Термическая каротажная система для обследования технического состояния скважин

Авторы патента:

Иванов Юрий Владимирович (RU)

Егурцов Сергей Алексеевич (RU)

Аксютин Олег Евгеньевич (RU)

Власов Сергей Викторович (RU)

E21B47/103 - Исследование буровых скважин (регулирование давления или потока бурового раствора E21B 21/08; геофизический каротаж G01V)

Владельцы патента RU 2506424:

Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕРГОДИАГНОСТИКА" (RU)

Изобретение относится к гидрологии, бурению и эксплуатации скважин и может быть использовано при проведении геофизических исследований технического состояния скважин. Техническим результатом, получаемым при внедрении изобретения, является расширение эксплуатационных возможностей за счет однозначной интерпретации результатов термического каротажа для случаев присутствия в скважине температурных аномалий от стационарных градиентов температур и перетоков флюида. Данный технический результат достигается за счет того, что обычная термическая каротажная система дополнена термоанемометром, объединенным с термической системой в единую схему. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидрогеологии, бурению и эксплуатации скважин и может быть использовано при проведении геофизических исследований технического состояния скважин.

Известна техническая каротажная система для обследования технического состояния скважин, содержащая термометр, термочувствительный элемент (т.ч.э.) которого закреплен на каротажном кабеле, спускоподъемное устройство (СПУ), первая вторичная аппаратура, вход которой подключен к выходу т.ч.э. термометра, и регистратор /Патент РФ №2166628, кл. Е21В 47/00, 2001; Патент РФ №2108457, кл. Е21В 47/00, 47/10, 1998/.

Любой из известных патентов, например, последний, может быть принят за прототип.

Недостатками прототипа являются трудности в интерпретации результатов термического каротажа, когда на термограмме присутствуют одновременно температурные аномалии различной физической природы, например, от температурных градиентов и от перетоков флюида.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является расширение эксплуатационных возможностей системы за счет однозначной интерпретации результатов термического каротажа для случаев присутствия в скважине температурных аномалий от стационарных температурных градиентов и от перетоков флюида.

Данный технический результат достигают за счет того, что известная термическая каротажная система для обследования технического состояния скважин, содержащая термометр, термочувствительный элемент которого закреплен на каротажном кабеле, спускоподъемное устройство, первую вторичную аппаратуру, вход которой подключен к выходу термочувствительного элемента термометра, и регистратор, дополнительно содержит термоанемометр, термочувствительный элемент которого закреплен на определенном расстоянии от термочувствительного элемента термометра со второй вторичной аппаратурой, вычитающее устройство и первый и второй аналого-цифровые преобразователи, при этом выходы первой и второй вторичной аппаратуры подсоединены соответственно через первый и второй аналого-цифровые преобразователи ко второму и первому входам вычитающего устройства, выход которого подключен к первому входу регистратора, ко второму входу которого подсоединен выход первого аналого-цифрового преобразователя.

Термочувствительные элементы термометра и термоанемометра закреплены на каротажном кабеле на одной высоте скважины.

Термочувствительные элементы термометра и термоанемометра закреплены на каротажном кабеле на разных высотах, а выходы первой или второй вторичной аппаратуры подключены ко входу соответственно первого или второго аналого-цифрового преобразователя через линию задержки.

Первая или вторая вторичные аппаратуры выполнены в виде усилителей с перестраевыми коэффициентами усиления, а регистратор и вычитающее устройство - в виде компьютера.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена структурная схема системы, а на фиг.2 - ее электронная схема.

Система применяется в скважине 1 с расположенными в ней т.ч.э. 2, 3 термометра и термоанемометра, закрепленными на каротажном кабеле 4.

Т.ч.э. 2, 3 могут совпадать по своим геометрическим и теплофизическим свойствам и могут быть расположены или на одной высоте скважины 1, или на разных ее высотах (последний случай на чертежах не приведен).

Перемещение т.ч.э. 2, 3 вдоль скважины 1 осуществляется с помощью СПУ 5.

Т.ч.э. 2, 3 подключены выходами ко вторичным аппаратурам, которые могут быть выполнены, например, в виде усилителей 6, 7 (фиг.2) с перестраевыми коэффициентами усиления.

