RU2817170C2 - Indicator release system and detection method - Google Patents
Indicator release system and detection method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817170C2 RU2817170C2 RU2021136362A RU2021136362A RU2817170C2 RU 2817170 C2 RU2817170 C2 RU 2817170C2 RU 2021136362 A RU2021136362 A RU 2021136362A RU 2021136362 A RU2021136362 A RU 2021136362A RU 2817170 C2 RU2817170 C2 RU 2817170C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indicator
- fluid
- valve
- tracer
- release device
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 362
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 361
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims abstract description 259
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 195
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 130
- 230000004941 influx Effects 0.000 claims abstract description 40
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 38
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 48
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 45
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 40
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 38
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 25
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 23
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 13
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 4
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims description 3
- 238000012882 sequential analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 26
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 26
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 23
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- QIROQPWSJUXOJC-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6-undecafluoro-6-(trifluoromethyl)cyclohexane Chemical compound FC(F)(F)C1(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F QIROQPWSJUXOJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BCNXQFASJTYKDJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4,5-nonafluoro-5-(trifluoromethyl)cyclopentane Chemical compound FC(F)(F)C1(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F BCNXQFASJTYKDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- KAVGMUDTWQVPDF-UHFFFAOYSA-N perflubutane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F KAVGMUDTWQVPDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229950003332 perflubutane Drugs 0.000 description 4
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- RXZBMPWDPOLZGW-HEWSMUCTSA-N (Z)-roxithromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=N\OCOCCOC)/[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 RXZBMPWDPOLZGW-HEWSMUCTSA-N 0.000 description 2
- IOOMXAQUNPWDLL-UHFFFAOYSA-N 2-[6-(diethylamino)-3-(diethyliminiumyl)-3h-xanthen-9-yl]-5-sulfobenzene-1-sulfonate Chemical compound C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1S([O-])(=O)=O IOOMXAQUNPWDLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 description 2
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical class [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 125000000219 ethylidene group Chemical group [H]C(=[*])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N oxygen difluoride Chemical class FOF UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 2
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012966 insertion method Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к устройству и способу выпуска индикатора в добывающую скважину для измерения потока и мониторинга профилей притока в стволе скважины во время добычи. Аспекты изобретения включают устройство для выпуска индикатора, предназначенное для хранения и выборочного выпуска индикатора, и способ обнаружения индикатора.The present invention relates to a device and method for releasing a tracer into a production well to measure flow and monitor inflow profiles in the wellbore during production. Aspects of the invention include an indicator release device for storing and selectively releasing the indicator, and a method for detecting the indicator.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯPREREQUISITES FOR CREATION OF THE INVENTION
Скважинные индикаторы, помещенные в добывающих скважинах, доказали свою эффективность для оценки того, какие текучие среды протекают в каких частях скважины и с какими расходами. Традиционно разные индикаторы размещались в разных зонах притока к эксплуатационному оборудованию скважины, установленному в скважине.Downhole indicators placed in production wells have proven effective in assessing which fluids are flowing in which parts of the well and at what rates. Traditionally, different indicators have been placed in different inflow zones to the well production equipment installed in the well.
Способы мониторинга расхода текучей среды в скважине известны, включая количественную оценку на основе переходного потока, когда отдельные индикаторы размещаются в разных зонах притока в скважине. Скважина приостанавливается на время, чтобы обеспечить возможность индикаторам с высокой концентрацией накапливаться в отдельных зонах притока, а затем скважина перезапускается, чтобы вывести индикаторы на поверхность. Для получения качественных и количественных данных эксплуатационных характеристик используются отбор проб и анализ концентрации различных индикаторов.Methods for monitoring fluid flow in a well are known, including transient flow-based quantification where individual indicators are placed at different flow zones in the well. The well is shut down for a period of time to allow high concentration tracers to accumulate in selected inflow zones, and then the well is restarted to bring the tracers to the surface. Sampling and concentration analysis of various indicators are used to obtain qualitative and quantitative performance data.
В документе ЕР 2633152 раскрыт способ оценки профиля притока скважинных текучих сред (нефти, газа или воды) в нефтяную скважину с местами притока в добываемый поток. Способ включает размещение индикаторных источников с индикаторными материалами на уровнях скважины, расположенных ниже по потоку, и создание переходного процесса в рабочем дебите всего добываемого потока путем приостановки скважины. Способ включает отбор и анализ проб и на основе указанных концентраций и последовательности отбора проб, а также геометрии скважины, расчет объемов притока по моделям потока.EP 2633152 discloses a method for estimating the influx profile of well fluids (oil, gas or water) into an oil well with inflow locations into the production stream. The method includes placing indicator sources with indicator materials at well levels located downstream, and creating a transition process in the working flow rate of the entire produced flow by stopping the well. The method includes sampling and analysis of samples and, based on the specified concentrations and sampling sequence, as well as well geometry, calculating inflow volumes using flow models.
Однако эти способы ограничивают количество возможностей для получения данных индикаторов, поскольку остановка скважины - сложная и очень дорогостоящая операция, требующая тщательного планирования проекта и приводящая к потере доходов из-за перерыва в добыче.However, these methods limit the number of possibilities for obtaining these indicators, since shutting down a well is a complex and very expensive operation that requires careful project planning and leads to loss of revenue due to interruption in production.
Другой проблемой известных способов внутрискважинных индикаторов является то, что из-за условий в скважине в ней могут существовать колебания давления, которые могут влиять на поток индикаторов в скважине. Это может привести к ситуациям, когда индикаторы перемещаются вверх по потоку или перетекают в другие зоны пласта, что известно как переток. Переток вносит неопределенность и может повлиять на точность анализа расхода потока.Another problem with known downhole tracer methods is that due to downhole conditions, there may be pressure fluctuations in the well, which can affect the flow of tracers into the well. This can lead to situations where tracers move upstream or flow into other areas of the formation, known as cross-flow. Crossflow introduces uncertainty and can affect the accuracy of the flow rate analysis.
Системы инжекции индикаторов для внутрискважинного использования известны из документов US 6840316 В2 и WO 2016/137328 А1, в которых инжекторный блок выпускает в поток молекулы или частицы индикатора.Tracer injection systems for downhole use are known from US 6840316 B2 and WO 2016/137328 A1, in which an injection unit releases tracer molecules or particles into the flow.
В документе WO 2018/143814 описана система инжекции индикатора для использования в скважине, в которой по меньшей мере два инжекторных устройства расположены в скважине в разных местах, при этом индикаторы выпускаются синхронно, что позволяет определять характеристики потока в скважине.WO 2018/143814 describes a tracer injection system for use in a well, in which at least two injection devices are located in the well at different locations, with the tracers released synchronously, allowing the flow characteristics of the well to be determined.
Недостатки известных способов состоят в том, что индикаторы добавляются к потоку в ответ на заданный по времени выпуск, при этом управление тем, попадают ли индикаторы в целевую текучую среду или нет, в скважине ограничено, причем анализ верхней части скважины выполняется с некоторыми неопределенностями. Системы инжекции в скважину имеют ограничения по количеству индикаторов и типу индикаторов, которые могут храниться в инжекторном устройстве и выпускаться им.Disadvantages of the known methods are that tracers are added to the stream in response to a timed release, while control of whether the tracers enter the target fluid or not downhole is limited, and the analysis of the top of the well is subject to some uncertainties. Downhole injection systems have limitations on the number of indicators and the type of indicators that can be stored and released by the injection device.
Существуют ограничения на типы индикаторов, которые могут использоваться в скважинах. Индикаторы должны выпускаться с высокой концентрацией, чтобы обеспечивать обнаружение их на поверхности, но также не должны быстро истощаться и должны иметь длительный ресурс в скважине.There are restrictions on the types of indicators that can be used in wells. Tracers must be released at a high concentration to ensure detection at the surface, but also must not deplete quickly and must have a long life in the well.
Еще одним недостатком является то, что системы инжекции в скважину обычно развертываются с помощью скважинного инструмента, который может препятствовать добываемому потоку или затруднять его и влиять на измерения характеристик потока. Скважинный инструмент также может застрять в скважине, что потребует дорогостоящих операций по извлечению.Another disadvantage is that downhole injection systems are typically deployed using downhole tools, which can obstruct or impede the production flow and affect flow characteristics measurements. Downhole tools can also become stuck in the hole, requiring costly retrieval operations.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Одной из целей и задач изобретения является создание способа мониторинга притока текучей среды к индикатору углеводородной добывающей скважины путем обнаружения наличия индикатора, избирательно выпускаемого в добываемый поток скважины.One of the objects and objects of the invention is to provide a method for monitoring the flow of fluid to a tracer in a hydrocarbon production well by detecting the presence of a tracer that is selectively released into the well's production stream.
Другой целью настоящего изобретения является создание устройства для выпуска индикатора для выборочного выпуска индикатора в добываемый поток, чтобы можно было рассчитывать и контролировать профили измерения параметров потока и притока в ствол скважины.Another object of the present invention is to provide a tracer release apparatus for selectively releasing tracer into a production stream so that measurement profiles of flow parameters and inflow into a wellbore can be calculated and controlled.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании устройства для выпуска индикатора, которое способно создавать высокую концентрацию индикатора и выборочно выпускать индикаторы с высокой концентрацией, не требуя приостановки скважины. Высокая концентрация индикатора обнаруживается ниже по потоку устройства для выпуска индикатора.It is yet another object of the present invention to provide a tracer release device that is capable of producing a high concentration of tracer and selectively releasing high concentration tracers without requiring well shutdown. A high concentration of indicator is detected downstream of the indicator release device.
Другой целью аспекта изобретения является создание устройства для выпуска индикатора, которое способно выпускать индикатор с высокой концентрацией в добываемый поток в виде индикаторного облака, которое может быть обнаружено на поверхности, но также регулирует воздействие на индикаторный источник добываемой текучей среды для продления ресурса индикатора в скважине.Another object of an aspect of the invention is to provide a tracer release device that is capable of releasing a high concentration of tracer into the production stream in the form of a tracer cloud that can be detected at the surface, but also controls the exposure of the tracer source to the produced fluid to extend the life of the tracer in the well.
Еще одна цель одного из аспектов изобретения состоит в создании способа и устройства для выборочного выпуска индикатора с высокой концентрацией, который может быть обнаружен способами отбора проб и/или анализа в реальном времени.It is yet another object of one aspect of the invention to provide a method and apparatus for selectively releasing a high concentration of tracer that can be detected by real-time sampling and/or analysis methods.
Другой целью изобретения является создание устройства для выпуска индикатора, которое контролируемым образом выпускает индикатор, регулируя добываемый поток на поверхности.Another object of the invention is to provide a tracer release device that releases tracer in a controlled manner to control the production flow at the surface.
Дальнейшие цели и задачи изобретения станут очевидными из следующего описания.Further objects and objects of the invention will become apparent from the following description.
В соответствии с первым аспектом изобретения, предложен способ мониторинга притока текучей среды в углеводородную добывающую скважину, включающий:In accordance with a first aspect of the invention, there is provided a method for monitoring fluid inflow into a hydrocarbon production well, comprising:
установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной в углеводородной добывающей скважине в месте притока, при этом устройство для выпуска индикатора содержит:installing at least one indicator release device connected to the production string in the hydrocarbon production well at an inflow location, wherein the indicator release device comprises:
объем текучей среды, по меньшей мере один индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды, по меньшей мере одно выпускное отверстие в указанный объем текучей среды и по меньшей мере один управляемый клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,a volume of fluid, at least one indicator material located in said volume of fluid, at least one outlet into said volume of fluid, and at least one controllable valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet,
при этом устройство для выпуска индикатора имеет первое состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан закрыт, чтобы по существу или полностью предотвращать прохождение текучей среды и индикатора из указанного объема текучей среды в добываемую текучую среду через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие, и второе состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан открыт, чтобы обеспечивать возможность текучей среде и индикатору проходить из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,wherein the indicator release device has a first state in which said at least one controllable valve is closed to substantially or completely prevent the passage of fluid and indicator from said volume of fluid into the produced fluid through said at least one outlet, and a second state in which said at least one controllable valve is open to allow fluid and indicator to pass from said volume of fluid into the production string through said at least one outlet,
при этом способ включает:the method includes:
- добычу углеводородов из скважины с помощью устройства для выпуска индикатора в его первом состоянии при первом расходе добываемого потока в эксплуатационной колонне,- production of hydrocarbons from the well using a device for releasing the indicator in its first state at the first flow rate of the produced flow in the production string,
- изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне до второго расхода добываемого потока для приведения в действие указанного по меньшей мере одного управляемого клапана, чтобы вызвать протекание текучей среды и индикатора из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну, создавая повышенную концентрацию индикатора в эксплуатационной колонне,- changing the flow rate of the production stream in the production string to a second flow rate of the production stream to operate said at least one controllable valve to cause fluid and tracer to flow from said volume of fluid into the production string, creating an increased concentration of tracer in the production string,
- обнаружение наличия индикатора ниже по потоку от места притока.- detection of the presence of an indicator downstream from the inflow point.
Благодаря выполнению устройства для выпуска индикатора с по меньшей мере одним клапаном, выполненным с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие, можно быть обеспечена возможность приостановки этого устройства для увеличения концентрации молекул индикатора в объеме текучей среды устройства. Последующее открытие клапана для выпуска индикатора с повышенной концентрацией может вызвать переходный процесс индикатора. Повышенная концентрация молекул индикатора распространяется вниз по потоку с добываемым потоком в виде облака, порции или заряда индикатора, которые могут быть обнаружены ниже по потоку от устройства и/или в устье скважины как сигнал отклика индикатора или пик в точке обнаружения ниже по потоку.By providing the indicator release device with at least one valve configured to selectively control the flow of fluid through the at least one outlet, it is possible to suspend the device to increase the concentration of indicator molecules in the fluid volume of the device. Subsequently opening the valve to release a higher concentration of indicator may cause an indicator transient. The increased concentration of tracer molecules travels downstream with the production stream as a cloud, slug, or charge of tracer that can be detected downstream of the device and/or at the wellhead as a tracer response signal or peak at the downstream detection point.
Переходные процессы индикатора вызываются полем скоростей в скважине. Появление у устья скважины различных индикаторов или полный переходный процесс различных индикаторов можно использовать для оценки поля скоростей в скважине. По полю скоростей можно рассчитать профиль притока.The transient processes of the indicator are caused by the velocity field in the well. The appearance of various indicators at the wellhead or the complete transient process of various indicators can be used to estimate the velocity field in the well. Using the velocity field, the inflow profile can be calculated.
Способ может включать отбор проб добываемого потока. Отбор проб можно выполнять один или несколько раз. Отбор проб можно выполнять ниже по потоку от устройства для выпуска индикатора или на поверхности. Пробы могут быть отобраны для последующего анализа. Способ может включать оценку или вычисление профиля притока на основе концентрации и типа индикатора как функции времени отбора проб.The method may include sampling the produced stream. Sampling can be performed one or more times. Sampling can be done downstream of the tracer release device or at the surface. Samples can be collected for later analysis. The method may include estimating or calculating an influx profile based on the concentration and type of tracer as a function of sampling time.
На основе измеренных концентраций индикатора, последовательности их отбора проб и геометрии скважины могут быть рассчитаны объемы притока. Объемы притока могут быть рассчитаны по моделям переходного потока. Объемы притока можно использовать для оценки профиля притока скважины.Based on the measured tracer concentrations, their sampling sequence, and well geometry, influx volumes can be calculated. Inflow volumes can be calculated from transient flow models. Inflow volumes can be used to estimate a well's inflow profile.
Способ может включать обнаружение наличия индикатора в добываемом потоке в режиме реального времени ниже по потоку от места притока. Способ может включать мониторинг притока текучей среды в добывающую углеводородную скважину, , в режиме реального времени.The method may include detecting the presence of an indicator in the production stream in real time downstream of the inflow location. The method may include monitoring the influx of fluid into a hydrocarbon production well in real time.
Способ может включать проведение оптического мониторинга для обнаружения индикаторов в добываемом потоке. Способ может включать определение типа индикатора. Способ может включать измерение и/или мониторинг концентрации индикатора.The method may include performing optical monitoring to detect indicators in the production stream. The method may include determining the type of indicator. The method may include measuring and/or monitoring the concentration of the indicator.
Способ может включать анализ характеристик выпуска индикатора, времени отбора проб и/или совокупного добытого объема от объемов притока из различных зон притока.The method may include analyzing tracer release characteristics, sampling times, and/or cumulative volume produced from influent volumes from various influent zones.
Способ может включать анализ прибытия пиков концентрации каждого индикатора для определения процента притока, который имеет место между местоположениями индикаторов. Способ может включать анализ скорости снижения концентрации индикатора из каждого местоположения индикатора для определения процента притока пласта из каждой зоны притока.The method may include analyzing the arrival of concentration peaks of each indicator to determine the percentage of influx that occurs between the locations of the indicators. The method may include analyzing the rate of decline of the tracer concentration from each tracer location to determine the percentage of formation inflow from each inflow zone.
Способ может включать обнаружение наличия индикаторного материала в месте обнаружения. Место обнаружения может представлять собой местоположение в скважине, или может представлять собой местоположение на поверхности, или может быть расположено в направлении к поверхности добывающей скважины.The method may include detecting the presence of tracer material at the detection site. The detection location may be a location in the well, or may be a location at the surface, or may be located toward the surface of the production well.
Способ может включать моделирование расходов притока в модельной скважине. Смоделированные профиль и/или скорости притока могут корректироваться до тех пор, пока рассчитанные концентрации модельных индикаторов не сравнятся с измеренными концентрациями идентифицированных индикаторов для оценки профиля притока.The method may include modeling flow rates in a model well. The modeled influx profile and/or rates can be adjusted until the calculated concentrations of the model indicators compare with the measured concentrations of the identified indicators to estimate the influx profile.
Способ может включать изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне до третьего расхода добываемого потока для приведения в действие управляемого клапана для предотвращения прохождения текучей среды и индикаторного материала из указанного объема текучей среды в добываемую текучую среду через выпускное отверстие.The method may include changing the flow rate of the production stream in the production string to a third flow rate of the production stream to operate a controllable valve to prevent the passage of fluid and tracer material from the specified volume of fluid into the production fluid through the outlet.
Второй расход добываемого потока может быть выше, чем первый расход добываемого потока. В качестве альтернативы, второй расход добываемого потока может быть ниже, чем первый расход добываемого потока. Третий расход добываемого потока может быть выше, чем второй расход добываемого потока. В качестве альтернативы, третий расход добываемого потока может быть ниже, чем второй расход добываемого потока.The second flow rate of the produced stream may be higher than the first flow rate of the produced stream. Alternatively, the second flow rate of the production stream may be lower than the first flow rate of the production stream. The third flow rate of the produced stream may be higher than the second flow rate of the produced stream. Alternatively, the third production stream flow rate may be lower than the second production stream flow rate.
Предпочтительно, устройство для выпуска индикатора имеет по меньшей мере одно впускное отверстие в указанный объем текучей среды.Preferably, the indicator release device has at least one inlet into said volume of fluid.
Способ может включать приведение в действие указанного по меньшей мере одного управляемого клапана для открытия указанного по меньшей мере одного впускного отверстия и/или по меньшей мере одного выпускного отверстия. Способ может включать приведение в действие указанного по меньшей мере одного управляемого клапана для закрытия впускного и/или выпускного отверстия. Указанный по меньшей мере один управляемый клапан может быть расположен в указанном по меньшей мере одном выпускном отверстии между указанным объемом текучей среды и эксплуатационной колонной. Указанный по меньшей мере один управляемый клапан может быть расположен в указанном по меньшей мере одном впускном отверстии между указанным объемом текучей среды и эксплуатационной колонной.The method may include operating said at least one controllable valve to open said at least one inlet and/or at least one outlet. The method may include operating said at least one controllable valve to close the inlet and/or outlet. Said at least one controllable valve may be located in said at least one outlet between said volume of fluid and the production string. Said at least one controllable valve may be located in said at least one inlet between said volume of fluid and the production string.
Устройство может содержать первый управляемый клапан, расположенный в выпускном отверстии между указанным объемом текучей среды и эксплуатационной колонной, и второй управляемый клапан, расположенный во впускном отверстии между указанным объемом текучей среды и эксплуатационной колонной. Способ может включать приведение в действие управляемого клапана для открытия впускного отверстия и/или выпускного отверстия. Способ может включать приведение в действие управляемого клапана для закрытия впускного отверстия и/или выпускного отверстия.The device may comprise a first controllable valve located at an outlet between said volume of fluid and the production string, and a second controllable valve located at an inlet between said volume of fluid and the production string. The method may include operating a controllable valve to open the inlet and/or outlet. The method may include operating a controllable valve to close the inlet and/or outlet.
Первый, второй и третий расходы добываемого потока могут быть ненулевыми. По меньшей мере один из первого, второго и/или третьего расходов добываемого потока может быть нулевым. Расход добываемого потока может быть изменен с помощью дросселя, соединенного с эксплуатационной колонной. Дроссель может быть подводным или наземным. Дроссель может представлять собой внутрискважинный дроссель.The first, second and third costs of the produced flow may be non-zero. At least one of the first, second and/or third flow rates of the produced stream may be zero. The flow rate of the produced stream can be changed using a throttle connected to the production string. The choke can be underwater or land-based. The choke may be a downhole choke.
Третий расход добываемого потока может быть по существу таким же, как и первый расход добываемого потока. Таким образом, управляемый клапан может быть приведен в действие для открытия путем временного изменения расхода добываемого потока на больший или меньший расход добываемого потока.The third flow rate of the production stream may be substantially the same as the first flow rate of the production stream. Thus, the controllable valve can be actuated to open by temporarily changing the flow rate of the production stream to a higher or lower flow rate of the production stream.
Устройство для выпуска индикатора может иметь третье состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан находится в промежуточном положении между полностью открытым положением и полностью закрытым положением, чтобы обеспечить дросселирование потока текучей среды и индикаторных материалов, проходящих из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну через выпускное отверстие.The indicator release device may have a third state in which said at least one controllable valve is in a position intermediate between a fully open position and a fully closed position to throttle the flow of fluid and indicator materials passing from said volume of fluid into the production string. through the outlet.
Обеспечивая устройство, способное управлять накоплением и выборочным выпуском индикатора с высокой концентрацией, обнаруживаемый уровень индикатора может контролироваться ниже по потоку по мере необходимости.By providing a device capable of controlling the accumulation and selective release of a high concentration of tracer, the detectable level of tracer can be controlled downstream as needed.
Способ может включать закрытие клапана по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора на определенный период времени для приостановки устройства для выпуска индикатора. При приостановке устройства для выпуска индикатора концентрация частиц или молекул индикатора, выпускаемых в указанный объем текучей среды или проточный канал устройства для выпуска индикатора, увеличивается до тех пор, пока объем текучей среды в проточном канале не окажется обогащенным или насыщенным частицами индикатора.The method may include closing a valve of the at least one indicator release device for a certain period of time to suspend the indicator release device. When the indicator release device is suspended, the concentration of indicator particles or molecules released into a specified volume of fluid or flow channel of the indicator release device increases until the volume of fluid in the flow channel is enriched or saturated with indicator particles.
Способ может включать приостановку устройства для выпуска индикатора на определенный период времени. Период времени может варьироваться от часов до месяцев.The method may include pausing the device to release the indicator for a certain period of time. The time period can vary from hours to months.
Способ может включать закрытие клапана на срок менее 24 часов, чтобы приостановить устройство для выпуска индикатора. Способ может включать закрытие клапана на более чем 24 часа для приостановки устройства для выпуска индикатора. Способ может включать открытие клапана для выпуска текучей среды и частиц или молекул индикатора из проточного канала через выпускное отверстие в добываемый поток.The method may include closing the valve for less than 24 hours to pause the device to release the indicator. The method may include closing the valve for more than 24 hours to pause the device to release the indicator. The method may include opening a valve to release fluid and tracer particles or molecules from the flow channel through the outlet into the production stream.
Способ может также включать управление воздействием на индикаторный материал добываемым потоком для продления ресурса скважинного индикаторного материала. Во время приостановки устройства для выпуска индикатора молекулы индикатора могут выпускаться в объем текучей среды устройства до тех пор, пока этот объем текучей среды не станет обогащенным или насыщенным молекулами индикатора. После того, как объем текучей среды обогащен или насыщен молекулами индикатора, выпуск индикатора в объем текучей среды может быть в значительной степени или полностью остановлен.The method may also include controlling the exposure of the tracer material to the produced flow to extend the life of the downhole tracer material. When the indicator release device is paused, indicator molecules may be released into the fluid volume of the device until the fluid volume becomes enriched or saturated with indicator molecules. Once the fluid volume is enriched or saturated with indicator molecules, the release of the indicator into the fluid volume may be largely or completely stopped.
