SU768949A1

SU768949A1 - Instrument for determining oil output in flooded wells

Info

Publication number: SU768949A1
Application number: SU772442344A
Authority: SU
Inventors: Владимир Макарович Попов; Владимир Борисович Черный
Priority date: 1977-01-12
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1980-10-07

Description

1one

Изобретение относитс к скважинным геофизическим приборам и предназначено дл исследовани обводненных скважин, в том числе и при наличии застойной воды. Изобретение может быть нрименено в нефтедобывающей промышленности, а также в других отрасл х народного хоз йства, где необходимо определ ть дебит более легкого компонента в смеси нескольких жидких сред.The invention relates to downhole geophysical instruments and is intended to investigate watered wells, including in the presence of stagnant water. The invention may be applied in the oil industry, as well as in other branches of the national economy, where it is necessary to determine the flow rate of the lighter component in a mixture of several liquid media.

Известные турбинные дебитомеры имеют пороги чувствительности не менее 1-2 т/сут. Фактические же значени порога чувствительны, в услови х двухфазной жидкости (нефть с водой) еще выше, до 5-10 т/сут. Поэтому задачи вы влени интервалов с дебитами ниже 1-2 и до 0,3 т/сут (граничное значение промышленно важных притоков) до сих пор не решаютс и такие интервалы не вы вл ютс . При дебитах, больших порога чувствительности , погрешности турбинных дебитомеров оцениваютс по воде в 2,5-5%. Погрешности дебита двухфазной жидкости (нефть с водой) этими приборами, особенно при малых дебитах (до 25-30 ), значительно выше и доход т до 70%. Поэтому определение дебита нефти и воды в таких услови х данными приборами привод т к такой же погрешности. В услови хKnown turbine debiters have thresholds of at least 1-2 tons / day. The actual threshold values are sensitive, under the conditions of a two-phase liquid (oil with water) even higher, up to 5-10 tons / day. Therefore, the task of identifying intervals with flow rates below 1-2 and up to 0.3 tons / day (the limit value of industrially important tributaries) has not yet been solved and such intervals are not detected. With flow rates greater than the sensitivity threshold, the errors of turbine flow meters are estimated by water at 2.5-5%. The errors of the flow rate of a two-phase fluid (oil with water) with these devices, especially at low flow rates (up to 25-30), are much higher and yield up to 70%. Therefore, the determination of the flow rate of oil and water under such conditions with these instruments leads to the same error. In terms of

поступлени нефти под уровень застойной воды погрешность измерени дебита еще больше, т. е. современные средства измерени дебита и состава жидкости прима5 лых дебитах в обводненных и с застойной водой скважинах не позвол ют определить с достаточной точностью дебит отдельных фаз (нефти, воды) флюида, поступающего из пласта.the arrival of oil below the level of stagnant water, the error in measuring the flow rate is even greater, i.e., modern means of measuring the flow rate and liquid composition of the flow rates in water-flooded and stagnant wells do not allow determining with sufficient accuracy the flow rate of individual phases (oil, water) fluid coming from the reservoir.

Известна аппаратура содержит датчик состава типа гамма-плотностномера или влагомера и абсолютный пакер. Прибор устанавливают в скважине на определенной глубине и перекрывают ее сечение сKnown apparatus contains a sensor composition type of gamma-density or moisture meter and absolute packer. The device is installed in the well at a certain depth and overlap its cross section with

J5 помощью пакера. Объем, ограниченный пакером , обсадной колонной и устьем отводной трубы, образует «ловушку, в которой накапливаетс нефть. В этой зоне установлен датчик состава. Вода, поступающа из пластов и вытесн ема из «ловущки нефтью, отводитс через отводную трубу выше пакера 1.J5 using a packer. The volume bounded by the packer, the casing and the outlet of the pipe forms a "trap in which oil accumulates. A composition sensor is installed in this zone. The water coming from the formations and being forced out of the oil trap is discharged through a branch pipe above packer 1.

