SU825892A1

SU825892A1 - Device for taking samples and hydrodynamic testing of formations

Info

Publication number: SU825892A1
Application number: SU792808984A
Authority: SU
Inventors: Михаил Николаевич Бильков; Петр Абрамович БРОДСКИЙ; Михаил Васильевич Зотов; Виктор Викторович Киевский
Original assignee: Vni P K I Geofizicheskikh I Ge
Priority date: 1979-08-09
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1981-04-30

Description

Изобретение относится к геофизическим .исследованиям скважин, а именно к устройствам для отбора проб и гидродинамических исследований пластов .The invention relates to geophysical exploration of wells, and in particular to devices for sampling and hydrodynamic studies of formations.

Известно устройство для отбора проб и производства гидродинамических исследований, включающее корпус, пробоотборник, герметизирующий элемент и прижимную систему, которое позволяет эффективно производить за один спуско-подъем прибора в скважину многократный замер характеристик пластов fl].A device for sampling and production of hydrodynamic studies is known, including a housing, a sampler, a sealing element and a clamping system, which makes it possible to efficiently perform multiple measurements of formation characteristics fl] in one round-trip of the device into the well.

Однако известное устройство не 15 позволяет одновременно с замером гидродинамических характеристик от‘бирать пробу пластового флюида без примесей глинистой корки и бурового раствора, а также производить пред- 20 верительный контроль качества герметизации опробуемого объекта.However, the known device 15 does not allow simultaneously taking measurements of hydrodynamic characteristics to take a sample of the formation fluid without impurities of clay cake and drilling mud, as well as to conduct a preliminary quality control of the sealing of the tested object.

Известно также устройство для отбора проб жидкости, газа и производства гидродинамических исследова- *5 ний пласта, содержащее корпус, гидропривод, пробоотборник, прижимную систему, герметизирующий башмак, клапан пробоотборника, выполненный в виде подпружиненного дифференциаль- 30 ного поршня с осевым и радиальными каналами, большая ступень которого с одной стороны сообщена с гидроприводом, с другой - со скважинным пространством, а малые ступени сообщены соответственно с полостью пробоотборника и со скважинным пространством [2] .A device is also known for sampling liquid, gas and producing hydrodynamic research * 5 formations, comprising a housing, a hydraulic actuator, a sampler, a clamping system, a sealing shoe, a sampler valve made in the form of a spring-loaded differential 30 piston with axial and radial channels, a large stage of which, on the one hand, is connected with a hydraulic actuator, on the other, with a borehole space, and small steps are connected respectively with the cavity of the sampler and with the borehole space [2].

Недостатком устройства является непосредственная связь точки отбора с пробоотборником, в результате чего отбираемая проба содержит примеси бурового раствора и глинистой корки, а в случае ненадежной герметизации пробоотборник заполняется скважинной жидкостью и прибор необходимо извлекать на поверхность для подготовки к повторному спуску. Цель изобретения - повышение качества отбираемых проб.The disadvantage of this device is the direct connection of the sampling point with the sampler, as a result of which the sample taken contains impurities of the drilling fluid and clay cake, and in the case of unreliable sealing, the sampler is filled with borehole fluid and the device must be removed to the surface in preparation for re-launching. The purpose of the invention is improving the quality of the samples taken.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено втулкой, жестко закрепленной на дифференциальном поршне со стороны малой ступени, сообщающейся со скважинным пространством, причем втулка образует с корпусом и дифференциальным поршнем начальную пробоприемную камеру, сообщающуюся с пробоотборником через каналы втулки и дифференциального поршня при крайнем нижнем положении последнего.This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a sleeve rigidly mounted on the differential piston from the side of the small stage, communicating with the borehole space, and the sleeve forms an initial sampling chamber with the housing and the differential piston communicating with the sampler through the channels of the sleeve and the differential piston in the lowermost position last one.