В состав термоанемометра входит также нагреватель т.ч.э. 3, выполненный, например, в виде стабилизированного источника 8 тока (подробно термоанемометр не описывается ввиду его длительной известности).

Схема системы также содержит два аналого-цифровых преобразователя 9, 10 (АЦП 9, 10), вычитающее устройство 11 (ВУ 11) и регистратор 12, выполненные, например, в виде компьютера.

Для случая расположения т.ч.э. 2, 3 термометра и термоанемометра на различных высотах Δh возникает необходимость в присутствии в схеме линии задержки 13 (ЛЗ 13), подключаемой через систему тумблеров 14…17 в цепь термометра или термоанемометра в зависимости от направления их движения (вверх или вниз). Тумблеры 14…17 могут быть выполнены и в виде одного переключающего тумблера с одной ручкой управления.

Схема электрических соединений представлена на фиг.2.

Т.ч.э. 2 через усилитель 6, тумблер 16 и АЦП 9 подключен ко входу ВУ 11. Т.ч.э. 3 через усилитель 7, тумблер 17 и АЦП 10 подключен к другому входу ВУ 11.

Выходы АЦП 9 и ВУ 11 подключены к входам регистратора 12.

Нетрудно заметить, что в представленной на фиг.2 аппаратуре термоанемометр выполнен по схеме с косвенным подогревом т.ч.э. 3. Возможны и другие случаи реализации каротажной системы.

Система работает следующим образом.

Как и любая контрольно-измерительная система проходит предварительную метрологическую аттестацию в лабораториях или заводских условиях.

С помощью усилителей 6, 7 и стабилизированного источника 8 тока происходит настройка и градуировка системы для различных температур перегрева т.ч.э. 3 термоанемометра и значений скоростей U каротажа.

Система для любой скорости U каротажа настраивается таким образом, чтобы выходной сигнал термоанемометра был равен нулю. А с помощью усилителей 6, 7 т.ч.э. 2, 3 подстраиваются на одинаковую чувствительность к температуре Т. Тогда появление выходного сигнала у термоанемометра будет указывать на присутствие в скважине перетоков флюида со скоростью V.

В зависимости от направления движения т.ч.э. 2, 3 ЛЗ 13 с помощью тумблеров 14…17 подключается к цепям термометра или термоанемометра (если в системе реализуется случай с расположением т.ч.э. 2, 3 на различных высотах).

Время t_з задержки в ЛЗ 13 задается, исходя из формулы: , где Δh - расстояние между т.ч.э. 2, 3.

При эксплуатации системы т.ч.э. 2, 3 термометра и термоанемометра опускаются или поднимаются вдоль или параллельно оси скважины 1.

При прохождении зон, примыкающих к слоям 14, 15 горных пород с другими теплофизическими свойствами по сравнению с фоном, термометр выдаст сигнал, пропорциональный значениям температуры Т отличной от фоновой. При этом на термокаротажной кривой появится аномальное распределение температуры.

Поскольку чувствительности термометра и термоанемометра к температуре совпадают, то на выходе термоанемометра (выходе ВУ 11) будет нулевой сигнал.

При прохождении зоны 16 перетоков флюида со скоростью V на выходе термоанемометра появится выходной сигнал, регистрируемый регистратором 12.

Таким образом, возможности термического каротажа расширены по сравнению с прототипом. Появилась возможность однозначной интерпретации результатов термического каротажа в случае присутствия в скважине стационарных температурных аномалий и перетоков флюида.

1. Термическая каротажная система для обследования технического состояния скважин, содержащая термометр, термочувствительный элемент которого закреплен на каротажном кабеле, спускоподъемное устройство, первую вторичную аппаратуру, вход которой подключен к выходу термочувствительного элемента термометра, и регистратор, отличающаяся тем, что дополнительно содержит термоанемометр, термочувствительный элемент которого закреплен на определенном расстоянии от термочувствительного элемента термометра со второй вторичной аппаратурой, вычитающее устройство и первый и второй аналого-цифровые преобразователи, при этом выходы первой и второй вторичной аппаратуры подсоединены соответственно через первый и второй аналого-цифровые преобразователи ко второму и первому входам вычитающего устройства, выход которого подключен к первому входу регистратора, ко второму входу которого подсоединен выход первого аналого-цифрового преобразователя.