Недостатком такой аппаратуры вл етс низка точность определени дебита в тех скважинах, где цементное кольцо в интервале перфорации не герметично, а также где дебиты высокие (из-за малой надежности абсолютного пакера и возможности подброса прибора). -:5%л -. .. .-,-.- --. ,,. , 7689 3 Известен прибор дл измерени дебита, измерительный зонд которого выполнен с радиально подвижными стенками, а внутри него размещены центрат5|5ы, при этом измерительный зонд вьгаолнен из эластич-5 ного материала, смонтированного на подвижных рычагах 2. Это устройство предназначено только дл измерени высоких дебитов флюида. Низкие же значени дебитов нефти, близ-ю кие к нижнему пределу промышленпо рентабельных дебитов, устройство не измер ет . Цель изобретени - повышение точности измерени дебита нефти в интервалеJ5 перфорации обводнённых скважин с негерметичным цементным кольцом за обсадной колонной. . Поставленна цель достигаетс тем, что цилиндр выполнен с окнами дл сообще-20 ни полости пакера со скважинным пространством и образует со стволом кольцевую камеру, в которой установлен поршень. причем ствол выполнен с выступом дл взаимодействи с цилиндром.25 На фиг. 1 показан предлагаемый прибор в рабочем состо нии; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - узел I фиг. 1. Конструктивно прибор выполнен как скважинный снар д и состоит из корпусаJQ 1, привода 2, датчика 3 состава, цилиндра 4, рычагов 5 и 6, осей 7, пакера 8, поршн 9 с уплотнением 10 и пружины И. Рычаги 6 состо т из двух частей, между которыми зажат пакер 8. Корпус 1 и рычаги 535 и 6 образуют ствол приборй. В рабочем состойнии рычаги 5 и 6, соединенные ос ми 7 с цилиндром 4 и корпусом 1 с нат нутым на них пакером 8, образуют камеру дл сегрегации нефти и воды и вл ютс 40 центратором. Цилиндр 4 со стволом образует кольцевую камеру, а с поршнем 9 и уплотнением 10 - управл емый выпускной клапан, который служит дл разобщени полости камеры дл сегрегации нефти и.45 водыс вышёрасположенными интервалами. В конструкции прибора применен датчик 3 состава, например типа гамма-плотностномера НЛП влагомера. Камера дл сегрегации нефти и управл емый выпускной50 клапан представл ют собой измерительный узел прибора. Корпус прибора дл монтажа в его герметичной полости электронной схемы прибора и привода 2, управл ющего камерой дл сегрегации нефти и55 воды и клапаном. Измерительный узел прибора служит дл накоплени в нем нефти , отвода из него в верхние интервалы и центрировани прибора относительно оси скважины. Поперечное сечение камерыgg представл ет собой многоугольник (в конструкции прибора четырехугольник), число сторон которого может измен тьс путем установки или съема рамки, образованной двум рычагами 5 и 6, соединенными ос -05 49 4 ми 7, с цилиндром 4 и корпусом 1. Така конструкци камеры при перемещении прибора в интервал исследовани создает значительно меньшее гидравлическое сопротивление , чем в ранее предложенном приборе с абсолютным пакером. Это значит, что в интервале исследовани с негерметичным цементным кольцом уже больша часть нефти, поступающей из пласта, буДОт попадать в ствол скважины (значит и в измерительный узел прибора, что повышает точность определени дебита нефти, поступающей из пластов). При абсолютном пакере наоборот - больша часть нефти могла проходить по каналам в цементном кольце. Малое гидравлическое сопротивление за вл емого прибора позволит исследовать также и более высокодебитные интервалы и скважины без опасио подброса прибора. Датчик состава 3 дл контрол заполнени нефтью камеры дл сегрегации нефти и воды, Контролируемый объем камеры ограничен внутренней стенкой камеры дл сегрега нефти и воды, корпусом 1, проход щим через эту камеру и двум горизонтальными плоскост ми (на фиг. 1 положение Б и положение В), расположенными относительно друг друга на рассто нии, равном (вдоль этой камеры) измерительной базе датчика 3 состава. Обе эти плоскости располагаютс ниже выпускного клапана и выше открытого конца камеры дл сегрегации нефти и воды, Прибор работает следующим образом, Прибор опускают в сквал ину на глубину , где предполагают проводить исследовани . По команде с поверхности привод 2 управлени камерой дл сегрегации нефти и воды, который перемешает цилиндр 4 и пружину 11 вниз. При перемещении цилиндра 4 рычаги 6 перемещаютс от оси к стенкам скважины и перемещают пакер 8. Когда цилиндр 4 упираетс своим нижним торцом, выполненным в виде трех стоек в выступ корпуса 1, в этот момент рычаги 6, восприйимающие перемещение цилиндра 4, занимают наиболее удаленное от оси прибора положение нат гивают пакет 8 камеры дл сегрегации нефти и воды, а поршень 9 занимает в цилиндре 4 положение выше окон Г. Поэтому нефть, попадающа в камеру дл сегрегации нефти и воды через окно Г, выноситс в интервалы, расположенные выше камеры дл сегрегации нефти и воды. При дальнейшем перемещении поршн 9 вниз он занимает в цилиндре положение ниже окон Г и разобщает полость камеры дл сегрегации нефти и воды с интервалами, расположенными выше нее, а пружина 11 при этом еще сильнее прижимает цилиндр 4 к выступу корпуса 1. Капли нефти, поступающие из нижних интервалов и попадающие в камеру дл сегрегации нефти иThe disadvantage of such equipment is the low accuracy of flow rate determination in those wells where the cement ring in the perforation interval is not tight and also where the flow rates are high (due to the low reliability of the absolute packer and the ability to toss the instrument). -: 5% L -. .. .-, -.- -. ,,. , 7689 3 A device is known for measuring flow rate, the measuring probe of which is made with radially movable walls, and a centrate of 5/5s is placed inside it, while the measuring probe is made of elastic 5 material mounted on movable levers 2. This device is intended only for measuring high fluid flow rates. The device does not measure low values of oil flow rates, close to the lower limit of industrial and profitable flow rates. