Устройство для определения проницаемости горных пород, пересеченных скважиной

 

Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и предназначено для исследования нефтегазовых скважин с помощью испытателей пластов, спускаемых на трубах. Цель изобретения - обеспечение неограниченного числа циклов испытания. Устройство содержит переходник 1, выполненный из верхней 2, средней 3 и нижней 4 частей полый корпус с размещенными в нем камерой 5. В последней установлены соединенные с переходником 1 шток 6 и поршень 7. Между частями 3 и 4 корпуса размещен пакер, выполненный из элементов 16, между которыми расположена распорная втулка 17. В части 3 корпуса размещены гидротормозное реле 9, уравнительный 10 и приемный 11 клапаны. В части 4 корпуса размещен уравнительный клапан 12. Над клапаном 12 установлена двухполостная заполненная воздухом камера 13 с дифференциальным поршнем запорного действия и с запорным клапаном. Втулка 17 имеет сквозное отверстие 18 для сообщения ее со скважиной. В части 4 корпуса размещен автономный манометр 21. наличие камеры 13 и дифференциального поршня запорного действия позволяет устранить гидроподпружинивание поршня 7 из-за несжимаемости жидкости и достичь быстрое создание предельного значения повышенного давления при полном ходе штока 6. Депрессионный узел начинает работать с момента открывания клапана 11. Этим компенсируется переток жидкости из части 2 корпуса за счет уменьшения объема камеры 13 при перемещении дифференциального поршня, обеспечивается полная посадка штока 6 и быстрый рост давления в исследуемой зоне скважины. Весь процесс работы контролируется маномером 21. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистичЕсних

РЕСПУБЛИК (19) (И) (б1) 4 E 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

f7

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4313349/23-03 (22) 07.07.87 (46) 07.10.89.Бюл. 1(- 37 (71) Государственный геофизический трест "Татнефтегеофизика" (72) А.Г.Корженевский и П.М.Кудашев (53) 622.245 ° 4 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1138488, кл, Е 21 В 49/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, ПЕРЕСЕЧЕННЫХ

СКВАЖИНОЙ (57) Изобретение относится к нефтепро2 мысловой геофизике и предназначено для исследования нефтегазовых скважин с помощью испытателей пластов, спускаемых на трубах. Цель изобретения обеспечение неограниченного числа циклов испытания. Устройство содержит переходник 1, выполненный из верхней

2, средней 3 и нижней 4 частей полый корпус с размещенной в нем камерой 5.

В последней устанонлены соединенные с переходником 1 шток 6 и поршень 7.

Между частями 3 и 4 корпуса размещен пакер, выполненный из элементов 16, между которыми расположена распорная втулка 17. В части 3 корпуса разме3 1513136 щены гидротормоэное реле 9, уравнит тельный 10 и приемный 11 клапаны, В части 4 корпуса размещен уравнительный клапан 12. Над клапаном 12 установлена двухполостная заполненная воздухом камера 13 с дифференциальным поршнем запорного действия и с запорным клапаном. Втулка 17 имеет сквозное отверстие 18 для сообщения .ее со скважиной. В части 4 корпуса . размещен автономный манометр 21 . Наличие камеры 13 и дифференциального поршя запорного действия позволяет устранить гидроподпружинивание поршня 15

7 иэ-за несжимаемости жидкости и достичь быстрое создание предельного значения повьппенного давления при полном ходе штока 6. Депрессионный узел начинает работать с момента открывания клапана 11.--Этим компенсируется переток жидкости из части 2 корпуса за счет уменьшения объема камеры 13 при перемещении дифференциального поршня, обеспечивается полная посадка штока 6 и быстрый рост давления в исследуемой зоне скважины. Весь процесс работы контролируется маномером 21 . 5 ил.

Изобретение относится к нефтепро мысловой геофизике, в частности.к ис/ следованию нефтегазовых скважин с помощью испытателей. пластов, спускаемых на трубах.

Целью изобретения является обеспечение неограниченного числа цик.— лов испытания.

На фиг.1 изображена компоновка ЗО испытательного оборудования в растянутом положении при спуске в скважину; на фиг.2 — то же, в сжатом состоянии в режиме регистрации КВД; на фиг,3 — депрессионная камера; на фиг.4 — верхняя часть корпуса устройства; на фиг,5 — диаграмма давления.

Устройство для определения проницаемости горных пород, пересеченных скважиной,.содержит переходник 1, вы-,40 полненный из верхней 2, средней 3 и нижней 4 частей. полый корпус с размещенной в нем камерой 5 с установленными в ней соединенным с переход.ником 1 штоком 6 и поршнем 7. Верх- 45 няя масть корпуса устройства предназначена для создания повьппенного давления в исследуемом пласте. Камера 5 выполнена с перепускным отверстием 8.