За счет образования предварительной камеры решается и вопрос предварительного контроля качества герметизации.Due to the formation of a preliminary chamber, the issue of preliminary quality control of sealing is also solved.

На фиг. 1 показано устройство для отбора проб и гидродинамических исследований пластов в исходном положении, на фиг. 2 - то же, при работе для гидродинамических исследований пластов, на фиг. 3 - то же, для опробователя пластов.In FIG. 1 shows a device for sampling and hydrodynamic studies of formations in the initial position, FIG. 2 - the same, when working for hydrodynamic studies of formations, in FIG. 3 - the same for the reservoir tester.

Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, внутри которого размещены гидропривод 2, пробоотборник 3, перекрытый пластом в виде дифференциального поршня 4 с втулкой 5. Поршень 4 подпружинен пружиной 6 относительно корпуса 1. На корпусе 1 установлен герметизирующий башмак 7 и имеется прижимная система 8.The proposed device consists of a housing 1, inside of which there is a hydraulic actuator 2, a sampler 3, blocked by a layer in the form of a differential piston 4 with a sleeve 5. The piston 4 is spring-loaded with a spring 6 relative to the housing 1. A sealing shoe 7 is installed on the housing 1 and there is a pressure system 8.

В корпусе 1 выполнены каналы А, сообщающие гидропривод 2 с полостью Б, расположенной над большей ступенью 9 дифференциального поршня 4, а также каналы В, сообщающие всасывающую полость Г герметизирующего башмака 7 с начальной пробоотборной камерой Д, расположенной над малой ступенью 10 дифференциального поршня 4. В дифференциальном поршне 4.выполнен осевой канал Е и радиальный канал И, которые через канал К во втулке 5 и радиальный канал Л в корпусе 1 сообщаются с каналом В. В канале В установлен датчик 11 давления, полость М под большей ступенью 12 дифференциального поршня 4 сооб• щается каналом Н со скважинным пространством. В корпусе 1 установлен также датчик 13 положения.In the housing 1, channels A are made, communicating the hydraulic actuator 2 with a cavity B located above the larger stage 9 of the differential piston 4, as well as channels C, which communicate the suction cavity G of the sealing shoe 7 with the initial sampling chamber D located above the small stage 10 of the differential piston 4. In the differential piston 4., an axial channel E and a radial channel I are made, which through channel K in the sleeve 5 and the radial channel L in the housing 1 communicate with channel B. A pressure sensor 11 is installed in channel B, cavity M is under a larger stage 12 differential piston 4 communicates with channel N with the borehole space. The housing 1 also has a position sensor 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В режиме устройства для гидродина-: мическйх исследований пластов (фиг. 2), после спуска устройства на заданный интервал исследования включается гидропривод 2, а в канале А создается избыточное давление, с помощью прижимной системы 8 и герметизирующего башмака 7 проводится герметизация участка отбора пробы. Давление в канале А возрастает, дифференциальный поршень 4 с втулкой 5 перемещается вниз, сжимая пружину 6, при этом Освобождается объем Д, образующий начальную пробоприемную камеру. Канал И при этом разобщается от скважинного пространства.In the device mode for hydrodynamic: formation research (Fig. 2), after the device is lowered for a specified research interval, the hydraulic actuator 2 is turned on, and overpressure is created in channel A, using the clamping system 8 and the sealing shoe 7, the sampling section is sealed. The pressure in the channel A increases, the differential piston 4 with the sleeve 5 moves downward, compressing the spring 6, and the volume D, which forms the initial sampling chamber, is freed. Channel And at the same time disconnected from the borehole space.