Этот способ также может обеспечивать возможность использовать индикаторные системы, которые ранее считались непригодными из-за высокого расхода выпуска из индикаторного источника в целевую текучую среду в скважинных условиях. Фактически, высокий расход выпуска таких индикаторов может обеспечивать возможность создания высоких концентраций индикаторов за короткий период времени. Это может быть полезно, когда операции по индикаторному анализу потока требуется выполнять в быстрой последовательности.This method may also provide the ability to use tracer systems that were previously considered unsuitable due to the high flow rate of release from the tracer source into the target fluid under downhole conditions. In fact, the high release rate of such tracers may enable the creation of high concentrations of tracers in a short period of time. This can be useful when flow indicator operations need to be performed in quick succession.
В соответствии со вторым аспектом изобретения, предложен способ мониторинга притока текучей среды в углеводородную добывающую скважину в режиме реального времени, включающий:In accordance with a second aspect of the invention, there is provided a method for monitoring fluid inflow into a hydrocarbon production well in real time, comprising:
- установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной в добывающей углеводородной скважине в месте притока, при этом устройство для выпуска индикатора содержит:- installing at least one indicator release device connected to the production string in the producing hydrocarbon well at the inflow location, wherein the indicator release device comprises:
объем текучей среды,fluid volume,
по меньшей мере один индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды,at least one indicator material located in the specified volume of fluid,
по меньшей мере одно выпускное отверстие в указанный объем текучей среды,at least one outlet into said volume of fluid,
и управляемый клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через выпускное отверстие,and a controllable valve configured to selectively control the flow of fluid through the outlet,
причем устройство для выпуска индикатора имеет первое состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан закрыт, чтобы по существу или полностью предотвращать прохождение текучей среды и индикатора из указанного объема текучей среды в добываемую текучую среду через выпускное отверстие, и второе состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан открыт, чтобы обеспечивать возможность текучей среде и индикатору проходить из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну через выпускное отверстие, при этом способ включает:wherein the indicator release device has a first state in which said at least one controllable valve is closed to substantially or completely prevent the passage of fluid and indicator from said volume of fluid into the produced fluid through the outlet, and a second state in which said at least one controllable valve is open to allow fluid and indicator to pass from said volume of fluid into the production string through an outlet, the method comprising:
- добычу углеводородов из скважины с помощью устройства для выпуска индикатора в его первом состоянии при первом расходе добываемого потока в эксплуатационной колонне,- production of hydrocarbons from the well using a device for releasing the indicator in its first state at the first flow rate of the produced flow in the production string,
- изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне до второго расхода добываемого потока для приведения в действие управляемого клапана, чтобы вызвать протекание текучей среды и индикатора из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну, создавая повышенную концентрацию индикаторного материала в эксплуатационной колонне,- changing the flow rate of the production stream in the production string to a second flow rate of the production stream to operate a controllable valve to cause fluid and tracer to flow from the specified volume of fluid into the production string, creating an increased concentration of tracer material in the production string,
- обнаружение наличия индикатора ниже по потоку от места притока.- detection of the presence of an indicator downstream from the inflow point.
Способ может включать обнаружение наличия индикатора в месте обнаружения. Место обнаружения может представлять собой местоположение в скважине, или может представлять собой местоположение на поверхности, или может представлять собой местоположение в направлении к поверхности добывающей скважины.The method may include detecting the presence of an indicator at a detection location. The detection location may be a location in the well, or may be a location at the surface, or may be a location toward the surface of the production well.
Способ может включать изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне до третьего расхода добываемого потока для приведения в действие указанного по меньшей мере одного управляемого клапана для закрытия выпускного отверстия и существенного или полного предотвращения прохождения текучей среды и индикаторного материала из указанного объема текучей среды в добываемую текучую среду через выпускное отверстие.The method may include changing the flow rate of the production stream in the production string to a third flow rate of the production stream to actuate the at least one controllable valve to close the outlet and substantially or completely prevent the passage of fluid and indicator material from the specified volume of fluid into the production fluid. through the outlet.
Способ может включать оптическое обнаружение индикатора. Способ может включать излучение света от источника света в добываемый поток. Способ может включать получение света, созданного люминесценцией, присущей индикаторам, присутствующим в потоке. Способ может включать сбор и анализ светового сигнала обратного рассеяния. Способ может включать транспортировку добываемого потока из мест выпуска индикаторов в скважине к датчику в режиме реального времени в добываемом потоке в точке обнаружения ниже по потоку от устройства для выпуска индикатора.The method may include optical detection of the indicator. The method may include emitting light from a light source into a production stream. The method may include producing light created by luminescence inherent in indicators present in the stream. The method may include collecting and analyzing the backscatter light signal. The method may include transporting a produced stream from tracer release locations in a well to a real-time sensor in the produced stream at a detection point downstream of the tracer release device.
Способ может включать проведение оптического мониторинга для обнаружения индикаторов в добываемом потоке. Способ может включать определение типа индикатора. Способ может включать измерение и/или мониторинг концентрации индикатора. Способ может включать отслеживание времени прибытия индикатора.The method may include performing optical monitoring to detect indicators in the production stream. The method may include determining the type of indicator. The method may include measuring and/or monitoring the concentration of the indicator. The method may include tracking the arrival time of the indicator.
Обнаружение может выполняться путем мониторинга в точке обнаружения внутри скважины. Мониторинг может также или вместо этого выполняться в точке обнаружения в устье скважины.Detection can be accomplished by monitoring at a detection point inside the well. Monitoring may also or instead be performed at a detection point at the wellhead.
Способ может включать мониторинг с помощью оборудования для обнаружения и/или оперативное обнаружение, в потоке, измерение с задержкой и т.п. Такой мониторинг может быть более или менее непрерывным и будет улавливать или обнаруживать индикаторные сигналы всякий раз, когда они возникают. Мониторинг может выполняться путем анализа взятых или отобранных проб текучей среды. Для этого может потребоваться выпуск индикатора в запланированное время или использование автоматического устройства для отбора проб, поскольку ручной отбор проб может потребовать значительных ресурсов.The method may include monitoring with detection equipment and/or real-time detection, in-line detection, delayed measurement, or the like. Such monitoring may be more or less continuous and will pick up or detect indicator signals whenever they occur. Monitoring can be accomplished by analyzing collected or subsampled fluid samples. This may require releasing the indicator at a scheduled time or using an automatic sampling device, as manual sampling can be resource intensive.
Указанный по меньшей мере один управляемый клапан может быть расположен в выпускном отверстии между указанным объемом текучей среды и эксплуатационной колонной. Указанный по меньшей мере один управляемый клапан может быть расположен во впускном отверстии между указанным объемом текучей среды и эксплуатационной колонной. Управляемые клапаны могут быть расположены во впускном отверстии и в выпускном отверстии между указанным объемом текучей среды и эксплуатационной колонной.Said at least one controllable valve may be located in an outlet between said volume of fluid and the production string. Said at least one controllable valve may be located in an inlet between said volume of fluid and the production string. Controllable valves may be located at the inlet and outlet between the specified volume of fluid and the production string.
Индикаторный материал может быть выполнен с возможностью выборочного выпуска молекул индикатора из индикаторного материала в текучую среду в индикаторной камере при контакте с конкретной скважинной текучей средой. Индикаторный материал может быть выполнен с возможностью выпуска молекул индикатора из индикаторного материала в текучую среду в индикаторной камере при контакте с целевой скважинной текучей средой.The indicator material may be configured to selectively release indicator molecules from the indicator material into a fluid in the indicator chamber upon contact with a particular well fluid. The indicator material may be configured to release indicator molecules from the indicator material into a fluid in the indicator chamber upon contact with a target well fluid.
Предпочтительно, индикаторный материал выполнен с возможностью выпуска молекул индикатора в индикаторную камеру, когда индикаторный материал подвергается воздействию целевой текучей среды, то есть нефти, газа или воды. Индикаторный материал может быть твердым, жидким или газообразным.Preferably, the indicator material is configured to release indicator molecules into the indicator chamber when the indicator material is exposed to a target fluid, ie oil, gas or water. The indicator material may be solid, liquid or gas.
Индикаторный материал может быть выбран из группы, включающей химические, флуоресцентные, фосфоресцентные, магнитные, ДНК и/или радиоактивные соединения.The indicator material may be selected from the group consisting of chemical, fluorescent, phosphorescent, magnetic, DNA and/or radioactive compounds.
Индикаторный материал может содержать химические индикаторы, выбранные из группы, включающей перфторированные углеводороды или перфторэфиры.The indicator material may contain chemical indicators selected from the group consisting of perfluorinated hydrocarbons or perfluoroethers.
Перфторированные углеводороды могут быть выбраны из группы, состоящей из перфторбутана (РВ), перфторметилциклопентана (РМСР) и/или перфторметилциклогексана (РМСН). Индикаторный материал может содержать краситель. Индикаторный материал может содержать люминесцентный краситель.Perfluorinated hydrocarbons can be selected from the group consisting of perfluorobutane (PB), perfluoromethylcyclopentane (PMCP) and/or perfluoromethylcyclohexane (PMCH). The indicator material may contain a dye. The indicator material may contain a luminescent dye.
Варианты выполнения второго аспекта изобретения могут включать один или несколько признаков первого аспекта изобретения или его вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the second aspect of the invention may include one or more features of the first aspect of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с третьим аспектом изобретения, предложен способ мониторинга притока текучей среды в скважину для добычи углеводородов в режиме реального времени, включающий:In accordance with a third aspect of the invention, there is provided a method for monitoring fluid inflow into a hydrocarbon production well in real time, comprising:
установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной в добывающей углеводородной скважине в месте притока, при этом устройство для выпуска индикатора содержит:installing at least one indicator release device connected to the production string in a hydrocarbon production well at an inflow location, wherein the indicator release device comprises:
объем текучей среды,fluid volume,
по меньшей мере один индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды,at least one indicator material located in the specified volume of fluid,
по меньшей мере одно выпускное отверстие в указанный объем текучей среды, иat least one outlet into said volume of fluid, and
по меньшей мере один управляемый клапан, расположенный в указанном по меньшей мере одном выпускном отверстии между указанным объемом текучей среды и эксплуатационной колонной,at least one controllable valve located in said at least one outlet between said volume of fluid and the production string,
причем указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора имеет первое состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан закрыт, чтобы по существу или полностью предотвращать прохождение текучей среды и индикатора из объема текучей среды в добываемую текучую среду через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие, и второе состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан открыт, чтобы обеспечивать возможность текучей среде и индикатору проходить из объема текучей среды в эксплуатационную колонну через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,wherein said at least one indicator release device has a first state in which said at least one controllable valve is closed to substantially or completely prevent the passage of fluid and indicator from the fluid volume into the produced fluid through said at least one an outlet, and a second state in which said at least one controllable valve is open to allow fluid and indicator to pass from the fluid volume into the production string through said at least one outlet,
при этом способ включает:the method includes:
- добычу углеводородов из скважины с помощью указанного по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора в его первом состоянии при первом расходе добываемого потока в эксплуатационной колонне,- production of hydrocarbons from the well using said at least one device for releasing the indicator in its first state at the first flow rate of the produced stream in the production string,
- изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне до второго расхода добываемого потока для приведения в действие управляемого клапана, чтобы открыть выпускное отверстие и вызвать протекание текучей среды и индикаторного материала из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну, создавая повышенную концентрацию индикатора в эксплуатационной колонне,- changing the flow rate of the production stream in the production string to a second flow rate of the production stream to actuate the controllable valve to open the outlet and cause fluid and tracer material from the specified volume of fluid to flow into the production string, creating an increased concentration of tracer in the production string,
- обнаружение наличия индикатора ниже по потоку от места притока в месте обнаружения в направлении к поверхности добывающей скважины.- detection of the presence of an indicator downstream from the inflow point at the detection point towards the surface of the production well.
Способ может включать оптическое обнаружение индикатора. Способ может включать излучение света от источника света в добываемый поток. Способ может включать получение света, созданного люминесценцией, присущей индикаторам, присутствующим в потоке. Способ может включать сбор и анализ светового сигнала обратного рассеяния.The method may include optical detection of the indicator. The method may include emitting light from a light source into a production stream. The method may include producing light created by luminescence inherent in indicators present in the stream. The method may include collecting and analyzing the backscatter light signal.
Способ может включать обеспечение возможности транспортировки добываемого потока от мест выпуска индикатора в скважину к датчику в режиме реального времени в добываемом потоке в точке обнаружения ниже по потоку от устройства для выпуска индикатора.The method may include allowing the production stream to be transported from tracer release locations in the well to a sensor in real time in the production stream at a detection point downstream of the tracer release device.
Способ может включать проведение оптического мониторинга для обнаружения индикаторов в добываемом потоке. Способ может включать определение типа индикатора. Способ может включать мониторинг концентрации индикатора. Способ может включать отслеживание времени прибытия индикатора.The method may include performing optical monitoring to detect indicators in the production stream. The method may include determining the type of indicator. The method may include monitoring the concentration of the indicator. The method may include tracking the arrival time of the indicator.
Варианты выполнения третьего аспекта изобретения могут включать один или несколько признаков первого или второго аспекта изобретения или его вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the third aspect of the invention may include one or more features of the first or second aspect of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения предложен способ мониторинга притока текучей среды в добывающую углеводородную скважину, включающий:In accordance with a fourth aspect of the invention, there is provided a method for monitoring fluid inflow into a hydrocarbon production well, comprising:
установку двух или большего количества устройств для выпуска индикатора, соединенных с эксплуатационной колонной в углеводородной добывающей скважине,, причем устройства для выпуска индикатора расположена в разных местах притока,installing two or more tracer release devices connected to the production string in a hydrocarbon production well, wherein the tracer release devices are located at different locations in the inflow,
при этом устройство для выпуска индикатора содержит:the device for releasing the indicator contains:
объем текучей среды,fluid volume,
по меньшей мере один индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды,at least one indicator material located in the specified volume of fluid,
по меньшей мере одно выпускное отверстие в указанный объем текучей среды, иat least one outlet into said volume of fluid, and
по меньшей мере один управляемый клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,at least one controllable valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet,
причем каждое устройство для выпуска индикатора имеет первое состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан закрыт, чтобы по существу или полностью предотвращать прохождение текучей среды и индикатора из указанного объема текучей среды в добываемую текучую среду через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие, и второе состояние, в котором указанный по меньшей мере один управляемый клапан открыт, чтобы обеспечивать возможность текучей среде и индикатору проходить из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,wherein each tracer release device has a first state in which said at least one controllable valve is closed to substantially or completely prevent the passage of fluid and tracer from said volume of fluid into the produced fluid through said at least one outlet, and a second state in which said at least one controllable valve is open to allow fluid and indicator to pass from said volume of fluid into the production string through said at least one outlet,
при этом способ включает:the method includes:
- добычу углеводородов из скважины с помощью устройства для выпуска индикатора в его первом состоянии при первом расходе добываемого потока в эксплуатационной колонне,- production of hydrocarbons from the well using a device for releasing the indicator in its first state at the first flow rate of the produced flow in the production string,
- изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне до второго расхода добываемого потока для приведения в действие указанного по меньшей мере одного управляемого клапана, чтобы вызвать протекание текучей среды и индикатора из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну, создавая повышенную концентрацию индикатора в эксплуатационной колонне,- changing the flow rate of the production stream in the production string to a second flow rate of the production stream to operate said at least one controllable valve to cause fluid and tracer to flow from said volume of fluid into the production string, creating an increased concentration of tracer in the production string,
- обнаружение наличие индикатора ниже по потоку от места притока в месте обнаружения в направлении к поверхности добывающей скважины.- detection of the presence of an indicator downstream from the inflow point at the detection point in the direction towards the surface of the production well.
Способ может включать отбор проб добываемого потока. Отбор проб можно выполнять в один или несколько из указанных моментов времени отбора проб. Отбор проб можно выполнять ниже по потоку от устройства для выпуска индикатора или на поверхности. Пробы могут быть отобраны для последующего анализа.The method may include sampling the produced stream. Sampling may be performed at one or more of the specified sampling times. Sampling can be done downstream of the tracer release device or at the surface. Samples can be collected for later analysis.
Способ может включать мониторинг притока текучей среды в углеводородную добывающую скважину в режиме реального времени.The method may include monitoring the influx of fluid into a hydrocarbon production well in real time.
Способ может включать проведение оптического мониторинга для обнаружения индикаторов в добываемом потоке. Способ может включать определение типа и/или концентрации индикатора. Способ может включать мониторинг концентрации индикатора. Способ может включать отслеживание времени прибытия индикатора.The method may include performing optical monitoring to detect indicators in the production stream. The method may include determining the type and/or concentration of the indicator. The method may include monitoring the concentration of the indicator. The method may include tracking the arrival time of the indicator.
Способ может включать анализ характеристик выпуска индикатора, времени отбора проб и/или совокупного добытого объема из объемов притока из различных зон притока.The method may include analyzing tracer release characteristics, sampling times, and/or cumulative volume produced from influent volumes from different influent zones.
Способ может включать анализ прихода пиков концентрации каждого индикатора для определения процента притока, который происходит между местоположениями индикаторов. Способ может включать анализ скорости снижения концентрации индикатора из каждого местоположения индикатора и/или местоположения устройства для выпуска индикатора для определения процента притока пласта из каждой зоны притока.The method may include analyzing the arrival of concentration peaks of each indicator to determine the percentage of influx that occurs between the locations of the indicators. The method may include analyzing the rate of decline of the tracer concentration from each tracer location and/or tracer release device location to determine the percentage of formation inflow from each inflow zone.
Способ может включать вычисление или оценку профиля притока на основе типа индикатора и измеренных концентраций индикатора. Способ может включать использование рассчитанного или оцененного профиля притока в качестве параметров для управления добываемым потоком или для характеристики пласта.The method may include calculating or estimating an influx profile based on the type of indicator and measured concentrations of the indicator. The method may include using the calculated or estimated inflow profile as parameters to control production flow or to characterize the formation.
Способ может включать моделирование расходов притока в модельной скважине. Смоделированные профиль и/или расходы притока могут корректироваться до тех пор, пока рассчитанные концентрации модельных индикаторов не сравнятся с измеренными концентрациями идентифицированных индикаторов для оценки профиля притока.The method may include modeling flow rates in a model well. The modeled influx profile and/or flow rates can be adjusted until the calculated concentrations of the model indicators compare with the measured concentrations of the identified indicators to estimate the influx profile.
Способ может включать оптическое обнаружение индикатора.The method may include optical detection of the indicator.
Способ может включать выпуск индикатора с высокой концентрацией из каждого устройства для выпуска индикатора в локальный добываемый поток по существу одновременно. Способ может включать выпуск индикатора с высокой концентрацией из каждого устройства для выпуска индикатора в локальный добываемый поток в чередующемся порядке или последовательно.The method may include releasing a high concentration of tracer from each device to release the tracer into a local production stream substantially simultaneously. The method may include releasing a high concentration of tracer from each device to release the tracer into a local production stream in an alternating order or sequentially.
Способ может включать измерение концентрации индикатора и оценку профиля притока на основе типа индикатора, измеренных концентраций индикатора и характеристик выпуска индикатора, времени отбора проб и/или совокупного добытого объема из объемов притока из различных зон притока.The method may include measuring a tracer concentration and estimating an influx profile based on the type of tracer, measured tracer concentrations and tracer release characteristics, sampling times, and/or cumulative volume produced from influx volumes from different influx zones.
Способ может включать приведение в действие клапана в ответ на разность давлений между объемом текучей среды и эксплуатационной колонной.The method may include actuating the valve in response to a pressure difference between the fluid volume and the production string.
Способ может включать приведение в действие клапана в ответ на изменение расхода добываемого потока.The method may include actuating the valve in response to a change in the flow rate of the produced stream.
Варианты выполнения четвертого аспекта изобретения могут включать любые из признаков с первого по третий аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the fourth aspect of the invention may include any of the features of the first to third aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с пятым аспектом изобретения, предложена система выпуска индикатора для мониторинга притока текучей среды в добывающую нефтяную скважину, содержащуюIn accordance with a fifth aspect of the invention, there is provided a tracer release system for monitoring the influx of fluid into a production oil well containing
по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора для соединения с эксплуатационной колонной, причем указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора содержитat least one indicator release device for connection to the production string, wherein said at least one indicator release device comprises
по меньшей мере одно выпускное отверстие,at least one outlet,
по меньшей мере одну индикаторную камеру, проточно сообщающуюся с указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием,at least one indicator chamber in fluid communication with said at least one outlet,
индикаторный материал, расположенный в индикаторной камере, иindicator material located in the indicator chamber, and
по меньшей мере один клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие.at least one valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet.
Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие. Указанное по меньшей мере одно впускное отверстие может проточно сообщаться с указанной по меньшей мере одной индикаторной камерой. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и закрытия указанного по меньшей мере одного впускного отверстия и/или выпускного отверстия для управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и/или выпускное отверстие.Said at least one indicator release device may comprise at least one inlet hole. Said at least one inlet opening may be in fluid communication with said at least one indicator chamber. The at least one valve may be configured to selectively control the flow of fluid through the at least one inlet. The at least one valve may be configured to selectively open and close the at least one inlet and/or outlet to control the flow of fluid through the at least one inlet and/or outlet.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и закрытия указанного по меньшей мере одного впускного отверстия между полностью открытым положением, полностью закрытым положением или промежуточным положением между полностью открытым и полностью закрытым положениями.The at least one valve may be configured to selectively open and close the at least one inlet between a fully open position, a fully closed position, or an intermediate position between a fully open and fully closed position.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и закрытия указанного по меньшей мере одного выпускного отверстия между полностью открытым положением, полностью закрытым положением или промежуточным положением между полностью открытым и полностью закрытым положениями.The at least one valve may be configured to selectively open and close the at least one outlet between a fully open position, a fully closed position, or an intermediate position between a fully open and fully closed position.
Указанный по меньшей мере один клапан может работать для управления потоком и изменения площади открытия отверстий для прохождения потока через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и/или через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие.The at least one valve may operate to control the flow and change the opening area of the openings to allow flow to flow through the at least one inlet and/or through the at least one outlet.
Индикаторный материал может быть выполнен с возможностью выборочного выпуска молекул индикатора из индикаторного материала в текучую среду в индикаторную камеру при контакте с конкретной скважинной текучей средой.The indicator material may be configured to selectively release indicator molecules from the indicator material into a fluid into the indicator chamber upon contact with a particular well fluid.
Предпочтительно, индикаторный материал выполнен с возможностью выпуска молекул индикатора в индикаторную камеру, когда индикаторный материал подвергается воздействию целевой текучей среды, то есть нефти, газа или воды. Индикаторный материал может быть твердым, жидким или газообразным.Preferably, the indicator material is configured to release indicator molecules into the indicator chamber when the indicator material is exposed to a target fluid, ie oil, gas or water. The indicator material may be solid, liquid or gas.
Индикаторный материал может быть выбран из группы, включающей химические, флуоресцентные, фосфоресцентные, магнитные, ДНК и радиоактивные соединения.The indicator material can be selected from the group including chemical, fluorescent, phosphorescent, magnetic, DNA and radioactive compounds.
Индикаторный материал может содержать химические индикаторы, выбранные из группы, включающей перфторированные углеводороды или перфторэфиры.The indicator material may contain chemical indicators selected from the group consisting of perfluorinated hydrocarbons or perfluoroethers.
Перфторированные углеводороды могут быть выбраны из группы, состоящей из перфторбутана (РВ), перфторметилциклопентана (РМСР) и/или перфторметилциклогексана (РМСН).Perfluorinated hydrocarbons can be selected from the group consisting of perfluorobutane (PB), perfluoromethylcyclopentane (PMCP) and/or perfluoromethylcyclohexane (PMCH).
Индикаторный материал может содержать люминесцентный краситель. Индикаторный материал может быть химически иммобилизован внутри индикаторной камеры.The indicator material may contain a luminescent dye. The indicator material may be chemically immobilized within the indicator chamber.
Индикаторный материал может содержать индикатор и носитель. Носителем может быть матричный материал. Матричный материал может быть полимерным материалом.The indicator material may comprise an indicator and a carrier. The carrier may be a matrix material. The matrix material may be a polymeric material.