Средняя часть 3 корпуса выполнена с гидротормоэным реле 9, уравнительным

10 и приемным 11 клапанами.

В нижней части корпуса устройства размещены дополнительный уравнительный клапан 12 и установленная над ним двухполостная заполненная воздухом камера 13 с дифференциальным порш- . нем 14 двустороннего действия и запорным клапаж>м 15. Между средней и нижней частями корпуса установлен пакер, состоящий иэ изолированных резиной элементов 16, между которыми установлена распорная втулка 17 со сквозными отверстиями 18 для сообщения ее со скважиной. Устройство соединяется сколонной с помощью переходника I°.

Шток 6 в верхней части корпуса установлен с возможностью продольного перемещения и выполнен с пазом (фиг.4, незаштриховано). На поршень 7 с помощью винта и резьбы посажены две самоуплотняющиеся манжеты 19. Для возврата устройства в исходное состояние после испытания очередного объекта в верхней части 2 корпуса уста новлен обратный клапан 20.

Устройство работает следующим образом.

На бурильных трубах устройство опускается в скважину с использованием якоря и устройства для снятия глинистой корки (долота или специального устройства). После спуска сборки в интервал исследований якорь переводится из транспортного в рабочее положение. Обеспечив упор якоря в стенки скважины, постепенно увеличивается нагрузка на испытательное оборудование эа.счет веса буринструмента, при этом закрывается уравнительный клапан 12, затем в результате действия гидротормоэного реле 9 средней части 3 корпуса нагрузка передается на пакерунщее устройство и осуществляется пакеровка испытательного оборудования резиновыми элементами

16. После пакеровки закрывается

136

5 1513 уравнительный клапан 10 средней части 3 корпуса, обеспечивая разобщение исследуемого пласта от скважины. Далее в результате продолжающегося дей5 ствия гидротормозного реле 9 открывается приемный клапан 11, обеспечивая: гидравлическое с сообщение рабочей камеры 5 устройства с нижней частью 4 корпуса и исследуемым прост- 1О ранством скважины А, .изолированным резиновыми элементами 16 для создания в этой зоне повышенного давления.

Повьппенное давление создается частью

2. корпуса устройства под действием части веса бурильных труб, передаваемого с помощью штока 6 на поршень

7, и может регулироваться в широком диапазоне. Передача давления из внутренней полости в исследуемую зону А " 2О скважины осуществляется через сквозные отверстия 18 в распорной втулке 17 и остове пакера.

При спуске испытательного оборудования в скважину поршень 7 находится 25 в верхнем положении и рабочая камера 5 устройства через небольшого диаметра отверстие 8 сообщается со скважиной. Шток 6 имеет шлицевое уст-. ройство для передачи вращения буриль- ЗО ных труб на испытательное оборудование.

В процессе якорения и пакеровки поршень 7 также находится в верхнем-. положении, несколько перекрывая отвер-35 стие 8, вследствие несжимаемости скважинной жидкости, создавая повышенное давление .только в рабочей камере 5 устройства и проходном канале в сред-,. ней части 3 корпуса устройства при 4О закрытом приемном клапане 11.

С момента открытия приемного клапана 11 поршень 7 начинает перемещаться вниз и повышение давления передается в исследуемую зону А ствола 45 скважины. Для создания предельного значения повышенного давления, определяемого конструированием Верхней части корпуса, в кратчайшее время и для более эффективного получения КВД 5О в нижней части корпуса устройства размещена депрессионная камера 13 совместно с манометром 21 .

Депрессионнай камера (фиг.3) состоит из корпуса 22 и дифференциального поршня 14, загерметизированного резиновыми кольцами 23 и 24. С торцов поставлены заглушки 25 и 26 ° Камера снабжена также пробкой 27 и запорным клапаном 15.

Действие компрессионной камеры заключается в следующем, При открытии приемного клапана 11 жидкость под действием движущегося вниз поршня из верхней части корпуса устройства перетекает в нижнюю часть корпуса устройства и . исследуемую зону скважины, создавая повышенное давление.