Камера Д заполняется первой частью пробы, содержащей примеси материала глинистой корки и бурового раствора, при этом датчиком’ 11 давления, расположенным в канале В, снимается одно из трех возможных показаний давления: давление бурового раствора (если герметизация нарушена), малого давления (если герметизирующий башмак установлен в непроницаемом пропластке) или уменьшения давления с последующим нарастанием пластового давления (если прибор установлен в «Проницаемой зоне) .Chamber D is filled with the first part of the sample containing impurities of clay cake material and drilling fluid, while one of the three possible pressure readings is taken with a pressure sensor 11 located in channel B: drilling fluid pressure (if the seal is broken), low pressure (if the seal the shoe is installed in an impermeable layer) or pressure reduction, followed by an increase in reservoir pressure (if the device is installed in the "Permeable zone).

_ После фиксации датчиком 11 давле* ния одного из указанных положений, все исполнительные механизмы легко возвращаются в исходное положение путем снижения давления в гидросистеме. Отобранная жидкость из 1<амеры Д выбрасывается в скважину и устройство готово для следующего опробования._ After the sensor 11 fixes the pressure of one of the indicated positions, all actuators easily return to their original position by reducing the pressure in the hydraulic system. The selected fluid from 1 <amera D is discharged into the well and the device is ready for the next test.

При работе устройства в качестве опробователя пластов отбор первой пробы в камеру Д производится по описанному выше способу. В случае, если прибор установлен в проницаемой зоне и датчик давления зафиксировал уменьшение давления с 20 последующим нарастанием до пластового давления, гидропривод 2 включается снова, дифференциальный поршень 4 при этом отходит в крайнее . нижнее положение (фиг. 3),-, Канал 25 И сообщается с пробоотборником, а втулка 5, вскрывая канал Л, сообщает канал В с пробоотборником 3. Незагрязненная проба пластовой жидкости, минуя емкость Д, заполняет 3Q пробоотборник 3. Процесс заполнения контролируется и регистрируется датчиком 11 давления. После отбора пробы все исполнительные механизмы возвращаются в исходное положение, •ас дифференциальный поршень 4 под действием пружины 6, остальные под действием гидростатического давления 'и снижения давления в гидроприводе 2.When the device is operating as a reservoir tester, the first sample is taken into chamber D using the method described above. If the device is installed in the permeable zone and the pressure sensor has detected a decrease in pressure with 20 subsequent increase to reservoir pressure, the hydraulic actuator 2 is switched on again, while the differential piston 4 moves to the extreme. the lower position (Fig. 3), -, Channel 25 And communicates with the sampler, and sleeve 5, opening channel L, communicates channel B with the sampler 3. An uncontaminated reservoir fluid sample, bypassing tank D, fills 3Q sampler 3. The filling process is monitored and detected by the pressure sensor 11. After sampling, all actuators return to their original position, • as a differential piston 4 under the action of the spring 6, the rest under the influence of hydrostatic pressure 'and pressure reduction in the hydraulic actuator 2.

Таким образом, за один спуск40 подъем можно исследовать все интересующие точки и пласты на приток с замером пластового давления в интересующем интервале отобрать герметизированную пробу для выноса на 45 поверхность.Thus, in one descent 40 ascent, it is possible to investigate all points of interest and formations on the inflow with measuring reservoir pressure in the interval of interest to take a sealed sample for removal to 45 surface.

Предлагаемое, устройство позволит повысить эффективность исследований за счет улучшения ^качества отбираемой пробы и многократного опробова50 ния и позволит за один спуск в скважину предварительно исследовать на приток и давление все интересующие интервалы. Следовательно, за счет значительного сокращения спуско-подъ' емных операций будет получен положительный экономический эффект.The proposed device will make it possible to increase the efficiency of research by improving the quality of the sample taken and repeated sampling50 and will make it possible to preliminarily examine all the intervals of interest for inflow and pressure during one run into the well. Consequently, due to a significant reduction in tripping operations, a positive economic effect will be obtained.

Claims

1. Authors certificate of the USSR 541029, cl. E 21 V 49/02, 1974.

ABOUT

2. Authors certificate of the USSR 541977, cl. E 21 V 49/02, 1974 (prototype).

/ / / 7Z777 // j //// 77

/// / j // Y //// 7 / Z 9US.3