Индикатор может быть химически иммобилизован в носителе. Индикаторный материал может быть химически иммобилизован посредством химического взаимодействия между индикатором и носителем. Индикаторный материал может быть химически иммобилизован таким образом, что он высвобождает молекулы или частицы индикатора в присутствии химического триггера. Изменяя химическое взаимодействие между индикатором и механизмом высвобождения полимера, можно контролировать скорость выпуска молекул индикатора из индикаторного материала. Предпочтительно, индикатор выпускается из носителя индикатора с равномерной скоростью выпуска.The indicator may be chemically immobilized in the carrier. The indicator material can be chemically immobilized through chemical interaction between the indicator and the carrier. The indicator material can be chemically immobilized such that it releases indicator molecules or particles in the presence of a chemical trigger. By varying the chemical interaction between the indicator and the polymer release mechanism, the rate at which indicator molecules are released from the indicator material can be controlled. Preferably, the indicator is released from the indicator carrier at a uniform release rate.
Носитель может быть выбран из полиметилметакрилатов (РММА), полиметилкрилатов, полиэтиленгликолей (PEG), полимолочной кислоты (PLA) или полигликолевой кислоты (PGA), имеющихся в продаже полимеров или их сополимеров.The carrier may be selected from polymethyl methacrylates (PMMA), polymethyl acrylates, polyethylene glycols (PEG), polylactic acid (PLA) or polyglycolic acid (PGA), commercially available polymers or copolymers thereof.
Носитель может быть выбран из полимеров с более высокими скоростями выпуска индикатора, таких как полиэтилен и полипропилен.The carrier may be selected from polymers with higher indicator release rates, such as polyethylene and polypropylene.
Индикаторный материал может быть физически диспергирован и/или физически инкапсулирован в носителе.The indicator material may be physically dispersed and/or physically encapsulated in the carrier.
Индикаторный материал может выпускать молекулы индикатора в текучую среду в результате растворения или разложения носителя и/или индикатора в текучей среде.The indicator material may release indicator molecules into the fluid as a result of dissolution or decomposition of the carrier and/or indicator in the fluid.
Носитель может быть выбран с обеспечением контролируемого разрушения при контакте с текучей средой. Носитель может быть выбран с обеспечением разложения путем гидролиза носителя.The carrier may be selected to provide controlled degradation upon contact with a fluid. The carrier may be selected to ensure degradation by hydrolysis of the carrier.
Индикаторный материал и/или носитель может быть специфическим для текучей среды, так что молекулы индикатора будут выпускаться из индикаторного материала в результате реакции на контакт с целевой текучей средой.The indicator material and/or carrier may be specific to the fluid such that indicator molecules will be released from the indicator material in response to contact with the target fluid.
Индикаторный материал и/или носитель могут быть химически «разумными», так что молекулы индикатора будут выпускаться из индикаторного материала в результате реакции на определенные события, например, они реагируют на поток нефти (нефтесодержащие), но не реагируют на поток воды (водостойкие). В ту же область можно поместить другую группу химических соединений, которые выделяют индикаторы в потоке воды (водно-активные), но не реагируют на поток нефти (стойкие к нефти). Индикаторы и/или носитель могут быть химически «разумными», так что молекулы индикаторов будут выпускаться из индикаторного материала в ответ на воздействие индикаторного материала на скважинную текучую среду и/или на целевую скважинную текучую среду.The indicator material and/or carrier may be chemically intelligent such that indicator molecules will be released from the indicator material in response to certain events, for example, they react to the flow of oil (oil-bearing) but do not respond to the flow of water (water-resistant). In the same area, another group of chemical compounds can be placed that release indicators in the flow of water (water-active), but do not react to the flow of oil (oil-resistant). The indicators and/or carrier may be chemically intelligent such that indicator molecules will be released from the indicator material in response to the influence of the indicator material on the wellbore fluid and/or the target wellbore fluid.
Индикатор может быть обнаружен, а его концентрация может быть измерена с помощью различных способов, таких как оптическое обнаружение, оптические волокна, спектрофотометрические способы, способы ПЦР в сочетании с последовательным анализом, хроматографические способы или радиоактивный анализ. Изобретение не ограничивается вышеупомянутыми технологиями.The indicator can be detected and its concentration can be measured using various methods, such as optical detection, optical fibers, spectrophotometric methods, PCR methods combined with sequential analysis, chromatographic methods or radioactive analysis. The invention is not limited to the above-mentioned technologies.
Индикатор может быть обнаружен и его концентрация может быть измерена путем отбора проб добываемой текучей среды. Отбор проб может осуществляться с помощью пробоотборника, размещенного в добываемом потоке. Пробоотборник может располагаться внутри скважины или на поверхности. Отбор проб может проводиться в один или несколько из указанных моментов времени отбора проб. Отбор проб может проводиться ниже по потоку от устройства для выпуска индикатора или на поверхности. Пробы могут отбираться для последующего анализа.The indicator can be detected and its concentration can be measured by sampling the produced fluid. Sampling can be done using a sampler placed in the production stream. The sampler can be located inside the well or on the surface. Sampling may occur at one or more of the specified sampling times. Sampling may be carried out downstream of the tracer release device or at the surface. Samples may be collected for later analysis.
Индикатор может быть обнаружен устройством обнаружения, таким как датчик. Устройство обнаружения может способствовать мониторингу и/или анализу индикатора в добываемой текучей среде в режиме реального времени. Мониторинг и/или анализ в режиме реального времени могут выполняться зондом датчика. Зонд датчика может быть размещен в добываемом потоке. Зонд датчика может располагаться в скважине или на поверхности.The indicator may be detected by a detection device such as a sensor. The detection device may facilitate monitoring and/or analysis of the tracer in the produced fluid in real time. Real-time monitoring and/or analysis may be performed by the sensor probe. The sensor probe may be placed in the production stream. The sensor probe can be located in the borehole or on the surface.
Индикаторный материал может быть расположен в индикаторной камере, чтобы обеспечивать возможность текучей среде контактировать с индикаторным материалом, когда она проходит вокруг индикаторного материала в индикаторной камере.The indicator material may be located in the indicator chamber to allow the fluid to contact the indicator material as it passes around the indicator material in the indicator chamber.
Указанный по меньшей мере один клапан может представлять собой клапан с электрическим приводом, механический клапан и/или термодинамический клапан. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на событие в скважине.The at least one valve may be an electrically actuated valve, a mechanical valve and/or a thermodynamic valve. The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to an event in the well.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на изменение температуры, давления и/или скорости. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на по меньшей мере один электронный сигнал.The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to changes in temperature, pressure and/or speed. The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to the at least one electronic signal.
Указанный по меньшей мере один клапан может представлять собой клапан, управляемый разностью давлений. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на разность давлений через клапан.The at least one valve may be a pressure difference controlled valve. The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to a pressure difference across the valve.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на изменения давления текучей среды в скважине. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на разность давлений между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на разность давления между устройством для выпуска индикатора и эксплуатационной колонной. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на перепад давления между объемом текучей среды и эксплуатационной колонной.The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to changes in fluid pressure in the well. The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to a pressure difference between the at least one inlet and the at least one outlet. The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to a pressure difference between the indicator release device and the production string. The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to a pressure difference between the fluid volume and the production string.
Указанный по меньшей мере один клапан может представлять собой кинематический клапан. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на изменения расхода текучей среды в добываемом потоке.Said at least one valve may be a kinematic valve. The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to changes in fluid flow rate in the production stream.
Указанный по меньшей мере один клапан может представлять собой клапан с электрическим приводом. Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на получение по меньшей мере одного электрического или электронного сигнала. Указанный по меньшей мере один клапан может иметь проводное или беспроводное управление. Сигнал для управления приведением в действие клапана может поступать с поверхности или от другого внешнего источника. Указанный по меньшей мере один клапан может содержать систему беспроводной связи или быть подсоединен к ней. Система беспроводной связи может содержать по меньшей мере один беспроводной приемник, способный принимать данные по беспроводной связи для управления клапаном с электрическим приводом и приведения его в действие. Система беспроводной связи может содержать по меньшей мере один передатчик для передачи сигнала.The at least one valve may be an electrically actuated valve. The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to receipt of at least one electrical or electronic signal. The at least one valve may be wired or wireless controlled. The signal to control actuation of the valve may come from a surface or other external source. The at least one valve may comprise or be connected to a wireless communication system. The wireless communication system may include at least one wireless receiver capable of receiving data via wireless communication to control and actuate the electrically actuated valve. The wireless communication system may include at least one transmitter for transmitting a signal.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью выборочного открытия и/или закрытия в ответ на создание переходного процесса в расходе добываемого потока. Переходный процесс может быть временным переходным процессом в расходе добываемого потока.The at least one valve may be configured to selectively open and/or close in response to a transient in the flow of the produced stream. The transient may be a temporary transient in the flow rate of the produced stream.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть установлен как нормально открытый или нормально закрытый. Указанный по меньшей мере один клапан может быть откидным или золотниковым. Указанный по меньшей мере один клапан может быть с возможностью настройки установлен как нормально открытый или нормально закрытый. Предпочтительно, указанный по меньшей мере один клапан выполнен с возможностью реагирования на скорость или давление текучей среды в скважине.The at least one valve may be set as normally open or normally closed. Said at least one valve may be a flap valve or a spool valve. The at least one valve can be configurably set to be normally open or normally closed. Preferably, said at least one valve is configured to respond to the velocity or pressure of a fluid in the well.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть установлен с возможностью открываться и/или закрываться при заданной скорости потока или заданного давления потока текучей среды. Клапан может быть выполнен с возможностью иметь по меньшей мере один пороговый уровень приведения в действие.The at least one valve may be configured to open and/or close at a predetermined flow rate or predetermined fluid flow pressure. The valve may be configured to have at least one actuation threshold level.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть установлен с возможностью частично открываться и/или частичное закрываться. Клапан может быть выполнен с возможностью открытия и/или закрытия в промежуточных положениях между полностью открытым положением и полностью закрытым положением.Said at least one valve may be installed to be partially open and/or partially closed. The valve may be configured to open and/or close in positions intermediate between a fully open position and a fully closed position.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть выполнен с возможностью открытия и закрытия в промежуточных положениях между полностью открытым положением и полностью закрытым положением для выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие.The at least one valve may be configured to open and close in positions intermediate between a fully open position and a fully closed position to selectively control the flow of fluid through the at least one outlet.
Указанный по меньшей мере один клапан может содержать смещающий механизм. Указанный по меньшей мере один клапан может быть уравновешен или поджат смещающим механизмом, который выполнен с возможностью установки клапана с заданной скоростью текучей среды или уровнем давления текучей среды, которые должны быть достигнуты до того, как клапан будет приведен в действие. Смещающий механизм может представлять собой пружину. Смещающий механизм может представлять собой цилиндрическую пружину, пластинчатую пружину или газовую пружину, такую как пружина с азотом.Said at least one valve may comprise a bias mechanism. The at least one valve may be balanced or biased by a bias mechanism that is configured to set the valve at a predetermined fluid velocity or fluid pressure level that must be achieved before the valve is actuated. The bias mechanism may be a spring. The bias mechanism may be a coil spring, a leaf spring, or a gas spring such as a nitrogen spring.
Смещающий механизм может быть отрегулирован для установки порогового значения приведения в действие клапана. Предпочтительно, чтобы клапан был поджат пружиной, которую можно регулировать путем изменения типа, длины или натяжения пружины. Пороговое значение приведения в действие клапана может быть задано.The bias mechanism can be adjusted to set the valve actuation threshold. Preferably, the valve is pressed by a spring, which can be adjusted by changing the type, length or tension of the spring. The valve actuation threshold can be set.
Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора может быть модернизировано для установки в существующую колонну. Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора может извлекаться, устанавливаться, заменяться и/или регулироваться с помощью троса, тросового каната, гибких насосно-компрессорных труб, бурильной трубы или аналогичного средства транспортировки.The at least one indicator release device can be retrofitted for installation in an existing column. The at least one indicator release device can be removed, installed, replaced and/or adjusted using a cable, wire rope, coiled tubing, drill pipe or similar means of transportation.
Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора может быть установлено или заменено и может транспортироваться по эксплуатационной колонне с помощью троса, тросового каната, гибких насосно-компрессорных труб, бурильной трубы или аналогичного средства транспортировки. Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора может быть перемещено по меньшей мере на один посадочный ниппель. Указанный по меньшей мере один посадочный ниппель может иметь отверстия, сообщающиеся с эксплуатационной колонной и/или с затрубным пространством.The at least one indicator release device may be installed or replaced and may be transported along the production string by wireline, wireline, coiled tubing, drill pipe, or similar means of transportation. The at least one indicator release device can be moved onto at least one landing nipple. Said at least one landing nipple may have holes communicating with the production casing and/or with the annulus.
Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора или компонент указанного по меньшей мере одно устройства для выпуска индикатора может быть установлено или заменено и может транспортироваться по эксплуатационной колонне с помощью троса, тросового каната, гибких насосно-компрессорных труб, бурильной трубы или аналогичного средства транспортировки.The at least one tracer release device or a component of the at least one tracer release device may be installed or replaced and may be transported along the production string by wireline, wireline, coiled tubing, drill pipe or similar means of transportation. .
Указанный по меньшей мере один клапан может быть установлен в существующее устройство для выпуска индикатора, расположенное в скважине. Указанный по меньшей мере один клапан может извлекаться, устанавливаться, заменяться и/или регулироваться с помощью троса, тросового каната, гибких насосно-компрессорных труб, бурильной трубы или аналогичного средства транспортировки.The at least one valve may be installed in an existing indicator release device located in the well. Said at least one valve can be removed, installed, replaced and/or adjusted using a cable, wire rope, coiled tubing, drill pipe or similar means of transportation.
Указанный по меньшей мере один клапан может быть установлен или заменен и может транспортироваться по эксплуатационной колонне с помощью троса, тросового каната, гибких насосно-компрессорных труб, бурильной трубы или аналогичного средства транспортировки. Указанный по меньшей мере один клапан может быть перемещен по меньшей мере на один посадочный ниппель. Указанный по меньшей мере один посадочный ниппель может иметь отверстия, сообщающиеся с эксплуатационной колонной и/или с затрубным пространством.The at least one valve may be installed or replaced and may be transported along the production string using wireline, wireline, coiled tubing, drill pipe or similar means of transportation. Said at least one valve can be moved by at least one landing nipple. Said at least one landing nipple may have holes communicating with the production casing and/or with the annulus.
Настройки указанного по меньшей мере одного клапана могут быть отрегулированы путем непосредственного соединения с клапаном от поверхности. Настройки клапана могут быть отрегулированы посредством операции вмешательства путем опускания устройства вмешательства с помощью троса, тросового каната, гибких насосно-компрессорных труб, бурильной трубы или аналогичного средства транспортировки для управления и регулировки настройки указанного по меньшей мере одного клапана.The settings of the at least one valve can be adjusted by directly connecting to the valve from the surface. The valve settings may be adjusted through an intervention operation by lowering the intervention device using a cable, wireline, coiled tubing, drill pipe, or similar conveying means to control and adjust the setting of the at least one valve.
Устройство для выпуска индикатора может содержать по меньшей мере одно устройство ограничения потока. Указанное по меньшей мере одно устройство ограничения потока может быть расположено в индикаторной камере. Указанное по меньшей мере одно устройство ограничения потока может быть расположено в указанном по меньшей мере одном впускном отверстии и/или в указанном по меньшей мере одном выпускном отверстии.The indicator release device may comprise at least one flow limiting device. Said at least one flow limiting device may be located in the indicator chamber. The at least one flow restriction device may be located in the at least one inlet and/or in the at least one outlet.
Указанное по меньшей мере одно устройство ограничения потока может быть выбрано из группы, состоящей из сопла, отверстия, трубок Вентури, трубок Пито или отклоняющегося пути.The at least one flow restriction device may be selected from the group consisting of a nozzle, an orifice, a Venturi tube, a pitot tube, or a deflection path.
Указанное по меньшей мере одно устройство ограничения потока может быть выполнено с возможностью управления выпуском молекул индикатора из индикаторной камеры устройства для выпуска индикатора в эксплуатационную колонну. Указанное по меньшей мере одно устройство ограничения потока может регулироваться для изменения скорости выпуска молекул индикатора из индикаторной камеры.The at least one flow limiting device may be configured to control the release of indicator molecules from the indicator chamber of the indicator release device into the production string. The at least one flow limiting device can be adjusted to vary the rate of release of indicator molecules from the indicator chamber.
Указанное по меньшей мере одно устройство ограничения потока может быть отрегулировано для изменения выпуска индикатора и регулировки амплитуды и/или длительности пика реакции индикатора в точке обнаружения. Выпуск индикатора из устройства для выпуска индикатора в эксплуатационную колонну можно отложить или продлить с помощью устройства ограничения потока. Увеличение сопротивления устройства ограничения потока проходящему через него потоку текучей среды приводит к увеличению времени вымывания индикатора.The at least one flow limiting device can be adjusted to change the release of the indicator and adjust the amplitude and/or duration of the peak response of the indicator at the point of detection. The release of the tracer from the tracer release device into the production string can be delayed or prolonged by using a flow restriction device. Increasing the resistance of the flow limiting device to the fluid flow passing through it leads to an increase in the washout time of the indicator.
Выпуск индикатора из устройства для выпуска индикатора может создавать характерный сигнал, называемый сигналом вымывания. Сигнал вымывания имеет пик концентрации, за которым следует спад концентрации. Спад концентрации после пика может быть выражен медленно убывающей функцией, такой как экспоненциальная функция или степенная функция. Коэффициент в функциях, описывающих крутизну спада, пропорционален скорости текучей среды внутри устройства для выпуска индикатора, и, таким образом, скорость текучей среды внутри устройства для выпуска индикатора может быть вычислена на основе измеренной кривой затухания концентрации индикатора. Более крутая кривая, то есть более короткое время вымывания, соответствует более высокой скорости текучей среды внутри устройства для выпуска индикатора.The release of the indicator from the indicator release device may produce a characteristic signal called a washout signal. The washout signal has a concentration peak followed by a concentration decline. The decline in concentration after a peak can be expressed by a slowly decreasing function, such as an exponential function or a power function. The coefficient in the slope functions is proportional to the velocity of the fluid within the indicator release device, and thus the velocity of the fluid within the indicator release device can be calculated based on the measured decay curve of the indicator concentration. A steeper curve, ie shorter washout time, corresponds to a higher fluid velocity within the indicator release device.
Продолжительность индикаторного сигнала может быть определена путем выборки или измерения в режиме реального времени. Сигнал должен быть достаточно длинным, чтобы он не разрушался из-за рассеивания во время движения к точке обнаружения, которая может быть расположена за верхним эксплуатационным оборудованием скважины и надставкой хвостовика. Выпуск и дисперсию индикаторов можно смоделировать с помощью потоковых моделей. Дисперсию сигнала во время движения к точке обнаружения можно компенсировать путем моделирования на основе геометрии скважины и/или модели скважины.The duration of the indicator signal can be determined by sampling or real-time measurement. The signal must be long enough so that it is not destroyed by scattering as it travels to the detection point, which may be located behind the top well production equipment and liner extension. The output and dispersion of indicators can be modeled using flow models. Signal dispersion during movement to the detection point can be compensated for by modeling based on the well geometry and/or the well model.
Устройство для выпуска индикатора может содержать по меньшей мере один впускной клапан. Указанное по меньшей мере одно впускное отверстие может управлять потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие. Устройство для выпуска индикатора может содержать выпускной клапан для управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие. Указанное по меньшей мере одно впускное и/или выпускное отверстие может быть выполнено с возможностью управления выпуском молекул индикатора из индикаторной камеры устройства для выпуска индикатора в эксплуатационную колонну. Указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и/или выпускное отверстие может действовать как ограничивающее устройство и может быть выполнено с возможностью регулировки для изменения скорости выпуска молекул индикатора из индикаторной камеры.The indicator release device may comprise at least one inlet valve. The at least one inlet can control the flow of fluid through the at least one inlet. The indicator release device may comprise a release valve for controlling the flow of fluid through the at least one outlet. The at least one inlet and/or outlet may be configured to control the release of indicator molecules from the indicator chamber of the indicator release device into the production string. The at least one inlet and/or outlet may act as a limiting device and may be adjustable to change the rate of release of indicator molecules from the indicator chamber.
Указанный по меньшей мере один впускной клапан и указанный по меньшей мере один выпускной клапан могут быть выполнены с возможностью работы независимо друг от друга. Указанный по меньшей мере один впускной клапан и указанный по меньшей мере один выпускной клапан могут быть выполнены с возможностью работы во взаимодействии друг с другом. Указанный по меньшей мере один впускной клапан и указанный по меньшей мере один выпускной клапан могут быть выполнены таким образом, что один клапан работает как главный клапан, а другой клапан работает как вторичный клапан, так что вторичный клапан имитирует действия и реакции главного клапана.Said at least one inlet valve and said at least one exhaust valve may be configured to operate independently of each other. The at least one inlet valve and the at least one outlet valve may be configured to operate in cooperation with each other. The at least one inlet valve and the at least one outlet valve may be configured such that one valve operates as a main valve and the other valve operates as a secondary valve, such that the secondary valve imitates the actions and reactions of the main valve.
Указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и/или указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие могут проточно сообщаться с эксплуатационной колонной. Указанное по меньшей мере одно впускное отверстие и/или указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие могут проточно сообщаться с затрубным пространством. Эксплуатационная колонна может представлять собой внутреннюю трубу, в которую добываемая текучая среда входит в зоне добычи. Эксплуатационная колонна может проходить от внутрискважинного пространства до поверхности.Said at least one inlet and/or said at least one outlet may be in fluid communication with the production string. Said at least one inlet and/or said at least one outlet may be in fluid communication with the annulus. The production string may be an internal pipe into which the production fluid enters the production zone. The production string may extend from the downhole space to the surface.
Система выпуска индикатора может содержать два или большее количество устройств для выпуска индикатора. Указанные два или более устройств для выпуска индикатора может быть выполнено с возможностью соединения с эксплуатационной колонной в различных положениях вдоль эксплуатационной колонны. Устройство для выпуска индикатора может быть расположено ниже по потоку от зоны притока. Каждая индикаторная камера соответствующего устройства для выпуска индикатора может содержать отдельный индикаторный материал.The indicator release system may contain two or more indicator release devices. These two or more indicator release devices may be configured to be connected to the production string at various positions along the production string. The indicator release device may be located downstream of the inflow zone. Each indicator chamber of a corresponding indicator release device may contain a separate indicator material.
Варианты выполнения пятого аспекта изобретения могут включать любые признаки с первого по четвертый аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the fifth aspect of the invention may include any features of the first to fourth aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с шестым аспектом изобретения, предложен способ выпуска индикатора в добываемый поток, включающий:In accordance with a sixth aspect of the invention, there is provided a method of releasing an indicator into a production stream, comprising:
установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной, причем указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора содержит:installing at least one indicator release device connected to the production string, wherein said at least one indicator release device comprises:
по меньшей мере одно выпускное отверстие для текучей среды, по меньшей мере одну индикаторную камеру, проточно сообщающуюся с указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием, индикаторный материал, расположенный в индикаторной камере, по меньшей мере один клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие, иat least one fluid outlet, at least one indicator chamber in fluid communication with the at least one outlet, indicator material located in the indicator chamber, at least one valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet, and
открытие указанного по меньшей мере одного клапана и выпуск индикатора из проточного канала и через указанное по меньшей мере через одно выпускное отверстие.opening said at least one valve and releasing the indicator from the flow channel and through said at least one outlet.
Указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие может проточно сообщаться с добываемым потоком. Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие, проточно сообщающееся с добываемым потоком. Указанная по меньшей мере одна индикаторная камера находится в проточном сообщении с указанным по меньшей мере одним впускным отверстием. Указанный по меньшей мере один клапан выполнен с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие.Said at least one outlet hole may be in fluid communication with the produced stream. The at least one indicator release device may comprise at least one inlet in fluid communication with the produced stream. Said at least one indicator chamber is in flow communication with said at least one inlet. The at least one valve is configured to selectively control the flow of fluid through the at least one inlet.
Способ может включать открытие и/или закрытие указанного по меньшей мере одного клапана в ответ на изменение скорости текучей среды или давления текучей среды в скважине. Способ может включать открытие и/или закрытие клапана в ответ на перепад давления между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием. Способ может включать открытие и/или закрытие клапана в ответ на разность давлений между индикаторной камерой и эксплуатационной колонной.The method may include opening and/or closing the at least one valve in response to a change in fluid velocity or fluid pressure in the well. The method may include opening and/or closing a valve in response to a pressure difference between said at least one inlet and said at least one outlet. The method may include opening and/or closing a valve in response to a pressure difference between the indicator chamber and the production string.
Способ может включать создание разности давлений между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием. Разность давлений может быть создана путем регулирования расхода добываемого потока.The method may include creating a pressure difference between said at least one inlet and said at least one outlet. A pressure difference can be created by adjusting the flow rate of the produced stream.
