilling.

Claims

The method of operation of a downhole jet installation during testing and development of wells, which consists in installing an inlet funnel with a liner from the bottom up, a packer, a rotary device and an inkjet pump in whose body a step passage channel with a seat between the steps is made, release this assembly on the column pipes into the well, while the inlet funnel is not lower than the top of the reservoir, then the packer is unpacked and the pipe string section located above the rotary device is rotated, then they send into the well through a jet pump a transmitter and receiver-converter of physical fields together with a sealing unit that is movably placed on a wireline or wire above the tip for connecting a transmitter and receiver-converter of physical fields, the sealing unit is installed on a seat in the passage channel of the housing of the jet pump with the possibility of reciprocating movement of the wireline or wire, during the descent, background temperature measurements and other of their physical fields from the wellhead to the bottom of the well, then the emitter and the receiver-converter of physical fields above the top of the reservoir are placed, the mud zone of the formation is cleaned from the mud filtrate by supplying a liquid medium to the active nozzle of the jet pump with the phased creation of several values of depression on the formation, recording at each of them bottomhole pressures, composition and physical parameters of the fluid coming from the reservoir, as well as the flow rate of the well, then with the jet pump running e carry out registration of the profile of the inflow and composition of the fluid, while moving the emitter and receiver-transducer of physical fields along the axis of the well, then stop the flow of liquid medium into the jet pump and remove the emitter and receiver-transformer of physical fields from the well along with the wireline and sealing unit and the section of the pipe string is rotated above the rotary device, then the pipe string is lowered and an insert is inserted in the seat of the passage channel for recording recovery curves the formation pressure in the under-packer space of the well together with a sampler and an autonomous device equipped with sensors for pressure, temperature, flow rate, composition of the formation fluid, etc., by supplying a liquid medium to the nozzle of the jet pump, the necessary depression is created on the formation and after the estimated time of productive drainage the formation abruptly stop the flow of liquid medium into the nozzle of the jet pump, and after the estimated time of recording the recovery curve of reservoir pressure in the sub-packer space of the well, I extract functional insert for recording curves recovery reservoir pressure with the sampler and the autonomous device again crank portion of the pipe string disposed above the rotary device, and removed from the well to the surface of a jet pump together with all of its assembly.