Устройство на кабеле для воздействия на пласт в скважине

 

Использование: для гидродинамического воздействия на вскрытый скважинный пласт и забой скважины. Сущность изобретения: флюидосборник имеет пропускной клапан и выполнен в виде имплозивной камеры. Силовой привод, управляемый по кабелю, выполнен с возможностью взаимодействия с пропускным клапаном. Имплозивная камера разделена на секции центральным штоком и радиальными пробками. Последние выполнены с возможностью срабатывания от расчетного перепада давления. Имплозивная камера имеет верхний переходник и нижний переходник с седлом. Пропускной клапан "нормально" перекрыт центральным штоком в седле. Верхняя часть центрального штока связана с силовым приводом посредством регулировочного винта и ползуна с замком и фиксатором для этого штока. Устройство содержит дистанционный датчик давления. После открытия замка происходит мгновенное открытие пропускного клапана, и заполняется первая секция имплозивной камеры. Затем мгновенно открывается вторая и т.д. В результате создаются перепады забойного давления. Скоростной набор способствует поступлению в секции камеры частиц твердого осадка. Затем пропускной клапан закрывается, и устройство поднимается на поверхность. 2 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизической аппаратуре, а именно к приборам для гидродинамического воздействия на вскрытый скважиной пласт и забой скважины.

Для очистки интервала перфорации и забоя скважины от твердых частиц и осадка используются различные способы и устройства, в том числе испытатели пластов на трубах, не требующие применения насосных и компрессорных установок. Однако работы с испытателем пластов трудоемки, дороги и требуют определенных мер по технике безопасности и по охране окружающей среды.

Устройства, опускаемые в скважину на геофизическом кабеле, лишены названных недостатков и в ряде случаев более эффективны.

Известны конструкции имплозивных ловителей на кабеле типа ЛИ и ЛИМ [1] обеспечивающие создание скоростного потока с забоя скважины за счет использования гидростатического давления. С этой целью в конструкциях предусмотрена герметичная камера, в которой устанавливается диафрагма, разрушаемая с помощью взрывных устройств. В зависимости от образовавшегося в диафрагме отверстия возникает скоростной поток и перепад давления у забоя скважины, воздействующей и на пласт. В принципе имплозивные ловители могут использоваться и с целью очистки перфорационных каналов от закупорки и для устранения песчаных пробок в интервале перфорации.

Основным недостатком ловителей типа ЛИ и ЛИМ применительно к очистным работам является отсутствие возможности регулирования перепада давления в широком диапазоне без применения взрывателей и диафрагм широкого ассортимента, так как для каждого конкретного случая требуется диафрагма соответствующих размеров и взрыватель, обеспечивающий ее разрушение с созданием требуемого отверстия. Использование взрывчатых материалов требует, чтобы персонал геофизического отряда имел соответствующие разрешения на такие работы. Скважина должна быть оборудована и подготовлена для их проведения. К другим недостаткам ловителей ЛИ и ЛИМ можно отнести наличие запорного устройства только в приемной камере и низкая его надежность для выноса из скважины песка и других мелких частиц. Все эти недостатки существенно ограничивают область применения устройств.

Известно устройство, обеспечивающее перепад давления без применения взрывчатых веществ [2] Работа ОИПК-1 основана на изоляции исследуемого объекта в пласте от ствола скважины и вызове из него притока. Вызов притока осуществляется под действием перепада давления между исследуемым пластом и пробоприемной камерой. Разность давления регистрируется датчиком давления. Аппаратура обеспечивает несколько уровней дипрессий, которые, воздействуя на пласт, стимулируют из него отток жидкости небольшого объема. В процессе оттока несколько очищается ограниченная зона отбора пласта. Устройство включает в себя корпус, силовой привод, узел отбора проб, секцию пробосборников, пропускные клапана, дистанционный датчик давления.

Однако ОИПК-1 не может использоваться в обсаженных скважинах для очистки перфорационных каналов из-за относительно медленного сообщения ствола скважины с пробоприемником, а для очистки забоя эта аппаратура неприемлема из-за того, что клапан расположен выше пробосборника на значительном удалении от забоя. Для обеспечения необходимого скоростного потока требуется, чтобы сообщение ствола скважины с пробоприемником происходило практически мгновенно через достаточно большое отверстие, которое должно быть в нижней части пробоприемника.

С целью устранения названных недостатков и для решения задач по повышению эффективности работ по очистке забоя и продуктивного пласта от загрязняющих частиц и повышения производительности устройства для воздействия на участки скважины перепадом давления, предлагается устройство и на кабеле для воздействия на пласт в скважине, позволяющего создать скоростной поток за счет энергии пластового и гидростатического давления из пласта и с забоя скважины (имплозивная желонка ИЖ).

Для очистки перфорационных каналов и трещин пласта-коллектора не требуется отбора больших количеств жидкости из пласта.