Способ может включать управляемую установку по меньшей мере одного порогового расхода текучей среды или уровня давления для приведения в действие клапана для выборочного открытия и/или закрытия указанного по меньшей мере одного выпускного отверстия.The method may include controlled setting of at least one threshold fluid flow rate or pressure level to operate the valve to selectively open and/or close the at least one outlet.
Способ может включать открытие указанного по меньшей мере одного клапана в промежуточное положение между полностью открытым и полностью закрытым положениями.The method may include opening said at least one valve to a position intermediate between a fully open and fully closed position.
Способ может включать закрытие указанного по меньшей мере одного клапана на период времени для закрытия индикаторной камеры и увеличения концентрации частиц или молекул индикатора, выпускаемых в проточный канал и/или в объем текучей среды. Указанный по меньшей мере один клапан может быть закрыт менее чем на 24 часа, чтобы приостановить индикаторную камеру. Клапан может быть закрыт более чем на 24 часа, чтобы закрыть индикаторную камеру. Под высокой или повышенной концентрацией понимается повышенная концентрация молекул индикатора по сравнению с концентрацией молекул индикатора, присутствующих в скважинной текучей среде, которая не была приостановлена устройством для выпуска индикатора.The method may include closing said at least one valve for a period of time to close the indicator chamber and increase the concentration of indicator particles or molecules released into the flow channel and/or volume of fluid. Said at least one valve may be closed for less than 24 hours to suspend the indicator chamber. The valve may be closed for more than 24 hours to close the indicator chamber. By high or elevated concentration is meant an increased concentration of tracer molecules compared to the concentration of tracer molecules present in the well fluid that was not interrupted by the tracer release device.
Способ может включать открытие клапана для выпуска текучей среды и молекул индикатора из индикаторной камеры через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие в добываемый поток. Способ может включать выпуск молекул индикатора из индикаторной камеры путем промывки проточного канала добываемой текучей средой, поступающей в проточный канал.The method may include opening a valve to release fluid and indicator molecules from the indicator chamber through the at least one outlet into the production stream. The method may include releasing indicator molecules from the indicator chamber by flushing the flow channel with a produced fluid entering the flow channel.
Способ может включать регулировку расхода добываемого потока для регулирования скорости потока текучей среды, действующей на указанный по меньшей мере один клапан. Способ может включать увеличение расхода добываемого потока для создания разницы давлений между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием для закрытия или открытия указанного по меньшей мере одного клапана.The method may include adjusting the flow rate of the produced stream to control the flow rate of the fluid acting on the at least one valve. The method may include increasing the flow rate of the produced stream to create a pressure difference between the at least one inlet and the at least one outlet to close or open the at least one valve.
Способ может включать уменьшение расхода добываемого потока для создания разницы давлений между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием для закрытия или открытия клапана.The method may include reducing the flow rate of the produced stream to create a pressure difference between the at least one inlet and the at least one outlet to close or open the valve.
Способ может включать ограничение потока из индикаторной камеры в эксплуатационную колонну. Способ может включать ограничение потока через индикаторную камеру для управления и/или задержки выпуска текучей среды из индикаторной камеры в эксплуатационную колонну.The method may include restricting flow from the display chamber to the production string. The method may include restricting flow through the display chamber to control and/or delay the release of fluid from the display chamber into the production string.
Способ может включать выпуск индикатора в такой концентрации, чтобы его можно было обнаружить ниже по потоку с помощью способов отбора проб и/или способов в режиме реального времени.The method may include releasing the tracer at a concentration such that it can be detected downstream by sampling and/or real-time methods.
Варианты выполнения шестого аспекта изобретения могут включать любые из признаков с первого по пятый аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the sixth aspect of the invention may include any of the features of the first to fifth aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с седьмым аспектом изобретения, предложен способ оценки профиля притока для по меньшей мере одной из скважинных текучих сред в добывающую скважину с двумя или большим количеством зон притока в добываемый поток, включающий:In accordance with a seventh aspect of the invention, there is provided a method for estimating the inflow profile of at least one of the downhole fluids into a production well with two or more inflow zones into the production stream, comprising:
размещение двух или большего количества устройств для выпуска индикатора, подсоединенных к эксплуатационной колонне, на известных уровнях скважины,placing two or more tracer release devices connected to the production string at known well levels,
при этом каждое устройство для выпуска индикатора содержит: по меньшей мере одно выпускное отверстие,each device for releasing the indicator contains: at least one outlet,
по меньшей мере одну индикаторную камеру, проточно сообщающуюся с указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием,at least one indicator chamber in fluid communication with said at least one outlet,
отдельный индикаторный материал, расположенный в указанной по меньшей мере одной индикаторной камере, иa separate indicator material located in the at least one indicator chamber, and
по меньшей мере один клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,at least one valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet,
открытие указанного по меньшей мере одного клапана для выпуска молекул индикатора из индикаторной камеры в добываемый поток через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,opening said at least one valve to release indicator molecules from the indicator chamber into the production stream through said at least one outlet,
измерение концентрации индикатора и оценку профиля притока для по меньшей мере одной из скважинных текучих сред на основе типа индикатора и измеренных концентраций индикатора.measuring an indicator concentration and estimating a flow profile for at least one of the well fluids based on the type of indicator and the measured indicator concentrations.
Указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие может проточно сообщаться с добываемым потоком. Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие, проточно сообщающееся с добываемым потоком. Указанная по меньшей мере одна индикаторная камера находится в проточном сообщении с указанным по меньшей мере одним впускным отверстием. Указанный по меньшей мере один клапан выполнен с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие.Said at least one outlet hole may be in fluid communication with the produced stream. The at least one indicator release device may comprise at least one inlet in fluid communication with the produced stream. Said at least one indicator chamber is in flow communication with said at least one inlet. The at least one valve is configured to selectively control the flow of fluid through the at least one inlet.
Скважинные текучие среды могут представлять собой нефть, воду и/или газ. Каждое устройство для выпуска индикатора может быть подсоединено к эксплуатационной колонне в разных местах зоны притока. Путем установки устройств для выпуска индикаторов в зонах притока можно отслеживать, оценивать и/или рассчитывать вклад каждой отдельной зоны в общую добычу скважины.Downhole fluids may be oil, water and/or gas. Each tracer release device may be connected to the production string at different locations in the inflow zone. By installing tracer release devices in inflow zones, the contribution of each individual zone to the overall well production can be monitored, assessed and/or calculated.
Способ может включать анализ характеристик выпуска индикатора, времени отбора проб и/или совокупного добытого объема объемов притока из различных зон притока.The method may include analyzing the characteristics of tracer release, sampling time, and/or cumulative volume produced of influent volumes from different influent zones.
Способ может включать закрытие клапана на по меньшей мере одном устройстве для выпуска индикатора на определенный период времени, чтобы приостановить устройство для выпуска индикатора. При приостановке устройства для выпуска индикатора концентрация частиц или молекул индикатора, выпущенных в проточный канал, увеличивается до тех пор, пока объем текучей среды в проточном канале не станет насыщенным частицами индикатора.The method may include closing a valve on the at least one indicator release device for a certain period of time to suspend the indicator release device. When the indicator release device is paused, the concentration of indicator particles or molecules released into the flow channel increases until the volume of fluid in the flow channel becomes saturated with indicator particles.
Способ может включать закрытие по меньшей мере одного клапана на период времени, достаточный для создания высокой концентрации молекул индикатора, которая может быть обнаружена как ответный сигнал индикатора высокой амплитуды в точке обнаружения ниже по потоку, когда частицы или молекулы индикатора выпускаются из устройства для выпуска индикатора.The method may include closing the at least one valve for a period of time sufficient to create a high concentration of tracer molecules that can be detected as a high amplitude tracer response signal at a downstream detection point when the tracer particles or molecules are released from the tracer release device.
Способ может включать приостановку устройства для выпуска индикатора на определенный период времени. Период времени может варьироваться от часов до месяцев.The method may include pausing the device to release the indicator for a certain period of time. The time period can vary from hours to months.
Способ может включать закрытие клапана на срок менее 24 часов, чтобы приостановить устройство для выпуска индикатора. Способ может включать закрытие клапана на более чем 24 часа для приостановки устройства для выпуска индикатора. Способ может включать закрытие клапана для ограничения доступа или воздействия добываемого потока на индикаторный материал.The method may include closing the valve for less than 24 hours to pause the device to release the indicator. The method may include closing the valve for more than 24 hours to pause the device to release the indicator. The method may include closing the valve to restrict access to or exposure of the indicator material to the produced flow.
Способ может включать открытие клапана для выпуска текучей среды и частиц или молекул индикатора из проточного канала или объема текучей среды устройства для выпуска индикатора через выпускное отверстие в добываемый поток.The method may include opening a valve to release fluid and tracer particles or molecules from the flow channel or fluid volume of the device to release the tracer through the outlet into the production stream.
Способ может включать открытие клапана путем регулирования скорости текучей среды и/или давления текучей среды в эксплуатационной колонне. Способ может включать закрытие клапана путем регулирования скорости текучей среды и/или давления текучей среды в эксплуатационной колонне.The method may include opening the valve by adjusting the fluid velocity and/or fluid pressure in the production string. The method may include closing the valve by adjusting the fluid velocity and/or fluid pressure in the production string.
Способ может включать открытие клапана в ответ на перепад давления между указанным по меньшей мере одним впускным отверстием и указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием. Способ может включать открытие и/или закрытие клапана в ответ на разность давлений между проточным каналом и эксплуатационной колонной.The method may include opening a valve in response to a pressure difference between said at least one inlet and said at least one outlet. The method may include opening and/or closing a valve in response to a pressure difference between the flow channel and the production string.
Разность давлений может создаваться путем регулирования расхода добываемого потока.The pressure difference can be created by regulating the flow rate of the produced stream.
Способ может включать открытие клапанов на каждом из двух или большем количестве устройств для выпуска индикатора, по существу в одно и то же время, чтобы выпустить молекулы индикатора в добываемый поток.The method may include opening valves on each of two or more tracer release devices at substantially the same time to release tracer molecules into the production stream.
Способ может включать управляемую настройку клапана для приведения в действие выше или ниже предварительно определенного порогового значения или диапазона расхода добываемого потока. Способ может включать управляемую настройку клапана для приведения в действие при нескольких предварительно определенных пороговых значениях или диапазонах расхода добываемого потока.The method may include controlled adjustment of the valve to operate above or below a predetermined threshold or flow rate range of the produced stream. The method may include controlled adjustment of the valve to operate at a plurality of predetermined thresholds or flow ranges of the production stream.
Способ может включать выпуск частиц или молекул индикатора из проточного канала каждого устройства для выпуска индикатора посредством добываемой текучей среды, входящей в канал и вымывающей молекулы индикатора из канала.The method may include releasing indicator particles or molecules from a flow channel of each indicator release device by means of a production fluid entering the channel and flushing the indicator molecules from the channel.
Способ может включать регулировку расхода добываемого потока для создания разности давлений для закрытия клапана после того, как молекулы индикатора будут вымыты из устройства для выпуска индикатора.The method may include adjusting the flow rate of the production stream to create a pressure difference to close the valve after the tracer molecules have been flushed from the tracer release device.
Способ может включать управление и/или задержку выпуска текучей среды из устройства для выпуска индикатора в эксплуатационную колонну путем ограничения потока из устройства для выпуска индикатора в эксплуатационную колонну.The method may include controlling and/or delaying the release of fluid from the tracer release device into the production string by limiting the flow from the tracer release device into the production string.
Способ может включать отбор проб скважинной текучей среды ниже по потоку от устройства для выпуска индикатора. Пробы могут быть взяты на поверхности.The method may include sampling a well fluid downstream of the tracer release device. Samples may be taken from the surface.
Пробы скважинной текучей среды отбирают на поверхности и измеряют концентрацию индикатора в скважинной текучей среде. Пробы могут быть отобраны и/или измерены ниже по потоку в известное время отбора проб. Объем притока может быть рассчитан на основе измеренных концентраций и их последовательности отбора проб и геометрии скважины. Способ может включать оценку или вычисление профиля притока на основе концентрации и типа индикатора как функции времени отбора проб. Объемы притока могут быть рассчитаны по моделям переходного потока. Объемы притока можно использовать для оценки профиля притока скважины.Wellbore fluid samples are collected at the surface and the concentration of the indicator in the wellbore fluid is measured. Samples can be collected and/or measured downstream at a known sampling time. The influx volume can be calculated based on the measured concentrations and their sampling sequence and well geometry. The method may include estimating or calculating an influx profile based on the concentration and type of tracer as a function of sampling time. Inflow volumes can be calculated from transient flow models. Inflow volumes can be used to estimate a well's inflow profile.
Способ может включать создание по меньшей мере одного обнаруживаемого пика индикатора в точке обнаружения ниже по потоку от устройства для выпуска индикатора.The method may include generating at least one detectable tracer peak at a detection point downstream of the tracer release device.
Способ может включать анализ характеристик выпуска индикатора, времени отбора проб и/или совокупного добываемого объема из объемов притока из различных зон притока. Способ может включать анализ прихода пиков концентрации каждого индикатора для определения процента притока, который происходит между местоположениями индикаторов. Способ может включать анализ скорости снижения концентрации индикатора из каждого местоположения индикатора и/или местоположения устройства для выпуска индикатора для определения процента притока пласта из каждой зоны притока.The method may include analyzing tracer release characteristics, sampling times, and/or cumulative volume produced from influx volumes from different influx zones. The method may include analyzing the arrival of concentration peaks of each indicator to determine the percentage of influx that occurs between the locations of the indicators. The method may include analyzing the rate of decline of the tracer concentration from each tracer location and/or tracer release device location to determine the percentage of formation inflow from each inflow zone.
Способ может включать использование рассчитанного профиля притока в качестве параметров для управления добываемым потоком или для характеристики пласта. Способ может включать моделирование расходов притока в модельной скважине. Смоделированные профиль и/или расходы притока могут корректироваться до тех пор, пока рассчитанные концентрации модельных индикаторов не сравнятся с измеренными концентрациями идентифицированных индикаторов для оценки профиля притока.The method may include using the calculated inflow profile as parameters to control production flow or to characterize the formation. The method may include modeling flow rates in a model well. The modeled influx profile and/or flow rates can be adjusted until the calculated concentrations of the model indicators compare with the measured concentrations of the identified indicators to estimate the influx profile.
Варианты выполнения седьмого аспекта изобретения могут включать любые из признаков с первого по шестой аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the seventh aspect of the invention may include any of the features of the first through sixth aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с восьмым аспектом изобретения, предложен способ мониторинга притока текучей среды в добывающую углеводородную скважину, включающий:In accordance with an eighth aspect of the invention, there is provided a method for monitoring fluid inflow into a hydrocarbon production well, comprising:
установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора в добывающей углеводородной скважине в месте притока, при этом указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора содержит: объем текучей среды иinstalling at least one indicator release device in a hydrocarbon production well at an inflow location, wherein said at least one indicator release device comprises: a volume of fluid and
индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды,indicator material located in the specified volume of fluid,
приостановку устройства для выпуска индикатора для создания высокой концентрации молекул индикатора в указанном объеме текучей среды,suspending the indicator release device to create a high concentration of indicator molecules in the specified volume of fluid,
выпуск молекул индикатора высокой концентрации из устройства для выпуска индикатора в добываемый поток, иreleasing high concentration indicator molecules from the indicator release device into the production stream, and
обнаружение наличия индикатора ниже по потоку от места притока.detecting the presence of an indicator downstream of the inflow location.
Способ может включать приостановку устройства для выпуска индикатора во время добычи в скважине. Способ может включать приостановку устройства для выпуска индикатора, чтобы ограничивать или предотвращать воздействие индикаторного материала на добываемый поток. Способ может включать приостановку устройства для выпуска индикатора при первом расходе добываемого потока. Способ может включать выпуск молекул индикатора высокой концентрации из устройства для выпуска индикатора при второй скорости добываемого потока.The method may include pausing the device to release the tracer while the well is producing. The method may include pausing the tracer release device to limit or prevent exposure of the tracer material to the production stream. The method may include pausing the device to release the indicator at the first flow rate of the production stream. The method may include releasing a high concentration of indicator molecules from the indicator release device at a second production flow rate.
Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора может содержать по меньшей мере один управляемый клапан. Указанный по меньшей мере один управляемый клапан может быть выполнен с возможностью приостановки устройства для выпуска индикатора, чтобы обеспечивать возможность увеличивать или накапливать концентрацию молекул индикатора в объеме текучей среды в индикаторной камере. Это может обеспечивать возможность молекулам индикатора накапливаться локально в текучей среде в индикаторной камере, образуя индикаторное облако, которое может быть вымыто при открытии клапана.Said at least one indicator release device may comprise at least one controllable valve. The at least one controllable valve may be configured to suspend the indicator release device to allow the concentration of indicator molecules in the volume of fluid in the indicator chamber to increase or accumulate. This may allow indicator molecules to accumulate locally in the fluid in the indicator chamber, forming an indicator cloud that can be flushed out when the valve is opened.
Указанный по меньшей мере один управляемый клапан может быть выполнен с возможностью управления потоком текучей среды через выпускное отверстие указанного по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора. Способ может включать изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне для приведения в действие указанного по меньшей мере одного управляемого клапана для приостановки устройства для выпуска индикатора и/или выпуска молекул индикатора высокой концентрации из устройства для выпуска индикатора.The at least one controllable valve may be configured to control the flow of fluid through the outlet of the at least one indicator release device. The method may include changing the flow rate of a production stream in a production string to actuate said at least one controllable valve to suspend the tracer release device and/or release high concentration tracer molecules from the tracer release device.
Способ может включать отбор проб добываемого потока, при этом отбор проб осуществляют в указанный один или несколько периодов отбора проб.The method may include sampling the produced stream, wherein sampling is carried out at said one or more sampling periods.
Способ может включать мониторинг притока текучей среды в добывающую углеводородную скважину в режиме реального времени. Способ может включать проведение оптического мониторинга для обнаружения индикаторов в добываемом потоке.The method may include monitoring the influx of fluid into a hydrocarbon production well in real time. The method may include performing optical monitoring to detect indicators in the production stream.
Способ может включать анализ прихода пиков концентрации каждого индикатора для определения процента притока, который происходит между местоположениями индикаторов.The method may include analyzing the arrival of concentration peaks of each indicator to determine the percentage of influx that occurs between the locations of the indicators.
Способ может включать анализ скорости снижения концентрации индикатора из каждого местоположения индикатора для определения процента притока пласта из каждой зоны притока.The method may include analyzing the rate of decline of the tracer concentration from each tracer location to determine the percentage of formation inflow from each inflow zone.
Способ может включать изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне для приостановки устройства для выпуска индикатора и/или для выпуска высокой концентрации молекул индикатора из устройства для выпуска индикатора.The method may include changing the flow rate of the production stream in the production string to pause the tracer release device and/or to release a high concentration of tracer molecules from the tracer release device.
Способ может включать временное изменение расхода добываемого потока на больший или меньший расход добываемого потока для приостановки устройства для выпуска индикатора и/или выпуска молекул индикатора высокой концентрации из устройства для выпуска индикатора.The method may include temporarily changing the flow rate of the production stream to a higher or lower flow rate of the production stream to pause the tracer release device and/or release high concentration tracer molecules from the tracer release device.
Способ может включать обнаружение индикатора с помощью способов, выбранных из группы, включающей оптическое обнаружение, оптические волокна, спектрофотометрические способы, способы ПЦР в сочетании с последовательным анализом, хроматографические способы и/или радиоактивный анализ. Способ может включать оптическое обнаружение индикатора.The method may include detecting the indicator using methods selected from the group consisting of optical detection, optical fibers, spectrophotometric methods, PCR methods combined with sequential analysis, chromatographic methods and/or radioactive analysis. The method may include optical detection of the indicator.
Варианты выполнения восьмого аспекта изобретения могут включать любые из признаков с первого по седьмой аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the eighth aspect of the invention may include any of the features of the first through seventh aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с девятым аспектом изобретения, предложен способ выпуска индикатора в добываемый поток добывающей углеводородной скважины, включающий:In accordance with a ninth aspect of the invention, there is provided a method of releasing a tracer into the production stream of a hydrocarbon production well, comprising:
установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной в добывающей углеводородной скважине в месте притока,installing at least one indicator release device connected to the production string in the hydrocarbon production well at the inflow location,
причем устройство для выпуска индикатора содержитwherein the device for releasing the indicator contains
объем текучей среды, индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды, выпускное отверстие в указанный объем текучей среды и управляемый клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,a volume of fluid, an indicator material located in said volume of fluid, an outlet into said volume of fluid, and a controllable valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet,
создание переходного процесса в добываемом потоке для выпуска по меньшей мере одного индикатора из указанного по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора в эксплуатационную колонну.creating a transient process in the produced stream for releasing at least one indicator from said at least one device for releasing the indicator into the production string.
Способ может включать создание переходного процесса для приведения в действие управляемого клапана для выпуска по меньшей мере одного индикатора из указанного по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора в эксплуатационную колонну. Способ может включать изменение расхода добываемого потока для создания переходного процесса в добываемом потоке.The method may include providing a transient for actuating a controllable valve to release at least one tracer from said at least one tracer release device into a production string. The method may include changing the flow rate of the produced stream to create a transient in the produced stream.
Варианты выполнения девятого аспекта изобретения могут включать один или несколько из любых признаков с первого по восьмой аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the ninth aspect of the invention may include one or more of any of the features of the first through eighth aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с десятым аспектом изобретения, предложен способ отбора проб для анализа при оценке профиля притока добывающей углеводородной скважины, причем способ включает:In accordance with a tenth aspect of the invention, there is provided a method for collecting samples for analysis in assessing the flow profile of a hydrocarbon production well, the method comprising:
установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной в добывающей углеводородной скважине в месте притока,installing at least one indicator release device connected to the production string in the hydrocarbon production well at the inflow location,
причем устройство для выпуска индикатора содержит:wherein the device for releasing the indicator contains:
объем текучей среды, индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды, выпускное отверстие в указанный объем текучей среды, и управляемый клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,a volume of fluid, an indicator material located in said volume of fluid, an outlet into said volume of fluid, and a controllable valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet,
создание переходного процесса в добываемом потоке для выпуска по меньшей мере одного индикатора из указанного по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, иcreating a transient in the production stream to release at least one tracer from said at least one tracer release device, and
отбор проб в месте ниже по потоку от индикаторных источников после создания переходного процесса в добываемом потоке.sampling at a location downstream of indicator sources after creating a transient process in the produced stream.
Способ может включать создание переходного процесса для приведения в действие управляемого клапана для выпуска по меньшей мере одного индикатора из указанного по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора в эксплуатационную колонну.The method may include providing a transient for actuating a controllable valve to release at least one tracer from said at least one tracer release device into a production string.
Варианты выполнения десятого аспекта изобретения могут включать один или несколько из любых признаков с первого по девятый аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the tenth aspect of the invention may include one or more of any of the features of the first through ninth aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с одиннадцатым аспектом изобретения, предложен способ обнаружения по меньшей мере одного индикатора в добываемом потоке, включающий:In accordance with an eleventh aspect of the invention, there is provided a method for detecting at least one indicator in a production stream, comprising:
установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной в добывающей углеводородной скважине в месте притока,installing at least one indicator release device connected to the production string in the hydrocarbon production well at the inflow location,
причем устройство для выпуска индикатора содержит:wherein the device for releasing the indicator contains:
объем текучей среды, индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды, выпускное отверстие в указанный объем текучей среды и управляемый клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,a volume of fluid, an indicator material located in said volume of fluid, an outlet into said volume of fluid, and a controllable valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet,
создание переходного процесса в добываемом потоке для выпуска по меньшей мере одного индикатора из указанного по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, иcreating a transient in the production stream to release at least one tracer from said at least one tracer release device, and
проведение измерений концентрации индикатора в добываемом потоке в режиме реального времени.measuring the concentration of the indicator in the produced stream in real time.