Наличие двухкамерного воздушного депрессионного узла с дифференциальным поршнем двустороннего тормозного действия устраняет гкдроподпружинивание поршня из-за несжимаемости . жидкости и позволяет достичь быстрого создания предельного значения повьппенного давления при полном ходе штока 6. Депрессионный узел начинает рабс тать с момента открытия приемного клапана 11, компенсируя переток жидкости из верхней части корпуса устройства за счет уменьшения воздушной камеры V при перемещении дифференциального поршня 14, обеспечивая тем самым полную посадку штока

6 и быстрый рост давления в исследуемой зоне скважины. Объем V уменьша-.— ется на величину объема жидкости, вы-. тесняемой поршнем 7. Изменение объема

V депрессионного узла показано пунктиром на фиг.l и 2., Для наиболее рационального использования объема депрессионного узла, особенно при исследовании глубоких скважин, в нем предусмотрена возможность создакия в камере V начальноrо противодавления Рнач на дифференц пьный поршень определяется тем самым начальный порог реагирования на изменение внешнего давления, р ч может устанавливатьнач ся в любых требуемых значениях. Делается это при подготовке устройства

/ к спуску в скважину. Для этого отворачивается пробка 27, подключается к этому гнезду воздушный компрессор (не показан), открывается клапан 15, создается в камере Ч Р „и клапан нач

15 закрывается.

Отличительная особенность дифференциального узла заключается в наличии двух воздушных камер Ч, и Ч, оказывающих двустороннее тормозное воздействие на дифференциальный прршень: разрежение воздуха (в камере

V ) и сжатие (в камере V ), что

1513136 обеспечивает высокую эффективность работы, Весь гидродинамический процесс работы испытательного:"оборудования контролируется манометром 21 с авто5 номной регистрацией диаграммы давления. Пример диаграммы давления приведен на фиг.5.

Участок диаграммы аб отражает увеличение давления при спуске оборудования в скважину, точки б и а отражают величину гидростатического давления в скважине на первой точке, 15 испытания P участок бв соответствует росту давления в зоне испытания в результате работы устройства, точка в отражает величину давления,при котором испытывается первый ин- 20 тервал Р„,„,, в — кривая восстановления давления в первом исследуемом ийтервале КВД1, г — момент распакеровки, д — подъем оборудования на следующий вышерасположенный интервал испытания, е - гидростатическое дав.-. ление во втором интервале Р,, участок жз — создание. повышенного давле-.. ния во втором интервале испытания давления КВД2 и т.д.При установившем-30 ся пластовом давлении точки г и э отражают величину пластового давления соответственно в первом и втором проницаемых интервалах испытания.

КВДЗ отражает процесс исследования непроницаемого интервала.

Обработка кривых восстановления давления и определение по ним коллекторских свойств пласта производится 40 следующим образом. Снятую скважинным манометром 21 КВД перестраивают в координатах (АР, 1gt). По прямому участку этой кривой находятся отрезок,.отсекаемый его продолжением íà 45 оси ЬР, и тангенс угла наклона этого прямого участка к оси абсцисс

Затем с помощью равенства

i = tgq = 0,1832 р/kh определяют параметр kh/р, называемый гидропро- 50 водностью пласта

kh

0,1832 оЧ где k — коэффициент проницаемости пласта;

h — толщина исследуемого пласта, определяемая высотой распорной втулки;

jU — вязкость скважинной жидкости;

Π— объем жидкости рабочей камеры верхней части корпуса устройства 1 — угол наклона интерпретируе-< мой диаграммы давления, пе» рестроенной в координатах

P,lgt;

Принимая во внимание, что величины h,pl,g„q известны, определяется коэффициент проницаемости

0,1832 - - — °

Ор

h 1gg

Формула изобретения

Устройство для определения проницаемости горных пород, пересеченных акважиной, содержащее переходник, выполненный из верхней, средней и нижней частей. полый корпус с размещенными в нем камерой с установленными в ней соединенным с переходником штоком и поршнем, гидротормозным реле, приемным и уравнительным клапанами, пакер и автономный манометр, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения неограниченного числа циклов испытания, оно снабжено установленной в пакере распорной втулкой с отверстиями для сообщения ее со скважиной и размещенными в нижней части корпуса автономным манометром

1 дополнительным уравнительным клапаном и установленной над ним двухполос; стной заполненной воздухом камерой с дифференциальным поршнем двухстороннего действия и запорным клапаном, прйчем пакер установлен между средней и нижней частями корпуса и выполнен из элементов, между которыми установлена распорная втулка, гидротормозное реле, уравнительный и при- емный клапаны размещены в средней части корпуса, а камера со штоком

I и поршнем размещена в верхней части корпуса.

1513136 в

V, г

13 2

12

f$

26

151 3l 36

9л. б

Составитель Г.Маслова

Редактор И.Шулла Техред Л,Сердюкова Корректор В. абаций

В.Каба ий

Подписное

Заказ 6053/33 Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина, !! !1

Г а ина 101