Задача решается созданием в короткий промежуток времени значительного перепада давления для обеспечения скорости потока из зоны очистки. Конструкция желонки обеспечивает возможность создания за один спуск прибора нескольких гидродинамических возмущений путем последовательного снижения давления в интервале исследования первого с гидростатического до расчетного забойного и двух-трех последующих с любого нужного значения давления меньше гидростатического и расчетного забойного. Это достигается секционированием общего рабочего объема имплозивной камеры на нужное количество гидродинамических возмущений с установкой между секциями пробок, тарированных на любое расчетное давление. После открытия клапана и заполнения первой секции давление в ней возрастает и, когда достигает расчетного значения, открывается (мгновенно) вторая секция. В зависимости от гидродинамического сопротивления отверстия, сообщающего первую камеру со второй, создается второе значение забойного давления. Аналогично срабатывают третья и последующие секции.

После заполнения рабочего объема желонки, о чем свидетельствует установление гидростатического давления, посредством силового привода закрывается клапан и желонка поднимается из скважины.

На фиг. 1 показано устройство в статике; на фиг. 2 то же, в рабочем состоянии.

Устройство для воздействия на пласт (имплозивная желонка) спускается в скважину на каротажном кабеле и включает корпус имплозивную камеру 1, соединенную с силовым приводом 2 посредством верхнего переходника 3 и оканчивающуюся нижним переходником с седлом 4 с радиальными А и осевыми отверстиями, управляемый клапан 5. Имплозивная камера имеет основной объем Б, и дополнительные объемы В и Г. Для управления клапаном в имплозивной камере по продольной оси размещен шток 6 с фиксатором Е, с верхней 7 и нижней 8 пробками, а сверху шток 6 посредством замка 9 (например шплинт, выдерживающий на срез нужную силу) соединен с ползуном 10 силового привода 2. Устройство снабжено центраторами 11 для установки в скважине и датчиком Д давления. Винт 12, соединяющий ползун 10 с корпусом замка 9, регулирует расстояние перемещения штока 6 Ж. Для регулирования поступления потока в основной объем предусмотрен дроссельный канал К. Имплозивная желонка позволяет проводить работы с использованием пакера и приспособлений для механического воздействия на забой устройства.

Устройство работает следующим образом. Желонка спускается в скважину на каротажном кабеле на нужный интервал. Силовой привод 2 управляемый по каротажному кабелю с поверхности, открывает замок 9. Сущность замка заключается в том, чтобы обеспечить мгновенное открытие клапана 5 при относительно малой скорости перемещения ползуна 10. Как только откроется замок, шток 6 с клапаном под действием осевой силы пружины или гидростатического давления мгновенно перемещается вверх на фиксированное расстояние Ж, которое рассчитывается с учетом величины гидростатического давления, свойств жидкости и требуемого перепада давления. Это расстояние устанавливается посредством специального винта 12, соединяющего ползун с корпусом замка.

После открытия клапана и заполнения первой секции основного объема Б колонки давление в ней возрастает, и при достижении расчетного значения нижняя пробка 8 перемещается и открывается (мгновенно) вторая секция объем В. В зависимости от гидродинамического сопротивления отверстия, сообщающего первую камеру со второй, создается второе значение забойного давления. Аналогично срабатывает третья и последующие секции. Под действием перепада давления частицы из зоны очистки попадают в камеры и там оседают. Создаваемый скоростным потоком перепад давления контролируется и регистрируется посредством дистанционного датчика Д давления, который может быть установлен в конкретной зоне гидродинамического возмущения в пределах длины прибора. После установления гидростатического давления в корпусе прибора клапан 5 закрывается посредством силового привода и желонка поднимается на поверхность.

Для второго и последующих спусков необходимо снизить в желонке давление до атмосферного, слить поднятую в ней жидкость и запереть замок. Эти операции не требуют использования каких-либо сложных выполнений. Снижение давления осуществляется посредством открытия крана в верхнем переходнике, а жидкость сливается после отвинчивания нижнего переходника или после открытия клапана. Время, затрачиваемое на переподготовку, не превышает 20 мин. Экспериментальным образцом-желонкой выполнены работы в восьми скважинах объединения "Татнефть": в трех с целью интенсификации притока и в пяти с целью выноса абразивных частиц из зоны гидроразрыва. Во всех случаях получен положительный эффект увеличился дебит с 60 до 199, с 25 до 102 и с 0,3 до 0,65 м³/сут и не было выхода из строя погружных насосов из-за абразивного воздействия после гидроразрыва.

При работах по интенсификации притока в двух скважинах одновременно была проведена частичная очистка зумпфов от осадка песка и глинистых частиц. При емкости желонки 24 л при каждом спуске поднималось более 8 л твердого осадка.

Формула изобретения

Устройство на кабеле для воздействия на пласт в скважине, включающее флюидосборник с пропускным клапаном, силовой привод, выполненный с возможностью взаимодействия с пропускным клапаном флюидосборника, и дистанционный датчик давления, отличающееся тем, что флюидосборник выполнен в виде имплозивной камеры, разделенной на секции центральным штоком и радиальными пробками, установленными с возможностью срабатывания от расчетного перепада давления, при этом имплозивная камера имеет верхний переходник и нижний переходник с седлом, пропускной клапан "нормально" перекрыт центральным штоком в седле нижнего переходника, а верхняя часть центрального штока связана с силовым приводом посредством регулировочного винта и ползуна с замком и фиксатором для этого штока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2