Варианты выполнения одиннадцатого аспекта изобретения могут включать один или несколько из любых признаков с первого по десятый аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the eleventh aspect of the invention may include one or more of any of the features of the first through tenth aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с двенадцатым аспектом изобретения, предложен способ оценки профиля притока по меньшей мере для одной из скважинных текучих сред в добывающую скважину с по меньшей мере одной зоной притока в добываемый поток, включающий:In accordance with a twelfth aspect of the invention, there is provided a method for estimating the inflow profile of at least one of the downhole fluids into a production well with at least one inflow zone into the production stream, comprising:
размещение по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной, на известных уровнях скважины,placing at least one indicator release device connected to the production string at known levels of the well,
при этом устройство для выпуска индикатора содержит:the device for releasing the indicator contains:
объем текучей среды и индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды, по меньшей мере одно выпускное отверстие в указанный объем текучей среды, и по меньшей мере один управляемый клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие,a volume of fluid and indicator material located in said volume of fluid, at least one outlet into said volume of fluid, and at least one controllable valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet ,
создание переходного процесса в добываемом потоке для выпуска по меньшей мере одного индикатора из указанного по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора,creating a transient process in the produced stream to release at least one indicator from said at least one indicator release device,
измерение концентрации индикатора в добываемом потокеmeasurement of indicator concentration in the produced stream
и оценку профиля притока по меньшей мере для одной из скважинных текучих сред на основе типа индикатора и измеренных концентраций индикатора.and estimating a flow profile for at least one of the well fluids based on the type of tracer and measured tracer concentrations.
Варианты выполнения двенадцатого аспекта изобретения могут включать один или несколько из любых признаков с первого по одиннадцатый аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the twelfth aspect of the invention may include one or more of any of the features of the first through eleventh aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
В соответствии с тринадцатым аспектом изобретения, предложена система для мониторинга притока текучей среды в углеводородную добывающую скважину, содержащая:In accordance with a thirteenth aspect of the invention, there is provided a system for monitoring the influx of fluid into a hydrocarbon production well, comprising:
по меньшей мере один зонд, иat least one probe, and
по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора для соединения с эксплуатационной колонной, причем указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора содержитat least one indicator release device for connection to the production string, wherein said at least one indicator release device comprises
по меньшей мере одно выпускное отверстие,at least one outlet,
по меньшей мере одну индикаторную камеру, проточно сообщающуюся с указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием,at least one indicator chamber in fluid communication with said at least one outlet,
индикаторный материал, расположенный в индикаторной камере, иindicator material located in the indicator chamber, and
по меньшей мере один клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие.at least one valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet.
Указанный по меньшей мере один зонд может быть размещен в добываемом потоке в эксплуатационной колонне. Указанный по меньшей мере один зонд может быть расположен внутри скважины или на поверхности. Указанный по меньшей мере один зонд может представлять собой зонд для отбора проб, зонд датчика и/или зонд датчика в режиме реального времени.Said at least one probe may be placed in the production stream in the production casing. The at least one probe may be located inside the well or on the surface. The at least one probe may be a sampling probe, a sensor probe, and/or a real-time sensor probe.
Варианты выполнения тринадцатого аспекта изобретения могут включать один или несколько из любых признаков с первого по двенадцатый аспект изобретения или их вариантов выполнения, или наоборот.Embodiments of the thirteenth aspect of the invention may include one or more of any of the features of the first through twelfth aspects of the invention or embodiments thereof, or vice versa.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ниже исключительно в качестве примера описаны различные варианты выполнения изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:Below, by way of example only, various embodiments of the invention are described with reference to the drawings, in which:
Фиг. 1 изображает упрощенный вид в разрезе добывающей скважины с системой выпуска индикатора, установленной в соответствии с одним аспектом изобретения,Fig. 1 is a simplified cross-sectional view of a production well with a tracer release system installed in accordance with one aspect of the invention,
Фиг. 2А-2С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора системы выпуска индикатора, показанной на Фиг. 1, иллюстрирующие этапы работы устройства для выпуска долгоживущего индикатора, приостановленного в скважине с нормально низким расходом добываемого потока,Fig. 2A-2C are enlarged cross-sectional views of an indicator release device of the indicator release system shown in FIG. 1, illustrating the steps of operation of a device for releasing a long-lived tracer suspended in a well with a normally low production flow rate,
Фиг. 3А-3С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора системы выпуска индикатора, показанной на Фиг. 1, иллюстрирующие этапы работы устройства для выпуска долгоживущего индикатора, приостановленного в скважине с нормально высоким расходом добываемого потока,Fig. 3A to 3C are enlarged cross-sectional views of an indicator release device of the indicator release system shown in FIG. 1, illustrating the steps of operation of a device for releasing a long-lived tracer suspended in a well with a normally high production flow rate,
Фиг. 4А-4С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора системы выпуска индикатора, показанной на Фиг. 1, иллюстрирующие этапы работы при приостановке устройства для выпуска индикатора при двух пороговых значениях клапана,Fig. 4A-4C are enlarged cross-sectional views of an indicator release device of the indicator release system shown in FIG. 1, illustrating the operating steps when pausing the device to release an indicator at two valve thresholds,
Фиг. 5А-5D изображают увеличенные виды в разрезе двух устройств для выпуска индикатора системы выпуска индикатора, показанной на Фиг. 1, иллюстрирующие этапы работы устройства для выпуска долгоживущего индикатора, приостановленного в скважине с нормально низким расходом добываемого потока,Fig. 5A to 5D are enlarged cross-sectional views of two indicator release devices of the indicator release system shown in FIG. 1, illustrating the steps of operation of a device for releasing a long-lived tracer suspended in a well with a normally low production flow rate,
Фиг. 6А-6D изображают увеличенные виды в разрезе двух устройств для выпуска индикатора системы выпуска индикатора, показанной на Фиг. 1, иллюстрирующие этапы работы устройства для выпуска долгоживущего индикатора, приостановленного в скважине с нормально высоким расходом добываемого потока,Fig. 6A through 6D are enlarged cross-sectional views of two indicator release devices of the indicator release system shown in FIG. 1, illustrating the steps of operation of a device for releasing a long-lived tracer suspended in a well with a normally high production flow rate,
Фиг. 7А-7С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора с двумя клапанными узлами, выполненными в соответствии с одним аспектом изобретения, иллюстрирующие работу впускного клапана и выпускного клапана для устройства для выпуска долгоживущего индикатора, приостановленного в скважине с нормально низким расходом добываемого потока,Fig. 7A-7C are enlarged cross-sectional views of a tracer release device with two valve assemblies configured in accordance with one aspect of the invention, illustrating the operation of an inlet valve and an outlet valve for a long-lived tracer release device suspended in a well with a normally low production flow rate.
Фиг. 8А-8С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора с двумя клапанными узлами, выполненного в соответствии с одним аспектом изобретения, иллюстрирующие работу впускного клапана и выпускного клапана для устройства для выпуска долгоживущего индикатора, приостановленного в скважине с нормально высоким расходом добываемого потока,Fig. 8A-8C are enlarged cross-sectional views of a dual-valve tracer release device made in accordance with one aspect of the invention, illustrating the operation of an inlet valve and an outlet valve for a long-lived tracer release device suspended in a well with a normally high production flow rate.
Фиг. 9А-9С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора с впускным отверстием, проточно сообщающимся с затрубным пространством, в соответствии с одним аспектом изобретения,Fig. 9A-9C are enlarged cross-sectional views of an indicator release device with an inlet in fluid communication with the annulus, in accordance with one aspect of the invention,
Фиг. 10A-10С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора с ограничивающим устройством, иллюстрирующие этапы работы устройства для выпуска индикатора, приостановленного в скважине с нормально низким расходом добываемого потока,Fig. 10A-10C are enlarged cross-sectional views of a tracer release device with a limiting device, illustrating the steps of operation of the tracer release device suspended in a well with a normally low production flow rate.
Фиг. 11 изображает увеличенный вид в разрезе устройства для выпуска индикатора с впускным отверстием и выпускным отверстием, проточно сообщающимися с затрубным пространством, в соответствии с одним аспектом изобретения,Fig. 11 is an enlarged cross-sectional view of an indicator release device with an inlet and an outlet in fluid communication with the annulus, in accordance with one aspect of the invention,
Фиг. 12А и 12В изображают схематические виды компонентов узла кинематического клапана для использования в устройстве для выпуска индикатора, выполненном в соответствии с одним аспектом изобретения,Fig. 12A and 12B depict schematic views of components of a kinematic valve assembly for use in an indicator release device made in accordance with one aspect of the invention,
Фиг. 13А и 13В изображают схематические виды компонентов узла кинематического клапана для использования в устройстве для выпуска индикатора, выполненном в соответствии с дополнительным аспектом изобретения,Fig. 13A and 13B are schematic views of components of a kinematic valve assembly for use in an indicator release apparatus configured in accordance with a further aspect of the invention;
Фиг. 14А и 14В изображают схематические виды компонентов узла кинематического клапана для использования в устройстве для выпуска индикатора, выполненном в соответствии с одним аспектом изобретения,Fig. 14A and 14B depict schematic views of components of a kinematic valve assembly for use in an indicator release device made in accordance with one aspect of the invention,
Фиг. 15А и 15В изображают схематические виды компонентов узла клапана разности давлений для использования в устройстве для выпуска индикатора, выполненном в соответствии с дополнительным аспектом изобретения,Fig. 15A and 15B are schematic views of components of a differential pressure valve assembly for use in an indicator release apparatus configured in accordance with a further aspect of the invention;
Фиг. 16А, 16В и 16С изображают схематические виды компонентов механизма управления для использования в устройстве для выпуска индикатора, выполненном в соответствии с одним аспектом изобретения,Fig. 16A, 16B and 16C depict schematic views of control mechanism components for use in an indicator release device made in accordance with one aspect of the invention,
Фиг. 17А, 17В и 17С изображают схематические виды компонентов зонда для использования при обнаружении выпущенного индикатора, в соответствии с одним аспектом изобретения,Fig. 17A, 17B and 17C depict schematic views of probe components for use in detecting a released indicator, in accordance with one aspect of the invention,
Фиг. 18А, 18В и 18С изображают альтернативные виды в разрезе компонентов зонда, показанного на Фиг. 17А,Fig. 18A, 18B and 18C depict alternative cross-sectional views of the components of the probe shown in FIG. 17A,
Фиг. 19 изображает вид в разрезе измерительного разъема зонда, показанного на Фиг. 17А,Fig. 19 is a cross-sectional view of the probe test connector shown in FIG. 17A,
Фиг. 20А и 20В изображают упрощенные виды в разрезе добывающей скважины, иллюстрирующие этапы установки системы выпуска индикатора, в соответствии с одним аспектом изобретения,Fig. 20A and 20B are simplified cross-sectional views of a production well illustrating steps for installing a tracer release system, in accordance with one aspect of the invention,
Фиг. 21А, 21В и 21С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора с отводящей наружу секцией, проточно сообщающейся с эксплуатационной колонной, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, иллюстрирующие этапы работы устройства для выпуска долгоживущего индикатора, приостановленного в скважине с нормально низким расходом добываемого потока, иFig. 21A, 21B, and 21C are enlarged cross-sectional views of a tracer release apparatus with an outward discharge section in fluid communication with a production string, in accordance with one embodiment of the invention, illustrating the steps of operation of a long-lived tracer release apparatus suspended in a normally low flow well. flow, and
Фиг. 22А, 22В и 22С изображают увеличенные виды в разрезе устройства для выпуска индикатора с отводящей наружу секцией, проточно сообщающейся с эксплуатационной колонной, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, иллюстрирующие этапы работы устройства для выпуска долгоживущего индикатора, приостановленного в скважине с нормально низким расходом добываемого потока.Fig. 22A, 22B, and 22C are enlarged cross-sectional views of a tracer release apparatus with an outward discharge section in fluid communication with a production string, in accordance with one embodiment of the invention, illustrating the steps of operation of a long-lived tracer release apparatus suspended in a normally low flow rate well. flow.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED IMPLEMENTATION OPTIONS
Фиг. 1 изображает упрощенный вид в разрезе эксплуатационной скважины 10. В скважине расположена центральная эксплуатационная колонна 12, окруженная затрубным пространством 11. Объемы притока текучих сред поступают в скважину из пласта в центральную эксплуатационную колонну 12 через отдельные точки притока. Устройство 16 для выпуска индикатора установлено в эксплуатационной колонне или на ней и расположено рядом с каждым местом притока. Индикаторы выпускаются и измеряются на поверхности, чтобы предоставить информацию о том, в каких местах происходит приток и с каким расходом. В этом примере имеется четыре точки 14а, 14b, 14с и 14d притока и четыре устройства 16а, 16b, 16с и 16d для выпуска индикатора, каждое с индикаторным источником с отдельным индикаторным материалом, отличающимся для каждого места притока. Однако может иметься и другое количество зон притока и/или устройств для выпуска индикатора, чем количество, показанное на Фиг. 1. Управляемый дроссельный узел 15 выполнен с возможностью управления скоростью добываемого потока. На Фиг. 1 управляемый дроссельный узел 15 соединен с эксплуатационной колонной для регулирования расхода текучей среды или давления в системе ниже по потоку в эксплуатационной колонне. Однако следует понимать, что дроссель может быть расположен в скважине в разных местах.Fig. 1 is a simplified cross-sectional view of a
Фиг. 1 изображает общий вид принципа мониторинга с указанными этапами: А) Управляемый выпуск индикаторов в нескольких местах вдоль скважины, Б) Поток в верхнюю часть и обнаружение индикатора, С) Мониторинг полученного сигнала индикатора и интерпретация данных для определения зонального притока вдоль скважины по меньшей мере одной скважинной текучей среды.Fig. 1 depicts an overview of the monitoring principle with the steps indicated: A) Controlled release of tracers at multiple locations along a well, B) Flow to the top and detection of the tracer, C) Monitoring of the received tracer signal and interpretation of the data to determine zonal inflow along at least one well well fluid.
Стрелки в приведенных ниже примерах обозначают направление движения текучей среды и указывают скорость потока (например, две стрелки указывают на более высокий расход, чем одна стрелка, и наоборот).The arrows in the examples below indicate the direction of fluid movement and indicate the flow rate (for example, two arrows indicate a higher flow rate than one arrow and vice versa).
Фиг. 2А-2С изображают увеличенные виды в разрезе устройства 100 для выпуска индикатора. Устройство установлено на эксплуатационной колонне 12 или внутри нее. Устройство для выпуска индикатора имеет впускное отверстие 118 и выпускное отверстие 120, проточно сообщающиеся с эксплуатационной колонной 12. Устройство 100 имеет кольцевую камеру 121, окружающую эксплуатационную колонну, с проточным каналом 122, который содержит индикаторный материал 124. Индикаторный материал может быть расположен в проточном канале, чтобы обеспечивать возможность текучей среде контактировать с индикаторным материалом и проходить вокруг индикаторного материала в канале 122. Индикаторный материал 124 может выпускать молекулы или частицы индикатора при воздействии на них целевой скважинной текучей средой, например, нефтью, газом или водой.Fig. 2A-2C are enlarged cross-sectional views of the
Клапанный узел 126 закреплен подвижным закрывающим элементом 125 для выборочного открытия и закрытия выпускного отверстия 120а для управления потоком текучей среды из проточного канала 122 в эксплуатационную колонну.The
В примерах, показанных на Фиг. 2А-2С, клапанный узел представляет собой кинематический клапан, установленный на внутреннем диаметре эксплуатационной колонны. Кинематический клапан имеет подвижный золотниковый элемент 125. Однако следует понимать, что клапанный узел может быть установлен во внутреннем объеме устройства для выпуска индикатора.In the examples shown in FIGS. 2A-2C, the valve assembly is a kinematic valve installed on the inner diameter of the production string. The kinematic valve has a movable spool element 125. However, it should be understood that the valve assembly may be installed within the interior of the indicator release device.
Клапанный узел 126 представляет собой кинематический клапан, выполненный с возможностью открытия и закрытия золотникового элемента 125 в ответ на изменения в расходе добываемого потока. В этом случае изменение добываемого потока контролируется регулировкой дроссельного узла 15. Клапанный узел настроен на открытие при расходе выше предварительно установленного порогового значения добываемого потока и на закрытие при расходе ниже установленного порогового значения.
При нормальном низком расходе добываемого потока расход имеет значение ниже предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока, поэтому клапан 126 остается закрытым.At normal low production flow rates, the flow rate is below a preset production flow rate threshold, so
Индикаторный материал 124 в проточном канале остается открытым для объема текучей среды в проточном канале 122 в течение периода времени, когда клапан 126 закрыт, создавая высокую или повышенную концентрацию молекул 124а индикатора в объеме текучей среды устройства для выпуска индикатора.The
Когда требуется выполнить операцию индикаторного анализа, дроссельный узел временно регулируется для увеличения расхода добываемого потока до второго расхода потока, который выше, чем предварительно установленное пороговое значение для клапана 126, при этом клапан 126 открывает выпускное отверстие 120, выпуская текучую среду с молекулами индикатора с высокой или повышенной концентрацией в виде индикаторного облака в эксплуатационную колонну 12. Индикаторное облако выносится на поверхность добываемой текучей средой. Индикаторное облако создает пиковый сигнал высокой амплитуды в точке обнаружения и определяется концентрация индикатора. На поверхности индикатор может быть обнаружен узлом зонда, что дополнительно обсуждается со ссылкой на Фиг. 17А-19.When a tracer analysis operation is required to be performed, the throttling assembly is temporarily adjusted to increase the production flow rate to a second flow rate that is higher than a preset threshold value for
Чтобы приостановить устройство для выпуска индикатора, дроссельный узел регулируется для уменьшения добываемого потока до скорости потока, который ниже, чем предварительно установленное пороговое значение для клапанного узла, причем клапанный узел приводится в действие, чтобы переместить золотниковый элемент для закрытия выпускного отверстия 120, закрывая, тем самым, проточный канал и позволяя концентрации индикатора накапливаться.To pause the indicator release device, the throttling assembly is adjusted to reduce the production flow to a flow rate that is lower than a predetermined threshold value for the valve assembly, the valve assembly being actuated to move the spool member to close the
Путем воздействия на индикатор добываемым потоком только тогда, когда должно образоваться и выпускаться индикаторное облако, ресурс индикатора может быть увеличен. Небольшой объем текучей среды в проточном канале может быстро обогатиться молекулами индикатора. По мере того как небольшой объем текучей среды становится обогащенным, скорость выпуска молекул индикатора из индикаторного материала может быть снижена.By exposing the indicator to the extracted flow only when the indicator cloud is about to form and be released, the resource of the indicator can be increased. A small volume of fluid in a flow channel can quickly become enriched in indicator molecules. As the small volume of fluid becomes enriched, the rate of release of indicator molecules from the indicator material may be reduced.
Это может обеспечивать возможность использования широкого спектра индикаторов, включая системы полимеров с быстрым выпуском индикаторов. Устанавливая системы полимеров с быстрым выпуском индикаторов в устройстве для выпуска индикатора, обеспечивается возможность избежать значительных задержек по времени между операциями анализа индикаторов. Это находится в контрасте со стандартной практикой продления ресурса индикатора за счет уменьшения скорости выпуска индикатора, так чтобы он работал в скважине как можно дольше.This may allow the use of a wide range of indicators, including polymer systems with rapid release of indicators. By installing rapid release indicator polymer systems in the indicator release apparatus, it is possible to avoid significant time delays between indicator assays. This is in contrast to the standard practice of extending tracer life by reducing the rate of tracer release so that it stays in the well as long as possible.
Фиг. 3А-3С изображают устройство узла обратного клапана для высокой производительности по сравнению с Фиг. 2А-2С. На Фиг. 3А-3В устройство 150 для выпуска индикатора имеет клапанный узел 176, выполненный с возможностью открытия выпускного отверстия 170 ниже предварительно установленного порогового значения расхода потока и закрытия выпускного отверстия 170 выше этого порогового значения.Fig. 3A-3C depict the design of a high flow check valve assembly compared to FIGS. 2A-2C. In FIG. 3A-3B,
При нормальном высоком расходе добываемого потока, как показано на Фиг. 3А, расход добываемого потока превышает предварительно установленное пороговое значение расхода добываемого потока, и, следовательно, клапан 176 остается закрытым. Индикаторный материал 174 в проточном канале остается открытым для некоторого объема текучей среды, и в этом объеме текучей среды накапливается высокая концентрация молекул индикатора.Under normal high production flow rates, as shown in FIG. 3A, the production flow rate exceeds a preset production flow rate threshold and, therefore,
Для приведения в действие клапана 176 для открытия выпускного отверстия 170 дроссельный узел временно регулируется, чтобы снизить добываемый поток до расхода, который ниже, чем предварительно установленное пороговое значение для клапана 176, при этом клапанный узел открывается, высвобождая накопившуюся повышенную концентрацию молекул индикатора в виде индикаторного облака в добываемый поток, как показано на Фиг. 3В. Индикаторные облака перемещаются к поверхности в добываемом потоке и создают заметный пиковый сигнал отклика индикатора высокой амплитуды в точке обнаружения.To actuate
Когда дроссельный узел (не показан) регулируется для возврата к нормальному расходу добываемого потока, который выше порогового уровня для клапана, клапан 176 активируется, чтобы закрыть выпускное отверстие 170, как показано на Фиг. 3С.When the throttle assembly (not shown) is adjusted to return to normal production flow rate that is above the valve threshold level,
Фиг. 4А-4С изображают альтернативную конструкцию устройства для выпуска индикатора, показанного на Фиг. 2А, и ее можно понять из приведенного выше описания Фиг. 2А-2С.Fig. 4A-4C show an alternative design of the indicator release device shown in FIG. 2A and can be understood from the above description of FIG. 2A-2C.
Однако устройство 200 для выпуска индикатора имеет клапан 226 разности давлений с двумя управляемыми пороговыми уровнями приведения в действие для приведения в действие клапана 226 для закрытия выпускного отверстия 220. Клапан настроен так, что он закрывает выпускное отверстие 220 при расходе выше первого установленного порогового значения расхода добываемого потока и ниже второго установленного порогового значения расхода добываемого потока. Следовательно, клапан 226 выполнен с возможностью открывания в диапазоне расходов добываемого потока между двумя пороговыми уровнями.However, the
При нормальной высоком расходе добываемого потока, как показано на Фиг. 4А, расход выше первого предварительно установленного порогового расхода, и поэтому клапан 226 приводится в действие, чтобы закрыть выпускное отверстие 220. Однако регулировка дроссельного узла для снижения расхода добываемого потока ниже указанного установленного порогового значения приводит в действие клапан, открывая выпускное отверстие и позволяя выпустить индикаторное облако, как показано на Фиг. 4В.Under normal high production flow rates, as shown in FIG. 4A, the flow rate is above the first preset threshold flow rate, and therefore the
Дальнейшая регулировка дроссельного узла для снижения расхода добываемого потока ниже второго предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока приводит в действие клапан и закрывает выпускное отверстие. Это означает, что в случае приостановки скважины клапан закрывает выпускное отверстие и ограничивает объем текучей среды, с которой контактирует индикаторный материал, тем самым продлевая ресурс индикатора.Further adjustment of the throttle assembly to reduce the production flow rate below a second preset production flow rate threshold actuates the valve and closes the outlet. This means that in the event of a well shutdown, the valve closes the outlet and limits the volume of fluid with which the tracer material comes into contact, thereby extending the life of the tracer.
Фиг. 5А-5D иллюстрируют этапы работы двух устройств для выпуска индикатора, показывающие выпуск индикатора в добываемый поток. В скважинах с более чем одним устройством для выпуска индикатора клапанные узлы для каждого устройства для выпуска индикатора могут быть выполнены с возможностью одновременного выпуска индикаторного облака. На Фиг. 5А-5D проиллюстрированы этапы работы клапанных узлов для синхронизированного выпуска индикатора из двух устройств для выпуска индикатора в скважине.Fig. 5A-5D illustrate the operating steps of two indicator release devices, showing the release of the indicator into the production stream. In wells with more than one tracer release device, the valve assemblies for each tracer release device may be configured to simultaneously release the tracer cloud. In FIG. 5A-5D illustrate the operating steps of valve assemblies for synchronized tracer release from two downhole tracer release devices.
