Устройство для исследования пластов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,д) 4 Е 21 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ(ТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (2! ) 4193196!22-03 (22) 11.02.87 (46) 28.02.89. Вюл. № 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысloBOH геофизики (72) М. М. Аглиуллин, Г. А, Ситдыков и В. В. Золотов (53) 622.245.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 781332, кл. E 21 В 49/02, 1978.

Руководство по применению комплекса инструментов «Уралец-2» при исследовании бурящи хс я с к важи и, Рг(39 — 04 — — 145 — -79.

Уфа, 1979, с. 20.

ÄÄSUÄÄ 1461895 А1 (54) УСТРОЙСТВО,1ЛЯ ИСС.1Е.дОВА1-1ИЯ Г1ААСТОВ (57) Изобретение относится к горной Ilpoмышленности. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устоойства за счет определения гидродинамических параметров пласта в вертикальном направлении. Для этого устройство имеет две пары пакеров селективного разобщения. Одна из пар образует кольцевые зоны герметизации. Между парами пакеров размещены запорные клапаны. Каждый из последних содержит два цилиндра (LI) 1461895

40 с запорным штоком 12 в одном из них.

Шток 12 установлен с возможностью перекрытия одного из каналов 10, 11, сообщающего смежные зоны при осевом перемещении, снизу шток 12 с Ц 13 образуют камеру 14 атмосферного давления.

LI, 16 имеет гидросопротивление 18 и поршень 15, связанный со штоком 12. Подпоршневое пространство U 16 сообщено со скважинной средой, а надпоршневое через!

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к исследованию геологического строения пластов, конкретно к технике, применяемой для исследования пластов гидродинамическими методами.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет определения гидродинамических параметров пласта в вертикальном направлении.

На фиг. 1 представлено устройство, находящееся в стволе скважины в запакерованном состоянии, общий вид; на фиг. 2 — конструкция запорного клапана с размещенным в нем дифманометром; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство включает якорь 1, пакеры 2 селективного разобщения, герметизирующие кольцевые зоны 3, надпакерный запорный клапан 4 с уравнительным клапаном 5, межпакерные запорные клапаны 6 (фиг. 1).

Оборудование опускается на бурильных трубах 7. Межпакерный запорный клапан выполнен в виде, отдельного узла, имеющего резьбы 8 и 9 (фиг. 2) для соединения его с бурильными трубами 7 и пакерами 2. Сверху и снизу от смежных кольцевых камер подведены каналы 10 и 11, которые перекрываются запорным штоком 12 при его осевом движении. Шток 12 перемещается в цилиндре 13 и в нижней части образует камеру )4 атмосферного давления, заполненную воздухом. В верхней части шток 12 соединен с поршнем 15, размещенным во втором цилиндре 16. Последний снизу сообщается со скважинной средой через отверстие 17, а сверху — с верхней кольцевой зоной 3 через градуированное гидросопротивление 18 и фильтр 19.

В данном устройстве размещен также дифманометр 20, входы которого через каналы 10 и 11 подключаются к смежным кольцевым камерам.

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускается в скважину и с помощью якоря устанавливается в интерва5

35 гидросопротивление 8 — с верхней зоной.

Смежные зоны соединяют между собой дифманометр 20 и клапаны. В кольцевых зонах при наличии гидродинамической связи с верхней зоной возмущение улавливается в виде снижения пластового давления. Величина времени снижения и степень снижения давления являются данными, несущими информацию о вертикальной проницаемости и пьезопроводности пласта. 3 ил.

2 ле исследования. При этом пакеры 2 сжатия образуют ряд загерметизированных кольцевых зон.

Работа устройства поясняется на фиг. 3, где на диаграммах 1 и 111 показано положение надпакерного и межпакерного клапанов соответственно: 3-закрыто, Π— открыто; на диаграмме 11 — зависимость давления в верхней кольцевой зоне во времени; на диаграмме IV — перепад давления между верхней и смежной с ней кольцевой зоной; на диаграмме V — давление в смежной кольцевой зоне (все.диаграммы представлены в едином масштабе времени и по порядку расположения соответствуют элементам на фиг. 1) .