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the flow rate of oil in the J5 interval of perforation of watered wells with an untight cement ring behind the casing. . The goal is achieved by the fact that the cylinder is made with windows for joint-20 or the packer cavity with the well space and forms with the barrel an annular chamber in which a piston is mounted. wherein the barrel is provided with a protrusion for interacting with the cylinder. 25 1 shows the proposed device in working condition; in fig. 2 - section A-A of FIG. one; in fig. 3 - node I of FIG. 1. Structurally, the device is designed as a borehole projectile and consists of a housing JQ 1, drive 2, sensor 3 of composition, cylinder 4, levers 5 and 6, axes 7, packer 8, piston 9 with seal 10 and springs I. Levers 6 consist of two parts, between which the packer 8 is clamped. The housing 1 and the levers 535 and 6 form the barrel of the instrument. In the working state, the levers 5 and 6, connected by axles 7 with cylinder 4 and housing 1 with packer 8 tightened on them, form a chamber for segregation of oil and water and are 40 centralizers. The cylinder 4 with the barrel forms an annular chamber, and with a piston 9 and a seal 10, a controllable exhaust valve, which serves to divide the cavity of the chamber for oil segregation and 45 water at higher intervals. The design of the device used a sensor 3 composition, for example the type of gamma-density meter NLP moisture meter. The oil segregation chamber and the controlled discharge valve 50 are the measuring unit of the instrument. A housing for mounting in its sealed cavity of an electronic circuit of the device and actuator 2 controlling a chamber for segregating oil and water and a valve. The instrument's measuring unit is used to accumulate oil in it, withdraw it from it to the upper intervals and center the instrument relative to the axis of the well. The cross section of the chamber Igg is a polygon (in the design of the device is a quadrilateral), the number of sides of which can be changed by installing or removing the frame formed by the two levers 5 and 6 connected by axis-49 49 4 and 7, with cylinder 4 and housing 1. The design of the chamber when moving the instrument into the test interval creates a significantly lower hydraulic resistance than in the previously proposed instrument with an absolute packer. This means that in the study interval with a leaky cement ring, already a large part of the oil coming from the reservoir will get into the wellbore (and hence into the measuring unit of the device, which improves the accuracy of determining the flow rate of oil coming from the layers). With an absolute packer, on the contrary, most of the oil could pass through channels in the cement ring. The low hydraulic resistance of the inventive device will also allow exploring more high-yield intervals and wells without the danger of tossing the device. The sensor of composition 3 for monitoring the oil and water segregation chamber is filled with oil. The controlled volume of the chamber is limited by the inner wall of the chamber for segregation of oil and water, housing 1 passing through this chamber and two horizontal planes (in Fig. 1, position B and position B ) located relative to each other at a distance equal (along this chamber) to the measuring base of the sensor 3 of the composition. Both of these planes are located below the outlet valve and above the open end of the chamber for the segregation of oil and water. The device works as follows. The device is lowered into the Inu square to the depth where it is intended to conduct research. On command from the surface, the drive 2 controls a chamber for segregation of oil and water, which will mix the cylinder 4 and the spring 11 down. When moving the cylinder 4, the levers 6 move from the axis to the walls of the well and move the packer 8. When the cylinder 4 rests with its lower end, made in the form of three columns, into the protrusion of the housing 1, at this moment the levers 6, perceiving the movement of the cylinder 4, occupy the most distant from the instrument axes position the package 8 of the chamber for segregation of oil and water, and the piston 9 occupies a position in the cylinder 4 above the windows G. Therefore, the oil entering the chamber for the segregation of oil and water through the window D is carried out in the intervals above the chamber segregation of oil and water. Upon further downward movement of the piston 9, it occupies a position in the cylinder below the windows G and separates the cavity of the chamber for segregation of oil and water at intervals located above it, and the spring 11 at the same time presses the cylinder 4 even more against the protrusion of the housing 1. Drops of oil coming from lower intervals and entering the chamber for segregation of oil and

Claims

Claim

A device for determining the flow rate of oil in watered wells, containing a barrel, a packer, one end of which is connected with the barrel, and the other with a cylinder in which a piston with a rod is installed, a measuring unit, characterized in that, in order to improve accuracy, the cylinder is made with windows to communicate the cavity of the packer with the borehole space and forms with the barrel an annular chamber in which a piston is installed, the barrel being made with a protrusion for interacting with the cylinder.