Фиг. 5А-5D показывают систему 250 выпуска индикатора, имеющую два устройства 266а и 266b для выпуска индикатора, каждое из которых имеет клапанный узел, соответственно, 276а, 276b, выполненный с возможностью открытия выпускного отверстия в устройстве для выпуска индикатора выше предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока и закрытия ниже предварительно установленного порогового значения. Клапаны 276а и 276b закрыты во время нормальной низкой производительности и открыты во время временной высокой производительности.Fig. 5A-5D show a
Клапан 276а и 276b устройства 266а и 266b для выпуска индикатора выполнен с возможностью открытия выше предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока и закрытия ниже порогового значения. Во время нормальной низкой производительности расход ниже предварительно установленного порогового значения расхода, и поэтому клапанные узлы 276а и 276b остаются закрытыми, как показано на Фиг. 5А. Текучая среда проходит из эксплуатационной колонны через впускные отверстия 268а и 268b в проточный канал 472. Индикаторный материал подвергается воздействию текучей среды, и молекулы индикатора выпускаются в текучую среду.The
Чтобы выпустить индикатор, дроссельный узел эксплуатационной колонны регулируется для увеличения добываемого потока до второго расхода, который значительно превышает предварительно установленное пороговое значение для клапанных узлов 276а и 276b. В результате клапанные узлы 276а и 276b открываются одновременно, позволяя одновременно выпускать индикаторные облака из устройства 266а, 266b для выпуска индикатора, как показано на Фиг. 5В.To release the indicator, the production string choke assembly is adjusted to increase the production flow to a second flow rate that is well above the preset threshold for
Чтобы приостановить устройство для выпуска индикатора, дроссельный узел регулируется для уменьшения добываемого потока до третьего расхода. Третий расход выше первого расхода и ниже второго расхода. При третьем расходе клапанный узел 276b закрыт, как показано на Фиг. 5С. Однако, поскольку два разных устройства для выпуска индикатора находятся в скважине в разных местах, они подвержены изменениям локального давления, и, следовательно, разность давлений, необходимая для закрытия клапанных узлов, не является одинаковой. В результате клапанный узел 276b закрыт, в то время как клапанный узел 276а остается открытым.To pause the device to release the indicator, the throttle assembly is adjusted to reduce the produced flow to a third flow rate. The third flow rate is higher than the first flow rate and lower than the second flow rate. At the third flow rate,
Дроссельный узел регулируется для уменьшения добываемого потока обратно до первого расхода. При первом расходе клапанный узел 276а возвращается в закрытое состояние, как показано на Фиг. 3D.The throttle assembly is adjusted to reduce the produced flow back to the first flow rate. Upon first flow,
Фиг. 6А-6D изображают систему 300 выпуска индикатора, которая имеет клапанное устройство, альтернативное показанному на Фиг. 5А-5D, выполненное с возможностью закрытия выпускных отверстий выше предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока и открытия ниже порогового значения. Клапаны закрываются при нормальной высокой производительности и открываются при временной низкой производительности.Fig. 6A-6D depict an
Клапанные узлы 326а и 326b устройства 316а и 316b для выпуска индикатора выполнены с возможностью открываться при расходе выше предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока и закрываться при расходе выше порогового уровня.The
Во время нормальной высокой производительности расход выше предварительно установленного порогового значения, и поэтому клапанные узлы 326а и 326b остаются закрытыми, как показано на Фиг. 6А.During normal high performance, flow is above a preset threshold and therefore
Чтобы выпустить индикатор, дроссельный узел, соединенный с эксплуатационной колонной, регулируется так, чтобы снизить добываемый поток до второго расхода, которое значительно ниже, чем предварительно установленное пороговое значение для клапанных узлов 326а и 326b. В результате клапанные узлы 326а, 326b открываются одновременно, позволяя одновременно выпустить накопившиеся концентрации молекул индикатора в устройстве 316а, 316b для выпуска индикатора, как показано на Фиг. 6В.To release the indicator, the throttling assembly connected to the production string is adjusted to reduce the production flow to a second flow rate that is significantly lower than the preset threshold for
Чтобы приостановить устройство для выпуска индикатора, дроссельный узел впоследствии регулируется для увеличения добываемого потока до третьего расхода, чтобы закрыть клапанный узел 326b, как показано на Фиг. 6С. Из-за изменений локального давления требуется дополнительная регулировка дросселя обратно до первого расхода, чтобы достичь разности давлений, необходимой для закрытия клапана 326а и выпускного отверстия 320а.To pause the indicator release device, the throttle assembly is subsequently adjusted to increase the production flow to a third flow rate to close the
Фиг. 7А изображает устройство 350 для выпуска индикатора, содержащее два клапанных узла 376а и 376b. В этом примере клапанные узлы являются кинематическими клапанами.Fig. 7A depicts an
Устройство 350 для выпуска индикатора имеет впускное отверстие 368 и выпускное отверстие 370, проточно сообщающиеся с эксплуатационной колонной 12. Устройство для выпуска индикатора имеет проточный канал 372, который содержит индикаторный материал 374. Индикаторный материал может быть расположен в проточном канале, чтобы обеспечивать возможность текучей среде проходить вокруг индикатора в канале 372. Индикаторный материал 374 выполнен с возможностью выпуска молекул или частиц индикатора при воздействии на него целевой текучей среды, например, нефти, газа или воды.The
Первый клапан 376а имеет подвижный элемент для выборочного открытия и закрытия выпускного отверстия 370 для управления потоком текучей среды из проточного канала 372 в эксплуатационную колонну. Второй клапан 376b выполнен с возможностью выборочного открытия и закрытия впускного отверстия 368.The
В примере, показанном на Фиг. 7А, клапанный узел установлен на наружной стенке проточного канала 372. Однако понятно, что клапанный узел может быть установлен на внутренней стенке устройства для выпуска индикатора.In the example shown in FIG. 7A, the valve assembly is mounted on the outer wall of the
Фиг. 7А-7С иллюстрируют этапы работы двух клапанных узлов в устройстве для выпуска индикатора. Это имеет особое применение, когда текучая среда имеет высокую подвижность, такая как газ, для предотвращения перетока, или в гетерогенных пластах с высокими разностями давления между зонами в скважине. Устройство для выпуска индикатора, показанное на Фиг. 7А, предназначено для приостановки устройства для выпуска долгоживущего индикатора, чтобы обеспечивать возможность накопления индикаторного облака.Fig. 7A-7C illustrate operating steps of two valve assemblies in the indicator release device. This has particular application when the fluid has high mobility, such as gas, to prevent cross-flow, or in heterogeneous formations with high pressure differences between zones in the well. The indicator release device shown in FIG. 7A is designed to pause the long-lived indicator release device to allow the indicator cloud to accumulate.
Клапанные узлы 376а и 376b выполнены с возможностью открытия при расходе выше предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока и закрытия при расходе ниже порогового значения. Во время нормальной низкой производительности, как показано на Фиг. 7А, расход ниже предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока, и клапанные узлы 376а и 376b закрывают, соответственно, выпускное отверстие 370 и впускное отверстие 368. Индикаторная камера герметизируется, и текучие среды, окружающие индикаторный материал в объеме текучей среды индикаторной камеры, становятся насыщенными частицами индикатора.
Объем текучей среды, контактирующий с индикаторным материалом в проточном канале 372, позволяет накопиться облаку индикатора, как показано на Фиг. 7В. Дроссельный узел регулируется для временного увеличения потока в эксплуатационной колонне выше предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока, который активирует клапанные узлы 376а и 376b, открывая, соответственно, выпускное отверстие 370 и впускное отверстие 368, позволяя вымыть индикаторное облако из устройства для выпуска индикатора.The volume of fluid contacting the tracer material in
На Фиг. 8А-8С устройство 400 для выпуска индикатора выполнено с возможностью использования в скважине с нормальной высокой производительностью. Клапанные узлы 426а и 426b выполнены с возможностью открывать, соответственно, выпускное отверстие 420 и впускное отверстие 418 при расходе ниже предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока и закрывать, соответственно, выпускное отверстие 420 и впускное отверстие 418 при расходе выше порогового значения.In FIG. 8A-8C, the
Во время нормальной высокой производительности расход превышает пороговое значение приведения в действие клапанов 426а и 426b, и поэтому клапаны 426а и 426b закрыты. Индикаторная камера герметизируется, и текучие среды, окружающие индикаторный материал в объеме текучей среды индикаторной камеры, становятся насыщенными частицами индикатора. Объем текучей среды, контактирующий с индикаторным материалом в проточном канале 422, позволяет накопиться индикаторному облаку.During normal high performance, flow exceeds the actuating threshold of
Чтобы выпустить индикаторное облако, дроссельный узел регулируется для временного уменьшения потока в эксплуатационной колонне ниже предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока, который активирует клапанные узлы 426а и 426b для открытия, соответственно, выпускного отверстия 420 и впускного отверстия 418, так что индикаторное облако может быть вымыто из устройства для выпуска индикатора.To release the indicator cloud, the throttling assembly is adjusted to temporarily reduce the flow in the production string below a preset production flow rate threshold, which activates the
Фиг. 9А изображает альтернативную конструкцию устройства для выпуска индикатора, разработанного для скважины с низкой скоростью потока, где может быть трудно создать разность давлений между проточным каналом и эксплуатационной колонной.Fig. 9A depicts an alternative tracer release device design designed for a low flow well where it may be difficult to create a pressure difference between the flow path and the production string.
Проточный канал 472 устройства 450 для выпуска индикатора содержит устройство 478 ограничения потока. Устройство ограничения потока расположено или прикреплено к внутренней стенке устройства для выпуска индикатора таким образом, что оно проходить внутрь в проточный канал для уменьшения проходного сечения проточного канала. В этом примере устройством ограничения потока является сопло. Однако следует понимать, что могут использоваться ограничивающие устройства других типов.The
Сопло 478 расположено в проточном канале 472 между впускным отверстием 468 и выпускным отверстием 470. Сопло 478 позволяет создавать градиент давления между проточным каналом 472 и эксплуатационной колонной. В скважинах с низкой производительностью дроссельный узел может быть не в состоянии увеличивать расход до величины, превышающей предварительно установленное пороговое значение расхода добываемого потока. Благодаря установке ограничителя потока в устройстве для выпуска индикатора разница давлений увеличивается, позволяя активировать клапанный узел.
Фиг. 10A-10С изображают увеличенный разрез альтернативной конструкции устройства для выпуска индикатора для воздействия на индикаторный материал текучей средой из эксплуатационной колонны и затрубного пространства 11. Устройство 500 для выпуска индикатора установлено на эксплуатационной колонне 12. Устройство для выпуска индикатора имеет первое впускное отверстие 518, проточно сообщающееся с эксплуатационной колонной, и второе впускное отверстие 529, проточно сообщающееся с затрубным пространством 11. Устройство для выпуска индикатора имеет выпускное отверстие 520. Стрелки на Фиг. 10A-10С обозначают направление движения текучей среды.Fig. 10A-10C depict an enlarged cross-section of an alternative indicator release device design for exposing the indicator material to fluid from the production casing and
Устройство 500 для выпуска индикатора имеет канал 522, который содержит индикаторный материал 524. Индикаторный материал может быть расположен в проточном канале, чтобы обеспечивать текучей среде возможность контактировать с индикаторным материалом и проходить вокруг индикаторного материала в канале 522. Индикаторный материал 524 выполнен с возможностью выпуска молекул или частиц индикатора при воздействии на него целевой скважинной текучей средой, например, нефтью, газом или водой.The
Устройство для выпуска индикатора имеет клапан 526 разности давлений, установленный с возможностью выборочного открытия и закрытия выпускного отверстия 520 для управления потоком текучей среды из проточного канала 522 в эксплуатационную колонну.The indicator release device has a
Клапанный узел 526 представляет собой клапан, управляемый разностью давлений, выполненный с возможностью открываться и закрываться при изменении разности давлений. В этом случае изменение разности давлений регулируется путем регулирования расхода добываемого потока. Клапанный узел настроен на открытие при расходе выше предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока и на закрытие при расходе ниже установленного порогового значения.
Во время нормальной производительности, как показано на Фиг. 10A, расход добываемого потока имеет значение ниже предварительно установленного порогового значения расхода, и поэтому клапан, управляемый разностью давлений, остается открытым. Текучая среда проходит из затрубного пространства 11 через впускное отверстие 529 и из эксплуатационной колонны 12 через впускные отверстия 518 в проточный канал 522. Индикаторный материала подвергается воздействию текучей среды, при этом молекулы индикатора выпускаются в текучую среду. Текучая среда, обогащенная индикатором, проходит через выпускное отверстие в эксплуатационную колонну и переносится добываемой текучей средой на поверхность.During normal performance, as shown in FIG. 10A, the production flow rate is below a preset flow threshold value and therefore the pressure difference controlled valve remains open. Fluid flows from the
Текучая среда в проточном канале 522 не может выйти из него, и концентрация молекул индикатора возрастает.The fluid in the flow channel 522 cannot escape and the concentration of indicator molecules increases.
Чтобы открыть выпускное отверстие 520, дроссельный узел регулируется для увеличения расхода добываемого потока выше предварительно установленного порогового значения для клапана. Как показано на Фиг. 10С, клапанный узел открывается, позволяя текучей среде и высокой концентрации индикатора проходить через выпускное отверстие 520 в эксплуатационную колонну 12.To open the
Фиг. 11 изображает увеличенный разрез альтернативной конструкции устройства для выпуска индикатора для воздействия на индикаторный материал текучей средой из затрубного пространства и выпуска индикаторного облака в затрубное пространство. Выпущенное индикаторное облако может попасть в эксплуатационную колонну через впускное отверстие ниже по потоку от устройства для выпуска индикатора. Устройство 550 для выпуска индикатора установлено на эксплуатационной колонне 12. Устройство для выпуска индикатора имеет впускное отверстие 568, проточно сообщающееся с затрубным пространством 11, и выпускное отверстие 570, проточно сообщающееся с затрубным пространством 11. Стрелки на Фиг. 11 обозначают направление движения текучей среды.Fig. 11 is an enlarged section through an alternative design of an indicator release device for exposing the indicator material to fluid from the annulus and releasing an indicator cloud into the annulus. The released tracer cloud may enter the production string through an inlet downstream of the tracer release device. An
Устройство 550 для выпуска индикатора имеет канал 572, который содержит индикаторный материал 574. Индикаторный материал может быть расположен в проточном канале, чтобы обеспечивать текучей среде возможность контактировать с индикаторным материалом и проходить вокруг него в канале 572. Индикаторный материал 574 выполнен с возможностью выпуска молекул или частиц индикатора при воздействии на него целевой скважинной текучей средой, например, нефтью, газом или водой.The
Клапанный узел 576 выполнен с возможностью открытия и закрытия выпускного отверстия в ответ на изменения разности давлений в потоке текучей среды. В примерах, показанных на Фиг. 11, клапанный элемент установлен на наружной стенке проточного канала. Однако следует понимать, что клапанный узел может быть установлен на внутренней стенке проточного канала.
Индикаторное облако выпускается в затрубное пространство, где оно может попасть в эксплуатационную колонну в точке притока дальше по потоку и перемещаться на поверхность.The tracer cloud is released into the annulus, where it can enter the production string at an inflow point further downstream and travel to the surface.
Вышеописанные клапанные узлы выполнены с возможностью открываться или закрываться, когда клапан подвергается воздействию разности давлений, которое достигает заданного уровня. Например, когда разность давлений, создаваемая изменением добываемого потока, приводит к перемещению подвижного золотникового элемента в закрытое положение.The valve assemblies described above are configured to open or close when the valve is subjected to a pressure difference that reaches a predetermined level. For example, when the pressure difference created by a change in the produced flow causes the movable spool element to move to the closed position.
В примерах, рассмотренных выше и показанных на Фиг. 1А - 11, индикаторный материал представляет собой любой люминесцентный индикатор, например, краситель с узкой полосой поглощения или квантовые точки. Примерами подходящего люминесцентного красителя является сульфо-родамин В, поглощающий краситель - 2-[2-[2-хлор-3-[2-(1,3-дигидро-1,3-триметил-2Н-индол-2-илиден)этилиден]-1-циклогексен-1-ил]этенил]-1,3,3-триметил-3Н-индолий хлорид, квантовые точки могут представлять собой квантовые точки CdSe размером несколько нанометров. Частицы для защиты красителя могут быть изготовлены из пористого силикагеля или любого другого материала, частицы также могут иметь структуру ядро-оболочка.In the examples discussed above and shown in FIGS. 1A-11, the indicator material is any luminescent indicator, for example, a dye with a narrow absorption band or quantum dots. Examples of a suitable luminescent dye are sulfo-rhodamine B, the absorbing dye is 2-[2-[2-chloro-3-[2-(1,3-dihydro-1,3-trimethyl-2H-indol-2-ylidene)ethylidene ]-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,3,3-trimethyl-3H-indolium chloride, quantum dots can be CdSe quantum dots of several nanometers in size. The dye protection particles can be made of porous silica gel or any other material, and the particles can also have a core-shell structure.
Однако следует понимать, что могут использоваться другие типы индикаторов, включая химические, флуоресцентные, фосфоресцентные, магнитные, ДНК и радиоактивные соединения, которые могут использоваться с соответствующим оборудованием для обнаружения.However, it should be understood that other types of indicators may be used, including chemical, fluorescent, phosphorescent, magnetic, DNA and radioactive compounds, which can be used with appropriate detection equipment.
Фиг. 12А-16В изображают иллюстративные клапанные узлы различных типов, которые могут использоваться в узлах для выпуска индикатора, описанных выше со ссылкой на Фиг. 1А-11. Узел кинематического клапана, показанный на Фиг. 12А-14В, или узлы клапана разности давлений, показанные на Фиг. 15А-16В, могут использоваться для дросселирования или предотвращения потока в устройство для выпуска индикатора и/или из него.Fig. 12A-16B depict illustrative valve assemblies of various types that may be used in the indicator release assemblies described above with reference to FIGS. 1A-11. The kinematic valve assembly shown in FIG. 12A-14B, or the differential pressure valve assemblies shown in FIG. 15A-16B may be used to throttle or prevent flow into and/or out of the indicator release device.
Фиг. 12А изображает устройство 600 для выпуска индикатора с узлом 626 кинематического клапана. Кинематический клапан расположен во внутреннем диаметре эксплуатационной колонны. Кинематический клапан имеет приводной золотниковый элемент 610, который на Фиг. 12А показан поджатым в закрытое положение пружиной 612. Приводной золотниковый элемент 610 клапана выполнен с возможностью прямолинейного перемещения между закрытым положением клапана и открытым положением, показанными, соответственно, на Фиг. 12А и 12В.Fig. 12A depicts an
В первом клапанном устройстве, показанном на Фиг. 12А, пружина 612 представляет собой пружину сжатия, поджатую в полностью закрытом положении при низком добываемом потоке. В ответ на высокий расход добываемого потока, поток, действующий на золотниковый элемент 610, достаточен для сжатия пружины 612, переводящей золотниковый элемент 610 в полностью открытое положение. В условиях низкого добываемого потока сила, действующая на золотниковый элемент 610 добываемым потоком, недостаточна для преодоления силы пружины 612. Пружина растягивается и перемещает золотниковый элемент в полностью закрытое положение, как показано на Фиг. 12В.In the first valve device shown in FIG. 12A,
Фиг. 13А изображает устройство 650 для выпуска индикатора с узлом 676 клапана скорости. Пружина 662 представляет собой пружину растяжения, поджатую к открытому положению. В ответ на высокий расход добываемого потока, например, во время нормальной производительности, поток, действующий на золотниковый элемент 660, достаточен для преодоления силы пружины 662. Пружина растягивается, перемещая золотниковый элемент 660 в закрытое положение. В условиях низкого добываемого потока сила, действующая на золотниковый элемент 662 добываемым потоком, недостаточна для преодоления силы пружины. Пружина сжимается и перемещает золотниковый элемент в открытое положение, как показано на Фиг. 13В.Fig. 13A depicts an
Хотя на Фиг. 12А, 12В, 13А и 13В показан золотниковый элемент, перемещаемый между полностью открытым и полностью закрытым положениями, следует понимать, что золотниковый элемент может быть расположен в промежуточных положениях между полностью открытым положением и полностью закрытым положением. Золотниковый элемент может быть установлен на частичное открытие и частичное закрытие в зависимости от расхода добываемого потока, чтобы дросселировать или ограничивать поток через клапан.Although in Fig. 12A, 12B, 13A and 13B show a spool element movable between a fully open and fully closed position, it should be understood that the spool element may be located in positions intermediate between a fully open position and a fully closed position. The spool element can be set to partially open and partially close depending on the production flow rate to throttle or restrict flow through the valve.
Фиг. 14А и 14В изображают увеличенный вид узла 726 кинематического клапана в устройстве 700 для выпуска индикатора. Остальные компоненты устройства удалены на этих чертежах для ясности. Клапанный узел имеет корпус 710 клапана с портом 712, проходящим через стенку корпуса клапана и совмещенным с выпускным отверстием 720 устройства для выпуска индикатора. Золотниковый элемент 714 поддерживается корпусом клапана и имеет уплотнения 713 и 715 на каждом его конце. Золотниковый элемент может перемещаться в осевом направлении относительно корпуса клапана. Золотниковый элемент 714 имеет порт 717. Золотниковый элемент может перемещаться из закрытого положения, в котором порт 717 золотникового элемента не совмещен с портом 712 и выпускным отверстием 720, как показано на Фиг. 14А, в открытое положение, в котором порт 717 золотникового элемента совмещен с портом 712 и выпускным отверстием 720, как показано на Фиг. 14В.Fig. 14A and 14B depict an enlarged view of the
Механизм смещения золотникового элемента, в данном случае пружина 719, расположен между выступом 721 на корпусе клапана и выступом 723 на золотниковом элементе.The spool element bias mechanism, in this
В этом примере механизм смещения золотникового элемента представляет собой пружину 721, однако следует понимать, что можно использовать другие механизмы смещения, такие как камера давления, содержащая газ, такой как азот.In this example, the spool element bias mechanism is a
Золотниковый элемент 714 действует как поршень, который может перемещаться в осевом направлении добываемым потоком, воздействующего на золотниковый элемент 714 через выступ 725 золотникового элемента. Когда поток текучей среды, воздействующий на выступ 725, достигает предварительно определенной величины, сила давления сжимает пружину 714, чтобы переместить золотниковый элемент в осевом направлении, так что порт 717 золотникового элемента совмещается с портом 712 и выпускным отверстием 720.The
Золотниковый элемент будет оставаться в открытом положении, как показано на Фиг. 14В, до тех пор, пока сила от добываемого потока будет достаточной для удержания пружины 714 сжатой.The spool element will remain in the open position as shown in FIG. 14B until the force from the produced stream is sufficient to keep the
Как только расход добываемого потока снижается ниже предварительно определенной величины, сила пружины может преодолеть силу давления, действующую на выступ 725 золотникового элемента. Золотниковый элемент перемещается в закрытое положение, в котором порт 717 золотникового элемента не совмещен с портом 712 и выпускным отверстием 720.Once the production flow rate decreases below a predetermined value, the spring force can overcome the pressure force acting on the
Силу, действующую на золотниковый элемент, можно регулировать, уменьшая или увеличивая расход в эксплуатационной колонне, управляя дросселем, соединенным с эксплуатационной колонной. В этом примере пружина представляет собой пружину сжатия. Однако будет понятно, что можно использовать пружину растяжения.The force acting on the spool element can be adjusted to decrease or increase the flow rate in the production string by controlling a throttle connected to the production string. In this example, the spring is a compression spring. However, it will be understood that an extension spring can be used.
Фиг. 15А и 15В изображают увеличенный вид клапанного узла 826, управляемого перепадом давления, в устройстве 800 для выпуска индикатора. Клапанный узел 826 расположен внутри устройства для выпуска индикатора, чтобы на него не накладывались ограничения внутреннего диаметра эксплуатационной колонны. Остальные компоненты устройства на этих чертежах удалены для наглядности.Fig. 15A and 15B depict an enlarged view of the differential pressure controlled
Клапанный узел 826 имеет корпус 810 клапана с выпускным портом 812, проходящим через стенку корпуса клапана и совмещенным с выпускным отверстием 820 устройства для выпуска индикатора. Золотниковый элемент 814 может перемещаться в осевом направлении относительно корпуса клапана. Корпус 810 клапана имеет впускной порт 817, проточно сообщающийся с седлом 819 клапана. В закрытом положении клапана золотниковый элемент расположен в седле 809 клапана, при этом золотниковый элемент закрывает выпускной порт 812 и выпускное отверстие 820, как показано на Фиг. 15А. В открытом положении клапана золотниковый элемент перемещается в осевом направлении от седла клапана, а выпускной порт 812 и выпускное отверстие 820 проточно сообщаются с внутренним объемом внутри устройства для выпуска индикатора, как показано на Фиг. 15В.