В начальный период (до to) надпакерный клапан находится в закрытом положении, межпакерный клапан открыт, при этом надпакерные манометры регистрируют гидростатическое давление столба жидкости в скважине. В момент времени t- с помощью бурильных труб открывается надпакерный клапан, давление во всех кольцевых зонах изменяется до гидростатического давления столба жидкости, залитой в бурильные трубы, и возникает приток жидкости из кольцевых зон в бурильные трубы. Запорный межпакерный клапан до момента to находится в открытом положении под действием силы, действующей сверху на шток 12 (фиг. 2) от скважинного давления. В момент t на верхний поршень начинает действовать сила, направленная вверх, обусловленная разностью давлений в скважине и в верхней кольцевой зоне. Под давлением этой силы поршень перемещается. Скорость перемещения ограничивается перетоком жидкости через градуированное гидросопротивление 18, поэтому перекрытие каналов происходит с задержкой времени At=t —

Это время заранее известно, поскольку определяющие его величины: вязкость жидкости, перепад давления, величина гидросопротивления, известны. Кроме того, оно за1461895

20

Формула изобретения

45 ранее задается подбором соответствующего гидросопротивления. Одновременно закрываются последующие межпакерные запорные клапаны, и все кольцевые зоны, кроме верхней, оказываются загерметизированными. Затем в момент времени t> осуществляется герметизация верхней кольцевой зоны путем закрытия надпакерного клапана. Далее до времени tz производится выравнивание давлений в кольцевых зонах до пластовых с регистрацией кривой восстановления давления (КВД) . В момент времени ta вновь открывается надпакерный клапан, и в верхней кольцевой зоне создается гидродинамическое возмущение до момента времени tq.

В последующих кольцевых зонах при наличии гидродинамической связи с верхней зоной возмущение улавливается в виде снижения пластового давления. Момент снижения давления происходит с задержкой времени At=t4 — ta. Величина этого времени, вид кривой снижения давления, степень снижения давления являются данными, несущими информацию о вертикальной-проницаемости и пьезопроводности пласта. При закрытии верхнего клапана в момент времени tq происходит повторный скачок давления, который также поступает с задержкой времени Л1=16 — t;.

Времена At=-16 — t5 и At=t< — 4 определяются по диаграмме дифманометра, где на одном бланке регистрируются моменты времени создания импульса давления (точки А, С на фиг. 3) и его поступления (точки В, Д).

Снятие инструмента производится открытием уравнительного клапана 5 (фиг. 1) и снятием нагрузки с пакеров 2. При этом поршни 15 (фиг. 2) последовательно во всех запорных клапанах возвращаются в исходное положение и происходит выравнивание давлений во всех кольцевых зонах со скважинным. Возврат поршней 15 в исходное положение осуществляется под действием перепада гидростатического давления и давления в камере 14 атмосферного давления. Компоновка снимается со стенок скважины и перемещается на следующий интервал исследований или извлекается на поверхность.

Для определения дебита при создании гидродинамического возмущения необходимого регистрировать объем пластовой жидкости, поступившей в бурильные трубы, например, уровнемером HB кабеле.

По данным исследований в первую очередь производится качественная оценка — наличие гидродинамической связи между отдельными точками пласта или между различными пластами, выявляются непроницаемые интервалы.

Затем по результатам измерений ° давлений, перепадов давлений в масштабе времени, объемов пластовых жидкостей Но аналогии с горизонтальным гидропрослушиванием рассчитывается Кв/ц — подвижность жидкости (отношение проницаемости

К. к вязкости р,) и пьезопроводность (w,) в вертикальном направлении. Привлекая для дальнейших расчетов результаты испытания объектов в радиальном направлении: гидропроводность (К;=Ьф/p,), пьезопроводность (ае,), величину эффективной мощности пласта (Ьф), по данным геофизических исследований определяется анизотропность пласта по проницаемости Kp/Ê. и по пьезопроводности 39p/жн.

Устройство для исследования пластов, включающее установленные на бурильных трубах пару пакеров селективного разобщения с якорем, многоцикловой запорноповоротный клапан с уравнительным клапаном и дифманометр, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения гидродинамических параметров пласта в вертикальном направлении, оно снабжено дополнительными парами пакеров селективного разобщения, образующими кольцевые зоны герметизации, и размещенными между парами пакеров запорными клапанами, каждый из которых содержит два цилиндра с запорным штоком в одном из них, установленным с возможностью перекрытия канала, сообщающего смежные кольцевые зоны при осевом перемещении, снизу шток с цилиндром — камеру атмосферного давления, а второй цилиндр имеет гидросопротивление и поршень, связанный, с запорным штоком, причем подпоршневое пространство второго цилиндра сообщено со скважинной средой, а надпоршневое через гидросопротивление — с верхней кольцевой зоной, при этом дифманометры и запорные клапаны соединены со смежными кольцевыми зонами герметизации.

1461895 о

+pP ц 54 7 а /4

Фиг.З

Фиг. 7

Состааитель A. (.имецкая

Релактор М. Г!етрона Техрел И. Верее Корректор (.. Черни

Зак аз 583/2б Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Госуларстнснного комитета но изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж--35, Раугнск IH наб., д. 4/5

Произволсти< нно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101