Механизм смещения золотникового элемента, в данном случае пружина 819, расположен между выступом 821 на корпусе клапана и выступом 823 на золотниковом элементе.The spool element bias mechanism, in this
В этом примере механизм смещения золотникового элемента представляет собой пружину 821, однако следует понимать, что могут использоваться другие механизмы смещения, такие как камера давления, содержащая газ, такой как азот.In this example, the spool element bias mechanism is a
Золотниковый элемент 814 действует как поршень, который может перемещаться в осевом направлении из-за разницы давлений между устройством для выпуска индикатора и эксплуатационной колонной. Давление от устройства для выпуска индикатора прикладывается к золотниковому элементу 814 через впускной порт 817. Давление от эксплуатационной колонны прикладывается к золотниковому элементу 814 через выпускной порт 812 и выпускное отверстие 820. Когда давление, приложенное к впускному порту 817, достигает предварительно определенной величины, сила давления сжимает пружину 814 для перемещения золотникового элемента в осевом направлении от седла 809 клапана таким образом, чтобы золотниковый элемент открывал выпускной порт 812 и выпускное отверстие 820.The
Золотниковый элемент будет оставаться в открытом положении, как показано на Фиг. 15В, пока разность давлений между устройством для выпуска индикатора и эксплуатационной колонной будет достаточной, чтобы удерживать пружину 814 сжатой.The spool element will remain in the open position as shown in FIG. 15B until the pressure difference between the indicator release device and the production string is sufficient to keep
Как только разность давлений между устройством для выпуска индикатора и эксплуатационной колонной уменьшается ниже предварительно заданной величины, сила пружины может преодолеть силу давления, действующую на золотниковый элемент. Золотниковый элемент перемещается в закрытое положение, в котором золотниковый элемент находится в седле 809 клапана.Once the pressure difference between the indicator release device and the production string decreases below a predetermined value, the spring force can overcome the pressure force acting on the spool element. The spool element moves to a closed position, in which the spool element is located in the
Хотя в приведенных выше примерах, описанных со ссылкой на Фиг. 12А-15В, клапаны описаны как нормально закрытые, следует понимать, что клапаны могут быть установлены так, чтобы они были нормально открытыми и перемещались в закрытое положение в ответ на изменение скорости потока и/или изменение разности давлений.Although in the above examples described with reference to FIGS. 12A-15B, the valves are described as normally closed, it is understood that the valves can be configured to be normally open and move to a closed position in response to a change in flow rate and/or a change in pressure difference.
Давление, действующее на золотниковый элемент, можно регулировать, уменьшая или увеличивая давление в эксплуатационной колонне, управляя дросселем, соединенной с эксплуатационной колонной. В этом примере пружина представляет собой пружину сжатия. Однако будет понятно, что можно использовать пружину растяжения.The pressure acting on the spool element can be adjusted by decreasing or increasing the pressure in the production string by controlling a throttle connected to the production string. In this example, the spring is a compression spring. However, it will be understood that an extension spring can be used.
Фиг. 16А изображает механизм 850 управления клапаном для управления приведением в действие клапана. В этом примере клапан представляет собой золотниковый клапан.Fig. 16A depicts a
Механизм 850 управления имеет золотниковый элемент 864 со шпоночным пазом 880, как лучше всего показано на Фиг. 16В. Шпоночный паз 880 содержит множество осевых пазов или дорожек 882, выполненных вокруг внешней поверхности золотникового элемента. Неподвижный установочный штифт 884, установленный на корпусе 860 клапана, расположен между золотниковым элементом и корпусом клапана и выполнен с возможностью перемещения внутри шпоночного паза. Золотниковый элемент имеет порт 867, который выполнен с возможностью совмещения с выпускным отверстием устройства для выпуска индикатора, когда он находится в открытом положении клапана. Порт 867 золотникового элемента выполнен с возможностью закрытия в закрытом положении клапана.The
Осевое перемещение золотникового элемента 864 в ответ на изменение скорости текучей среды, как описано со ссылкой на Фиг. 12А, 12В, 13А и 13В, или в ответ на изменение разности давлений, как описано со ссылкой на Фиг. 14А и 14В, приводит к перемещению установочного штифта 884 внутрь шпоночного паза 880.Axial movement of the
В зависимости от конструкции шпоночного паза 880 предотвращается перемещение золотникового элемента 864 в открытое положение до тех пор, пока к золотниковому элементу не будет приложено выбранное количество циклов давления или скорости текучей среды. В качестве альтернативы, предотвращается перемещение золотникового элемента 864 в закрытое положение до тех пор, пока к золотниковому элементу не будет приложено выбранное количество циклов давления или скорости текучей среды.Depending on the design of the
Когда установочный штифт 884 проходит через шпоночный паз 880, золотниковый элемент 864 перемещается для приведения в действие клапана между закрытым или открытым положением. Направляющие 882 в шпоночном пазе имеют разную длину и используются для управления приведением в действие клапана.When the locating
В примере, показанном на Фиг. 16В и 16С, шпоночный паз 880 имеет чередующиеся длинные направляющие 890 и короткие направляющие 892, расположенные по периферии золотникового элемента. Когда установочный штифт расположен внутри длинной направляющей 890, клапан находится в открытом положении, а порт золотникового элемента совмещен с выпускным отверстием устройства для выпуска индикатора. Перемещение золотникового элемента в ответ на скорость потока или перепад давления перемещает золотниковый элемент в короткую дорожку. Когда штифт находится в короткой дорожке 892, золотниковый элемент перемещается в положение, в котором порт золотникового элемента не совмещен с выпускным отверстием устройства для выпуска индикатора. Дальнейшее перемещение золотникового элемента в ответ на скорость потока или перепад давления перемещает золотниковый элемент, но если установочный штифт все еще находится в короткой дорожке, клапан остается в закрытом положении.In the example shown in FIG. 16B and 16C, the
Еще один вариант выполнения механизма 850 управления клапаном состоит в том, что золотниковый элемент может иметь порты 865а, 865b разных размеров, как лучше всего показано на Фиг. 16А. Каждый размер порта может соответствовать разным осевым дорожкам 882 в шпоночном пазу 880. Например, когда установочный штифт 884 находится в первой дорожке, порты 865а, 865b золотникового элемента могут быть заблокированы, и клапан будет закрыт. Когда установочный штифт 884 находится во второй дорожке, золотниковый элемент перемещается для совмещения небольшого порта золотникового элемента или ряда небольших портов 865а с выпускным отверстием для выпуска индикатора, тем самым постепенно выпуская индикатор из устройства через небольшой порт золотникового элемента. Однако, когда установочный штифт 884 расположен на третьей дорожке, золотниковый элемент перемещается, чтобы совместить больший порт золотникового элемента или ряд больших портов 865b с выпускным отверстием устройства для выпуска индикатора, тем самым быстро выпуская индикатор из устройства через большой порт золотникового элемента.Another embodiment of the
Другой признак механизма управления клапаном может быть установлен таким, что порт золотникового элемента может располагаться в промежуточных положениях между полностью открытым и полностью закрытым положениями, соответствующими различным осевым дорожкам в шпоночном пазу. Это позволяет выполнять управляемое открытие, закрытие, частичное открытие или частичное закрытие клапана.Another feature of the valve control mechanism may be configured such that the spool member port may be positioned at positions intermediate between fully open and fully closed positions corresponding to different axial paths in the keyway. This allows controlled opening, closing, partial opening or partial closing of the valve.
Хотя приведенные выше примеры описывают механизм управления, используемый для управления приведением в действие клапана для открытия и закрытия выпускного отверстия на устройстве для выпуска индикатора, следует понимать, что механизм управления может использоваться для альтернативного или дополнительного управления приведением в действие клапана для открытия и закрытия впускного отверстия устройства для выпуска индикатора.While the above examples describe a control mechanism used to control actuation of a valve to open and close an outlet on an indicator release device, it is understood that the control mechanism may be used to alternatively or additionally control actuation of a valve to open and close an inlet port devices for releasing the indicator.
Фиг. 17А изображает схематический вид зонда 900, используемого для обнаружения индикатора в добываемом потоке. Зонд 900 установлен в эксплуатационной колонне 12. Как показано на Фиг. 17А, поток состоит из трех компонентов потока: нефти (Fo), газа (Fg) и воды (Fw).Fig. 17A is a schematic view of a
Зонд 900 имеет ряд датчиков 912, расположенных на корпусе 910 зонда, расположенных на разной глубине, для обнаружения индикатора в разных фазовых слоях в сегрегированном потоке. Линия 914 обмена данными соединяет датчики 912 с анализирующим оборудованием 915 через измерительный соединитель 920. Линия 914 обмена данными может представлять собой оптоволоконный кабель для возбуждения и обнаружения индикаторов. Фланец 918 или подобный порт для соединения / доступа может представлять собой порт для обнаружения песка, расположенный в стенке трубы.The
Фиг. 17В иллюстрирует положение защитной крышки 925, расположенной над волоконно-оптическим соединителем 927 зонда 900 во время установки на колонне 12 и снятия крышки на Фиг. 17С во время работы. На Фиг. 17С показано, что, когда крышка 925 снята, пучок 928 волокон, подсоединенный к аналитическому оборудованию 915, присоединен к волоконному соединителю 927. Зонд 900 может быть вставлен в эксплуатационную колонну 12 с использованием стандартного готового оборудования, такого как гидравлический инструмент Roxar для извлечения, или с использованием существующих точек доступа к эксплуатационной колонне 12, таких как шаровой клапан, задвижка или специальный фланец для контрольно-измерительных приборов, предпочтительно, во время работы. Существуют известные способы вставления и извлечения, основанные на гидравлических и механических принципах, предлагаемых, например, Roxar и Mirmorax.Fig. 17B illustrates the position of the
Фиг. 18А представляет собой упрощенный вид сбоку в разрезе зонда 900. Зонд имеет полый корпус 911 и уплотнительную резьбу 913 для установки зонда. Зонд имеет несколько датчиков 912, расположенных на полом корпусе. Датчики имеют смотровые окна 930, которые могут быть изготовлены из химически и механически стойкого стекла. За окнами 930 расположены пучки светопропускающих волокон или отдельные волокна 932а, подсоединенные к возбуждающему устройству для возбуждения индикатора в добываемом потоке. За окнами 930 также расположены пучки светопринимающих волокон или одиночные волокна 932b, соединенные с оборудованием для приема сигналов.Fig. 18A is a simplified cross-sectional side view of
Пучки 932а передающих волокон подсоединены к источнику возбуждения и используются для передачи света в текучую среду. Приемные волокна 932b выполнены с возможностью передачи принятых сигналов аналитическому оборудованию.
Фиг. 18В изображает поперечное сечение возможного расположения оптических волокон за смотровым окном 930, при этом волокна 932а передатчика света окружают светопринимающие волокна, которые подсоединены к оборудованию приема сигналов.Fig. 18B depicts a cross-section of a possible arrangement of optical fibers behind the
Фиг. 18С представляет собой упрощенную иллюстрацию, показывающую увеличенный разрез датчика 912. Зонд имеет прозрачное окно либо с параллельной поверхностью, либо в форме линзы для фокусировки света, излучаемого внешней фазой (текучей средой), расположенной обращенной к возможному потоку (не показано).Fig. 18C is a simplified illustration showing an enlarged cross-section of
Проиллюстрирован оптоволоконный кабель 932а для передачи света от окружающей текучей среды (излучаемая длина волны) из зонда к внешнему блоку обнаружения за пределами трубы. Если прозрачное окно представляет собой линзу, то конец волокна должен находиться в точке фокуса линзы или близко к ней, чтобы собирать как можно больше излучаемого света. Основной корпус 911 зонда проиллюстрирован на Фиг. 18С с каналами 933, выполненными для поддержки оптоволоконных кабелей, и полостями для удерживания линз. Через корпус проходят волоконно-оптические кабели 932 для других мест расположения датчиков. Вокруг линзы / окна показано крепежное резьбовое соединение для удержания окна на месте, предпочтительно с уплотнительным кольцом 936 или аналогичным фитингом на каждой стороне окна для изоляции.Illustrated is a
В примерах, рассмотренных выше со ссылкой на Фиг. 1А - 11, индикаторный материал и выпускаемые молекулы индикатора представляют собой люминесцентный краситель с узкой полосой поглощения или квантовые точки. Примерами подходящего люминесцентного красителя является сульфо-родамин В, поглощающий краситель - 2-[2-[2-хлор-3-[2-(1,3-дигидро-1,3-триметил-2Н-индол-2-илиден)этилиден]-1-циклогексен-1-ил]этенил]-1,3,3-триметил-3Н-индолий хлорид, квантовые точки могут представлять собой квантовыми точками CdSe размером несколько нанометров. Частицы для защиты красителя могут быть изготовлены из пористого силикагеля или любого другого материала, частицы также могут иметь структуру ядро-оболочка.In the examples discussed above with reference to FIGS. 1A-11, the indicator material and the released indicator molecules are either narrow band luminescent dye or quantum dots. Examples of a suitable luminescent dye are sulfo-rhodamine B, the absorbing dye is 2-[2-[2-chloro-3-[2-(1,3-dihydro-1,3-trimethyl-2H-indol-2-ylidene)ethylidene ]-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,3,3-trimethyl-3H-indolium chloride, quantum dots can be CdSe quantum dots of several nanometers in size. The dye protection particles can be made of porous silica gel or any other material, and the particles can also have a core-shell structure.
Спектральное окно, в котором индикаторы могут быть обнаружены зондом 900, имеет размер от 500 до 2300 нм. Спектральное окно шире для нефтесодержащих текучих сред с низким содержанием асфальтенов и смол, таких как легкие нефтесодержащие текучие среды и конденсаты, и меньше для тяжелых нефтесодержащих текучих сред, от 1000 до 2300 нм. Даже в этом диапазоне длин волн обычная нефтесодержащая текучая среда пропускает только от 10 до 30% света через пленку толщиной 2 мм и только от 1 до 9% через плену толщиной 4 мм. Однако использование люминесценции обратного рассеяния позволяет преодолеть это затруднение. В этом случае датчики пригодны для обнаружения люминесцентного излучения.The spectral window in which indicators can be detected by
Способ обнаружения выпущенного индикатора из устройства для выпуска индикатора включает излучение света от источника света в добываемый поток через передающие волокна 932а в каждом датчике 912. Свет генерирует специфическое для индикатора свечение в индикаторах, присутствующих в потоке. Обратно рассеянный свет собирается и принимается через принимающие волокна 932b в каждом датчике 912.A method for detecting released indicator from an indicator release device involves emitting light from a light source into a production stream through
Принятый сигнал обрабатывается для вычисления значений интенсивности принятого света, характеризующей индикаторы, и записи значений интенсивности света в соответствующем диапазоне длин волн. Преимущество излучения света в датчики, расположенные в виде решетки поперек потока или вдоль достаточной части поперечного сечения, состоит в том, что могут быть покрыты все присутствующие фазы. Интенсивности света достаточно для выявления пиков люминесценции индикаторов.The received signal is processed to calculate received light intensities representative of the indicators and record light intensities in the appropriate wavelength range. The advantage of irradiating light into sensors arranged in an array across the flow or along a sufficient portion of the cross-section is that all phases present can be covered. The light intensity is sufficient to detect the luminescence peaks of the indicators.
Характеристики каждого индикатора могут быть рассчитаны и контролироваться, включая концентрацию и время прибытия, на основе значений силы света. Таким характеристическим признаком может быть пик сигнала, как указано выше.The characteristics of each indicator can be calculated and controlled, including concentration and arrival time, based on light intensity values. Such a characteristic feature may be a signal peak, as indicated above.
Способ может включать вычисление разницы во времени прибытия между ответами индикатора от каждого места расположения устройства для выпуска индикатора для всех отслеживаемых фаз. Пространственные различия между известными местоположениями устройств для выпуска индикаторов и расчетным временем прибытия позволяют оценивать и контролировать профили притока в ствол скважины.The method may include calculating the difference in arrival time between indicator responses from each device location to issue an indicator for all monitored phases. Spatial differences between known tracer release device locations and estimated arrival times allow inflow profiles into the wellbore to be estimated and monitored.
Фиг. 19 изображает вид в разрезе измерительного соединителя 920. Подсоединенный измерительный соединитель расположен над передающими 932а и принимающими волокнами 932b. Проиллюстрирован оптический ввод через соединитель, обеспечивающий уплотнение между волокнами и основным корпусом зонда. После установки зонда 900 внешние приборы (источник света и датчик) подключаются стандартными соединениями. Проходные оптические соединения можно найти как для одиночных волокон, так и для пучков волокон. Например, поставляемые компанией SQS Vlaknova Optika AS. Другие указанные характеристики: установочный винт, фиксирующий зонд на месте, фланец, неподвижно прикрепленный к трубе, и уплотнительное кольцо или другое уплотнение между зондом и фланцем.Fig. 19 is a cross-sectional view of a
В приведенных выше примерах, показанных на Фиг. 17-19, обнаружение, мониторинг и концентрацию индикатора выполняют в режиме онлайн в реальном времени. Однако следует понимать, что, в качестве альтернативы и/или дополнительно, пробы могут отбираться для последующего анализа в автономном режиме.In the above examples shown in FIGS. 17-19, detection, monitoring and concentration of the indicator are performed online in real time. However, it should be understood that, alternatively and/or additionally, samples may be collected offline for subsequent analysis.
Обнаружение и/или анализ индикатора в добываемой текучей среде может представлять собой отдельный способ по отношению к выпуску индикатора из устройства для выпуска индикатора и/или по отношению к отбору проб. Пробы могут отбираться, а индикатор обнаруживаться во время или в месте, которые не зависят от местоположения скважины и, следовательно, отбора проб.Detection and/or analysis of the tracer in the production fluid may be a separate method from the release of the tracer from the tracer release device and/or from the sampling. Samples may be collected and the indicator detected at a time or location that is independent of the location of the well and therefore the sampling.
В приведенных выше примерах клапан представляет собой золотниковый клапан. Однако следует понимать, что могут использоваться клапаны других типов.In the above examples, the valve is a spool valve. However, it should be understood that other types of valves may be used.
Фиг. 20А изображает упрощенный разрез части эксплуатационной скважины 1000. В скважине расположена центральная эксплуатационная колонна 1012, окруженная затрубным пространством 1011. Посадочный ниппель 1020 размещают в эксплуатационной колонне во время завершения ствола скважины. На Фиг. 20А показана установка дооснащения устройства 1050 для выпуска индикатора в скважину без необходимости извлечения эксплуатационной колонны из ствола скважины.Fig. 20A depicts a simplified cross-section of a portion of a
Как показано на Фиг. 20А, устройство 1050 для выпуска индикатора транспортируется по эксплуатационной колонне с поверхности с помощью троса 1015. Следует понимать, что можно использовать другие способы транспортировки, включая тросовый канат и гибкие насосно-компрессорные трубы. Устройство 1050 для выпуска индикатора имеет такие размеры, что оно входит во взаимодействие и соединяется с посадочным ниппелем 1020 для установки устройства 1050 для выпуска индикатора, как показано на Фиг. 20В.As shown in FIG. 20A, the
Устройство 1050 для выпуска индикатора может быть установлено и/или заменено без необходимости поднимать эксплуатационную колонну на поверхность. Например, устройство для выпуска индикатора может быть извлечено и/или заменено из-за отказа компонента или требований по изменению или замене материала индикатора или рабочих параметров устройства для выпуска индикатора. Дополнительно или в качестве альтернативы, компонент устройства 1050 для выпуска индикатора может быть извлечен, заменен или отрегулирован без необходимости извлекать устройство 1050 для выпуска индикатора на поверхность. Например, клапан на устройстве для выпуска индикатора может быть извлечен, заменен или отрегулирован из-за отказа клапана или требований по изменению типа клапана или рабочих параметров клапана.The
Следует понимать, что, в зависимости от работы и конфигурации устройства 1050 для выпуска индикатора, посадочный ниппель может иметь порты в своей боковой стенке. Порты могут сообщаться с эксплуатационной колонной и/или затрубным пространством, причем, когда устройство для выпуска индикатора установлено на ниппель, устройство 1050 для выпуска индикатора может проточно сообщаться с эксплуатационной колонной и/или с затрубным пространством через порт ы в ниппеле.It should be understood that, depending on the operation and configuration of the
Фиг. 21А-21С изображают увеличенные виды в разрезе устройства 1100 для выпуска индикатора. Устройство для выпуска индикатора установлено на эксплуатационной колонне 12. Устройство 1116 для выпуска индикатора имеет отводящую наружу часть 1116а с впускным отверстием 1118а, проточно сообщающимся с эксплуатационной колонной, и с выпускным отверстием 1120а, проточно сообщающимся с затрубным пространством 11. Отводящая наружу часть 1116а имеет кольцевую камеру 1121а, окружающую эксплуатационную колонну, с объемом 1122а текучей среды между впускным отверстием 1118а и выпускным отверстием 1120а. Устройство 1100 для выпуска индикатора имеет отводящую внутрь часть 1116b с впускным отверстием 1118b, проточно сообщающимся с затрубным пространством 11, и с выпускным отверстием 1120b, проточно сообщающимся с эксплуатационной колонной 12. Стрелки на Фиг. 21А-21С обозначают направление движения текучей среды. Отводящая внутренняя секция 1116b имеет кольцевую индикаторную камеру 1121b, окружающую эксплуатационную колонну с объемом 1122b текучей среды, который содержит индикаторный материал 1124. Индикаторный материал может быть расположен в индикаторной камере, чтобы обеспечивать возможность текучей среде контактировать с индикаторным материалом и проходить вокруг него в объеме 1122b текучей среды. Индикаторный материал 1124 выполнен с возможностью выпуска молекул или частиц индикатора при воздействии на него целевой скважинной текучей средой, то есть нефтью, газом или водой.Fig. 21A-21C are enlarged cross-sectional views of the
Клапанный узел 1126 закреплен подвижным закрывающим элементом для выборочного открытия и закрытия выпускного отверстия 1120b для управления потоком текучей среды из индикаторной камеры 1121b в эксплуатационную колонну.The
В этом примере клапанный узел 1126 представляет собой клапан, управляемый разностью давлений, выполненный с возможностью открытия и закрытия в ответ на изменения разности давлений между эксплуатационной колонной и устройством для выпуска индикатора. В этом случае изменение разности давлений управляется путем регулирования расхода добываемого потока. Клапанный узел настроен на открытие при расходе выше предварительно установленного порогового значения скорости добываемого потока и закрытие при расходе ниже установленного порогового значения.In this example,
Во время нормальной производительности, как показано на Фиг. 21А, расход добываемого потока ниже предварительно установленного порогового значения расхода, и поэтому клапанный узел остается закрытым. Текучая среда проходит из эксплуатационной колонны через впускное отверстие 1118а в объем 1122а текучей среды кольцевой камеры 1121а и через выпускное отверстие 1120а отводящей наружу секции 1116а в затрубное пространство 11. Текучая среда входит в объем 1122b текучей среды отводящей внутрь секции 1116b из затрубного пространства 11 через впускное отверстие 1118b.During normal performance, as shown in FIG. 21A, the production flow rate is below a preset flow threshold value and therefore the valve assembly remains closed. Fluid flows from the production string through the
В объеме 1122b текучей среды индикаторный материал подвергается воздействию целевой текучей среды, при этом частицы индикатора попадают в текучую среду. Индикаторный материал 1124 в объеме текучей среды остается подверженным воздействию объема текучей среды в объеме 1122 текучей среды в течение периода времени, когда клапан 1126 закрыт, создавая высокую концентрацию частиц индикатора во внутреннем объеме текучей среды устройства для выпуска индикатора.In
Когда требуется выполнить операцию по выпуску индикатора, дроссельный узел временно регулируется для увеличения расхода добываемого потока до второго расхода, который выше, чем предварительно установленное пороговое значение для клапана 1126, клапан 1126 открывает выпускное отверстие 1120b, выпуская текучую среду и накопившееся индикаторное облако высокой концентрации в эксплуатационную колонну 12. Поток текучей среды через отклоненный путь впускного отверстия 1118а, выпускное отверстие 1120а отводящей наружу секции и через впускное отверстие 1118b постепенно вымывает высокую концентрацию молекул индикатора из объема текучей среды индикаторной камеры в эксплуатационную колонну 12 в виде индикаторного облака. Индикаторное облако создает пиковый сигнал высокой амплитуды в точке обнаружения, за которым следует кривая затухания сигнала индикатора, которая представляет постепенное смещение и вымывание индикатора из устройства для выпуска индикатора.When a tracer release operation is required, the throttling assembly is temporarily adjusted to increase the flow rate of the production stream to a second flow rate that is higher than a preset threshold for
Фиг. 22А-22С изображают увеличенные виды в разрезе устройства 1200 для выпуска индикатора. Устройство для выпуска индикатора установлено на эксплуатационной колонне 12. Устройство 1216 для выпуска индикатора имеет отводящую наружу секцию 1216а с впускными отверстиями 1218а и выпускными отверстиями 1220а, проточно сообщающимися с затрубным пространством 11. Отводящая наружу секция 1216а имеет кольцевую индикаторную камеру 1221а, окружающую эксплуатационную колонну, с объемом 1222а текучей среды, который содержит индикаторный материал 1224. Индикаторный материал расположен в индикаторной камере, чтобы обеспечивать текучей среде возможность контактировать с индикаторным материалом и проходить вокруг него в объеме 1222а текучей среды. Индикаторный материал 1224 выполнен с возможностью выпуска молекул индикатора при воздействии на него целевой скважинной текучей среды, то есть нефти, газа или воды.Fig. 22A-22C are enlarged cross-sectional views of the
Устройство 1200 для выпуска индикатора имеет отводящую внутрь секцию 1216b с впускными отверстиями 1218b, проточно сообщающимися с затрубным пространством 11, и выпускными отверстиями 1220b, проточно сообщающимися с эксплуатационной колонной 12. Стрелки на Фиг. 22А-22С обозначают направление движения текучей среды. Отводящая внутрь секция 1216b имеет кольцевую камеру 1221b, окружающую эксплуатационную колонну, с объемом 1222b текучей среды между впускным отверстием 1218b и выпускным отверстием 1220b.The
Клапанный узел 1226 закреплен с подвижным закрывающим элементом для выборочного открытия и закрытия выпускных отверстий 1220b для управления потоком текучей среды из кольцевой камеры 1221b в эксплуатационную колонну.The
В этом примере клапанный узел 1226 представляет собой клапан, управляемый разностью давлений, выполненный с возможностью открытия и закрытия в ответ на изменения разности давлений между эксплуатационной колонной и устройством для выпуска индикатора. В этом случае изменение разности давлений управляется путем регулирования расхода добываемого потока. Клапанный узел настроен на открытие при расходе выше предварительно установленного порогового значения расхода добываемого потока и закрытие при расходе ниже установленного порогового значения.In this example,
Во время нормальной производительности, как показано на Фиг. 22А, расход добываемого потока ниже предварительно установленного порогового значения расхода, и поэтому клапанный узел остается закрытым. Текучая среда проходит из затрубного пространства через впускное отверстие 1218а в объем 1222а текучей среды индикаторной камеры 1221а затрубного пространства и через выпускное отверстие 1220а отводящей наружу секции 1216а в затрубное пространство 11.During normal performance, as shown in FIG. 22A, the production flow rate is below a preset flow threshold and therefore the valve assembly remains closed. Fluid flows from the annulus through the
В объеме 1222а текучей среды индикаторный материал подвергается воздействию целевой текучей среды, и при этом молекулы индикатора выпускаются в текучую среду.In
Текучая среда входит в объем 1222b текучей среды отводящей внутрь секции 1216b из затрубного пространства 11 через впускное отверстие 1218b. Текучая среда с молекулами индикатора не может попасть в эксплуатационную колонну, пока клапан 1226 закрыт.The fluid enters the
Когда требуется выполнить операцию по выпуску индикатора, дроссельный узел временно регулируется для увеличения расхода добываемого потока до второго расхода потока, который выше, чем предварительно установленное пороговое значение для клапана 1226, клапан 1226 открывает выпускное отверстие 1220b, выпуская текучую среду и молекулы индикатора в эксплуатационную колонну 12. Обогащенная индикатором текучая среда постепенно вымывается из объема 1222b текучей среды в эксплуатационную колонну.When a tracer release operation is required, the throttling assembly is temporarily adjusted to increase the production flow rate to a second flow rate that is higher than a preset threshold for
Выпущенный индикатор создает пиковый сигнал высокой амплитуды в точке обнаружения, за которым следует кривая спада сигнала индикатора, которая указывает на постепенное смещение и вымывание индикатора из устройства для выпуска индикатора.The released indicator produces a high amplitude peak signal at the detection point, followed by a decay curve of the indicator signal that indicates gradual displacement and washout of the indicator from the indicator release device.
В приведенном выше примере индикаторный материал расположен в кольцевой камере 1221а отводящей наружу секции 1216а. Однако следует понимать, что индикаторный материал может быть, в качестве альтернативы или дополнительно, размещен в кольцевой камере 1221а в отводящей внутрь секции 1216. В примерах, в которых индикаторный материал расположен в отводящей наружу секции 1216а и отводящих внутрь секциях, индикаторный материал в отводящей внутрь секции может быть таким же, как и индикаторный материал в отводящей наружу секции, или же отличаться от него.In the above example, the indicator material is located in the
В вышеупомянутых примерах, описанных со ссылкой на Фиг. 21А-22С, устройство для выпуска индикатора выполнено с возможностью его приостановки во время нормальной низкой производительности и выпуска высокой концентрации индикатора путем временного увеличения расхода добываемого потока. Однако следует понимать, что устройство для выпуска индикатора может быть, в качестве альтернативы, выполнено с возможностью приостановки во время нормальной высокой производительности в высокопроизводительных скважинах и выпуска индикатора путем временного снижения расхода добываемого потока.In the above examples described with reference to FIGS. 21A-22C, the tracer release device is configured to pause during normal low production and release a high concentration of tracer by temporarily increasing the flow rate of the produced stream. However, it should be understood that the tracer release device may alternatively be configured to pause during normal high production in high-productivity wells and release the tracer by temporarily reducing the flow rate of the produced stream.
Также следует понимать, что устройство для выпуска индикатора может быть выполнено с возможностью выпуска индикатора во время нормального добываемого потока и временной приостановки путем регулирования расхода добываемого потока.It should also be understood that the indicator release device may be configured to release the indicator during normal production flow and temporarily suspend it by adjusting the flow rate of the production stream.
Кроме того, будет понятно, что, хотя в приведенных выше примерах, описанных со ссылкой на Фиг. 21А-22С, имеется клапан, расположенный у выпускного отверстия 1220b устройства для выпуска индикатора, из приведенных выше примеров будет понятно, что клапаны могут быть расположены у любого и/или у всех впускных отверстий и/или выпускных отверстий устройства для выпуска индикатора. Например, клапанные узлы могут управлять потоком текучей среды через выпускные отверстия 1220а и/или 1220b. В качестве альтернативы или дополнительно, клапанные узлы могут управлять потоком текучей среды через впускные отверстия 1218а и/или 1218b. Дополнительно или в качестве альтернативы, один или несколько клапанных узлов могут приводиться в действие в ответ на изменение потока в затрубном пространстве.Moreover, it will be understood that although in the above examples described with reference to FIGS. 21A-22C, there is a valve located at the
Данные, собранные в точке обнаружения, как описано в приведенных выше примерах, могут быть проанализированы, чтобы идентифицировать прибытие пиков концентрации каждого индикатора для определения процента притока, который имеет место между местоположениями индикаторов. Места расположения индикаторов в геометрии скважины могут быть известными.Data collected at the detection point, as described in the examples above, can be analyzed to identify the arrival of concentration peaks of each tracer to determine the percentage of influx that occurs between tracer locations. The locations of the indicators in the well geometry can be known.
Когда индикатор выпускается из двух или большего количества устройств для выпуска индикатора на поверхность, их прибытие на поверхность отслеживается и анализируется для определения распределения притока. Объем между достижением каждого пика индикатора может быть пропорционален притоку, который происходит выше по потоку от каждого индикатора.When tracer is released from two or more tracer release devices to the surface, their arrival at the surface is monitored and analyzed to determine the distribution of the influx. The volume between reaching each indicator peak can be proportional to the influx that occurs upstream of each indicator.
Переходные процессы индикатора вызываются полем скоростей в скважине. Прибытие индикаторов наверх может быть использовано для оценки поля скоростей в стволе скважины. По полю скоростей можно рассчитать профиль притока. Концентрация индикаторов на поверхности как функция времени связана с притоком в скважину полем скоростей. Концентрация индикатора определяется полем скоростей. На поле скоростей может влиять геометрия скважины и путь переноса потока текучей среды.The transient processes of the indicator are caused by the velocity field in the well. The arrival of tracers up can be used to estimate the velocity field in the wellbore. Using the velocity field, the inflow profile can be calculated. The concentration of tracers on the surface as a function of time is related to the influx into the well by the velocity field. The concentration of the indicator is determined by the velocity field. The velocity field can be influenced by the geometry of the well and the path of fluid flow.
Модель может быть использована на основе геометрии добывающей скважины, которая предполагает конкретный сценарий распределения притока, моделирует время прихода пиков индикатора и сравнивает смоделированные результаты с фактическим временем прибытия пиков. После нескольких итераций модель может прийти к решению, которое обеспечивает распределение притока, которое наилучшим образом соответствует фактическим данным. Модель может включать модельный транспортный путь, соответствующий фактическому транспортному пути скважины ниже по потоку от зон притока.The model can be used based on the geometry of the production well, which assumes a specific inflow distribution scenario, simulates the arrival times of the tracer peaks, and compares the modeled results with the actual arrival times of the peaks. After several iterations, the model can arrive at a solution that provides an inflow distribution that best matches the actual data. The model may include a simulated transport path corresponding to the actual well transport path downstream of the inflow zones.
Модель должна включать модель притока, соответствующую реальным местоположениям притока, модель системы индикаторов и имеющую даже модельную скорость утечки или выпуска, соответствующую реальным источникам индикаторов, и модельный транспортный путь скважины, соответствующий фактической добывающей скважине.The model must include an inflow model that matches the actual influx locations, a tracer system model that even has a model leakage or release rate that matches the actual tracer sources, and a model well transport path that matches the actual producing well.
Концентрация индикатора может быть рассчитана как функция времени. Измеренные концентрации индикаторов можно сравнить со смоделированными концентрациями индикаторов для получения информации о профилях притока в скважину.The concentration of the indicator can be calculated as a function of time. Measured tracer concentrations can be compared with modeled tracer concentrations to provide information about well flow profiles.
Пробы могут быть отобраны и/или измерены ниже по потоку в известное время отбора проб. Объем притока может быть рассчитан на основе измеренных концентраций индикатора, последовательности их отбора проб и геометрии скважины. Объемы притока могут быть рассчитаны по моделям переходного потока.Samples can be collected and/or measured downstream at a known sampling time. The influx volume can be calculated based on measured tracer concentrations, their sampling sequence, and well geometry. Inflow volumes can be calculated from transient flow models.
Отбор, обнаружение, анализ и/или интерпретация данных индикаторов в добываемой текучей среде могут рассматриваться как отдельные способы, выполняемые в разное время или в разных местах. Обнаружение, анализ и/или интерпретация индикатора в добываемой текучей среде могут быть отдельными способами для выпуска индикаторного облака из устройства для выпуска индикатора и/или отбора проб.The selection, detection, analysis and/or interpretation of tracer data in a production fluid may be considered separate techniques performed at different times or locations. Detection, analysis and/or interpretation of an indicator in a production fluid may be separate methods for releasing an indicator cloud from the indicator release and/or sampling device.
При обнаружении в реальном времени, обнаружение, анализ и/или интерпретация данных индикаторов в добываемой текучей среде могут рассматриваться как отдельные друг от друга способы и выполняться в разное время или в разных местах. Обнаружение, анализ и/или интерпретация индикатора в добываемой текучей среде могут быть отдельными способами для выпуска индикаторного облака из устройства для выпуска индикатора и/или отбора проб.In real-time detection, the detection, analysis and/or interpretation of tracer data in the production fluid may be considered separate from each other and performed at different times or locations. Detection, analysis and/or interpretation of an indicator in a production fluid may be separate methods for releasing an indicator cloud from the indicator release and/or sampling device.
Модельные концентрации для каждого индикаторного материала могут быть рассчитаны на смоделированном пути переноса потока в скважине вниз по потоку как функция времени при смоделированном переходном процессе, происходящем в модели.Model concentrations for each tracer material can be calculated along the simulated downstream flow path of the well as a function of time during the simulated transient occurring in the model.
Дополнительно или в качестве альтернативы, данные, собранные в точке обнаружения, как описано в приведенных выше примерах, могут быть проанализированы для определения скорости снижения концентрации индикатора из каждого местоположения индикатора для определения процента притока пласта из каждой зоны притока.Additionally or alternatively, data collected at the detection point, as described in the above examples, can be analyzed to determine the rate of decline of the tracer concentration from each tracer location to determine the percentage of formation inflow from each inflow zone.
Когда индикатор вымывается из устройства выпуска индикатора, зоны с высокими расходами притока вымывают индикатор быстрее, чем зоны с низкими расходами притока, тем самым сохраняя высокую концентрацию молекул индикатора и создавая профиль с крутыми скоростями спада. И наоборот, концентрация молекул индикатора в текучей среде, которая вымывается из низкопроизводительной зоны, становится более разбавленной по мере того, как она входит в основной поток и перемещается на поверхность. Следовательно, профиль концентрации индикатора имеет менее резкую скорость снижения по сравнению с высокопроизводительной зоной. Данные могут быть проанализированы для сравнения скорости снижения концентрации индикаторов между каждой контролируемой зоной и количественного определения соответствующих относительных расходов притока.As indicator is washed out of the indicator release device, zones with high influent flow rates wash out the indicator faster than zones with low influent flow rates, thereby maintaining a high concentration of indicator molecules and creating a profile with steep decay rates. Conversely, the concentration of tracer molecules in the fluid that washes out of the low-productivity zone becomes more dilute as it enters the main stream and moves to the surface. Consequently, the indicator concentration profile has a less steep rate of decline compared to the high-productivity zone. The data can be analyzed to compare the rate of decline of tracer concentrations between each monitored area and quantify the corresponding relative influent flow rates.
Хотя приведенные выше примеры описывают управление и приведение в действие по меньшей мере одного клапана за счет разности давлений или изменений скорости потока, дополнительно или в качестве альтернативы, указанный по меньшей мере один клапан может управляться и приводиться в действие электрически. Указанным по меньшей мере одним электрическим клапаном можно управлять дистанционно с помощью проводной и/или беспроводной связи.Although the above examples describe control and actuation of at least one valve due to pressure differences or changes in flow rate, additionally or alternatively, the at least one valve may be controlled and actuated electrically. Said at least one electric valve can be controlled remotely via wired and/or wireless communication.
Изобретение обеспечивает способ мониторинга притока текучей среды в добывающую углеводородную скважину, включающий установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора в указанной скважине в месте притока. Указанное по меньшей мере одно устройство для выпуска индикатора содержит:The invention provides a method for monitoring the influx of fluid into a hydrocarbon production well, comprising installing at least one device for releasing a tracer into said well at the location of the influx. Said at least one indicator release device comprises:
объем текучей среды и индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды. Способ включает приостановку устройства для выпуска индикатора во время добычи для увеличения концентрации молекул индикатора в указанном объеме текучей среды, выпуск молекул индикатора из устройства для выпуска индикатора в добываемый поток и обнаружение наличия индикатора ниже по потоку от места притока.a volume of fluid and an indicator material located in said volume of fluid. The method includes pausing the tracer release device during production to increase the concentration of tracer molecules in a specified volume of fluid, releasing the tracer molecules from the tracer release device into the produced stream, and detecting the presence of the tracer downstream of the inflow location.
Изобретение обеспечивает способ мониторинга притока текучей среды в добывающую углеводородную скважину. Способ включает установку по меньшей мере одного устройства для выпуска индикатора, соединенного с эксплуатационной колонной в указанной скважине в месте притока. Устройство для выпуска индикатора содержит объем текучей среды, индикаторный материал, расположенный в указанном объеме текучей среды, выпускное отверстие для объема текучей среды и управляемый клапан, выполненный с возможностью выборочного управления потоком текучей среды через указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие. Устройство для выпуска индикатора имеет первое состояние, в котором управляемый клапан закрыт, чтобы по существу или полностью предотвратить прохождение текучей среды и индикаторного материала из указанного объема текучей среды в добываемую текучую среду через выпускное отверстие, и второе состояние, в котором управляемый клапан открыт для обеспечения текучей среде и индикаторным материалам возможности проходить из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну через выпускное отверстие. Способ включает добычу углеводородов из скважины с помощью устройства для выпуска индикатора в его первом состоянии при первом расходе добываемого потока в эксплуатационной колонне. Способ также включает изменение расхода добываемого потока в эксплуатационной колонне до второго расхода добываемого потока, чтобы привести в действие управляемый клапан, чтобы вызвать протекание текучей среды и индикаторного материала из указанного объема текучей среды в эксплуатационную колонну, создавая повышенную концентрацию индикаторного материала в эксплуатационной колонне, и обнаружение наличия индикаторного материала ниже по потоку от места притока.The invention provides a method for monitoring the influx of fluid into a hydrocarbon production well. The method includes installing at least one indicator release device connected to a production string in said well at an inflow location. The indicator release device comprises a volume of fluid, an indicator material located in said volume of fluid, an outlet for said volume of fluid, and a controllable valve configured to selectively control the flow of fluid through said at least one outlet. The tracer release device has a first state in which the control valve is closed to substantially or completely prevent the passage of fluid and tracer material from the specified volume of fluid into the produced fluid through the outlet, and a second state in which the control valve is open to allow allowing fluid and indicator materials to pass from said volume of fluid into the production string through the outlet. The method includes producing hydrocarbons from a well using a device for releasing the indicator in its first state at the first flow rate of the produced flow in the production casing. The method also includes changing the flow rate of the production stream in the production string to a second flow rate of the production stream to operate a controllable valve to cause fluid and tracer material from said volume of fluid to flow into the production string, creating an increased concentration of tracer material in the production string, and detecting the presence of tracer material downstream of the inflow site.
Система выпуска индикатора может быть способна выборочно отключать каждое устройство для выпуска индикатора, расположенное в зоне притока или рядом с ним, для накопления и увеличения количества молекул индикатора в текучей среде в устройстве для выпуска индикатора. Система выпуска индикатора может быть способна выборочно выпускать увеличенную концентрацию молекул индикатора в виде индикаторного облака из устройства для выпуска индикатора в добываемый поток, чтобы создать обнаруживаемый выпуск индикатора в точке обнаружения. Это может обеспечивать возможность расчета и контроля профилей измерения параметров потока и притока в ствол скважины.The indicator release system may be capable of selectively shutting off each indicator release device located in or adjacent to the influent zone to accumulate and increase the amount of indicator molecules in the fluid in the indicator release device. The tracer release system may be capable of selectively releasing an increased concentration of tracer molecules in the form of an tracer cloud from the tracer release device into the production stream to create a detectable tracer release at the point of detection. This may provide the ability to calculate and control measurement profiles of flow parameters and inflow into the wellbore.
Преимущество системы выпуска индикатора состоит в том, что она способна выборочно генерировать высокие концентрации молекул индикатора и высвобождать молекулы индикатора из системы выпуска без необходимости приостановки скважины.The advantage of a tracer release system is that it is capable of selectively generating high concentrations of tracer molecules and releasing tracer molecules from the release system without the need to shut in the well.
Еще одно преимущество системы выпуска индикатора состоит в том, что она способна выделять повышенную или высокую концентрацию индикатора в виде индикаторного облака, которое может быть обнаружено в добываемом потоке на поверхности. Она также управляет воздействием добываемой текучей среды на индикаторный материал в устройстве для выпуска индикатора, тем самым продлевая ресурс индикатора в скважине.Another advantage of the tracer release system is that it is capable of releasing an elevated or high concentration of tracer in the form of a tracer cloud that can be detected in the production stream at the surface. It also controls the effect of the produced fluid on the tracer material in the tracer release device, thereby extending the life of the tracer in the well.
На протяжении всего описания, если из контекста явным образом не следует иного, термины «содержать» или «включать» или варианты, такие как «содержит» или «содержащий», «включает» или «включающий», следует понимать как подразумевающие включение указанного целого элемента или группы элементов, но не исключение любого другого целого элемента или группы элементов. Кроме того, относительные термины, такие как «ниже по потоку», «выше по потоку» и т.п. используются в данном документе для обозначения направлений и местоположений, поскольку они применяются к приложенным чертежам, и не должны быть истолкованы как ограничение изобретения и его функций конкретными устройствами или ориентациями. Аналогичным образом, термин «выпускное отверстие» следует истолковывать как отверстие, которое в зависимости от направления движения текучей среды может также служить «впускным отверстием», и наоборот.Throughout the specification, unless the context clearly indicates otherwise, the terms “comprise” or “include” or variations such as “comprises” or “comprising”, “includes” or “comprising” are to be understood to imply the inclusion of the whole element or group of elements, but not to the exclusion of any other entire element or group of elements. In addition, relative terms such as “downstream”, “upstream”, etc. are used herein to indicate directions and locations as they apply to the accompanying drawings, and should not be construed as limiting the invention and its functionality to particular devices or orientations. Likewise, the term "outlet" should be interpreted to mean an opening that, depending on the direction of flow of the fluid, may also serve as an "inlet" and vice versa.
Вышеприведенное описание изобретения представлено в целях иллюстрации и описания и не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать изобретение точной раскрытой формой. Описанные варианты выполнения выбраны и описаны для лучшего объяснения принципов изобретения и его практического применения, чтобы, тем самым, дать возможность другим специалистам в данной области техники наилучшим образом использовать изобретение в различных вариантах выполнения и с различными модификациями, которые подходят для конкретного предполагаемого использования. Следовательно, могут быть включены дополнительные модификации или усовершенствования без выхода за пределы объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.The foregoing description of the invention is presented for purposes of illustration and description and is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed. The described embodiments are selected and described to better explain the principles of the invention and its practical application, thereby enabling others skilled in the art to best use the invention in various embodiments and with various modifications as are suitable for the particular intended use. Accordingly, additional modifications or improvements may be included without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.
Различные модификации описанных выше вариантов выполнения могут быть выполнены в пределах объема изобретения, и изобретение распространяется на комбинации признаков, отличные от тех, которые явным образом заявлены в настоящем документе.Various modifications to the embodiments described above may be made within the scope of the invention, and the invention extends to combinations of features other than those expressly claimed herein.
Claims (52)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1907370.9 | 2019-05-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021136362A RU2021136362A (en) | 2023-06-26 |
RU2817170C2 true RU2817170C2 (en) | 2024-04-11 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001065053A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Tracer injection in a production well |
WO2001092685A1 (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Tracer release method for monitoring fluid flow in a well |
EP1416118A1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well treatment apparatus and method |
RU2569143C1 (en) * | 2014-02-13 | 2015-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ВОРМХОЛС" | Method of yield determination of water, oil, gas using flow meter |
RU164347U1 (en) * | 2015-08-12 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СНК" | DEVICE WITH INDICATOR IN AN AMPOULE FOR TRACER RESEARCH OF HORIZONTAL WELL WITH SEPARATED INTERVAL PACKERS AND INTERMEDIATE HYDRAULIC BREAKING |
WO2017100615A1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | Trican Completion Solution Ltd. | System for placing a tracer in a well |
WO2018143814A1 (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | Resman As | Targeted tracer injection with online sensor |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001065053A1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Tracer injection in a production well |
WO2001092685A1 (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Tracer release method for monitoring fluid flow in a well |
EP1416118A1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well treatment apparatus and method |
RU2569143C1 (en) * | 2014-02-13 | 2015-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ВОРМХОЛС" | Method of yield determination of water, oil, gas using flow meter |
RU164347U1 (en) * | 2015-08-12 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СНК" | DEVICE WITH INDICATOR IN AN AMPOULE FOR TRACER RESEARCH OF HORIZONTAL WELL WITH SEPARATED INTERVAL PACKERS AND INTERMEDIATE HYDRAULIC BREAKING |
WO2017100615A1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | Trican Completion Solution Ltd. | System for placing a tracer in a well |
WO2018143814A1 (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | Resman As | Targeted tracer injection with online sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220228479A1 (en) | Tracer release system and method of detection | |
CN101189409B (en) | Methods and apparatus of downhole fluid analysis | |
US6347666B1 (en) | Method and apparatus for continuously testing a well | |
CA2639577C (en) | Method to measure the bubble point pressure of downhole fluid | |
CA2605830C (en) | Methods and apparatus of downhole fluid analysis | |
US7937223B2 (en) | Downhole fluid analysis | |
CA2687849C (en) | Methods and apparatus to evaluate subterranean formations | |
US6216782B1 (en) | Apparatus and method for verification of monophasic samples | |
US20090101339A1 (en) | Formation evaluation system and method | |
US10260338B2 (en) | Optical fluid analyzer with calibrator and method of using same | |
US20190234210A1 (en) | System and method for downhole inorganic scale monitoring and intervention in a production well | |
US20220228478A1 (en) | Tracer release system and method of use | |
US6382315B1 (en) | Method and apparatus for continuously testing a well | |
NO20211469A1 (en) | A method and apparatus for quantitative multi-phase downhole surveillance | |
EP2028341A1 (en) | A device and method for analyzing light chemical compounds | |
RU2817170C2 (en) | Indicator release system and detection method | |
RU2814684C2 (en) | Indicator release system and method of use | |
RU2816938C2 (en) | Method and device for quantitative downhole monitoring of multiphase flow | |
WO2023105060A1 (en) | System and method for reservoir flow surveillance |