2. Термическая каротажная система по п.1, отличающаяся тем, что термочувствительные элементы термометра и термоанемометра закреплены на каротажном кабеле на одной высоте скважины.

3. Термическая каротажная система по п.1, отличающаяся тем, что термочувствительные элементы термометра и термоанемометра закреплены на каротажном кабеле на разных высотах, а выходы первой или второй вторичной аппаратуры подключены ко входу соответственно первого или второго аналого-цифрового преобразователя через линию задержки.

4. Термическая каротажная система по п.1, отличающаяся тем, что первая или вторая вторичные аппаратуры выполнены в виде усилителей с перестраиваемыми коэффициентами усиления, а регистратор и вычитающее устройство - в виде компьютера.

Способ обеспечивает определение объема отсепарированного попутного нефтяного газа (ПНГ) в установке предварительного сброса воды (УПСВ) или дожимной насосной станции (ДНС).

Акустический способ определения места перетока флюида в заколонном пространстве скважины // 2500888

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения качества цементирования скважин. Акустический способ определения места перетока флюида в заколонном пространстве скважины заключается в равномерном перемещении вдоль скважины акустического преобразователя и отработке полученного на его выходе шумового сигнала, по которому судят о глубине расположения места перетока флюида.

Термический способ исследования технического состояния скважины // 2500887

Изобретение относится к гидрогеологии, бурению и эксплуатации скважин и может быть использовано для проведения геофизических исследований технического состояния скважин.

Система и способ для минимизации поглощения бурового раствора // 2500884

Изобретение относится к системе и способу минимизации поглощения бурового раствора в пределах подземных пластов-коллекторов. Техническим результатом является снижение потерь материалов и повышение эффективности эксплуатации скважин.

Пакер гарипова с электронным измерительным прибором (варианты) и способ для его реализации // 2500879

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к пакерам с электронным измерительным прибором и способам для их реализации. Обеспечивает повышение эффективности эксплуатации скважины.

Способ определения низкопроницаемых пластов в бурящейся скважине // 2499137

Изобретение относится к геофизическим способам исследования скважин: каротаж-активация-каротаж, в частности к определению низко проницаемых пластов в бурящейся скважине.

Способ оптимизации добычи в скважине с искусственным подъемом // 2496974

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Предложен способ оптимизации добычи в скважине, в котором управляют системой искусственного подъема в стволе скважины, отслеживают множество параметров добычи на поверхности и в стволе скважины.

Система и способ коррекции направления ствола скважины на основе поля напряжений // 2496003

Изобретение относится к способу и системе коррекции траектории ствола скважины. Техническим результатом является использование данных, полученных в режиме реального времени, для уточнения модели напряжений для данного региона, так что траекторию можно непрерывно корректировать для достижения оптимального соотношения с измеренными характеристиками напряжений данного региона.

Байпасная система скважинной насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации скважины, имеющей, по меньшей мере, два пласта, байпасная система скважинной насосной установки для одно- и многопластовых скважин и способ байпасирования для проведения исследования скважин // 2495280

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи углеводородов и проведения исследований и скважинных операций в скважине без подъема насосного оборудования.

Комплексный скважинный прибор // 2495241

Изобретение относится к геофизической технике и может быть использовано при проведении геофизических исследований и ремонтно-изоляционных работ в горизонтальных и наклонно-направленных действующих нефтяных, газовых и гидротермальных скважинах.

Способ определения целостности кольцевого уплотнения в скважине // 2507391

Изобретение относится к креплению скважин, в частности к способу определения целостности кольцевого уплотнения обсадной колонны в скважине. Техническим результатом является снижение трудозатрат на обеспечение качественного уплотнения межтрубного пространства в скважине. Предложенный способ определения целостности кольцевого уплотнения в скважине содержит несколько этапов. На первом этапе обеспечивают характеристический отклик, связанный с геологической формацией, обеспечивающей эффективное кольцевое уплотнение вокруг секции обсадной трубы, размещенной в скважине. На втором этапе осуществляют спуск, по меньшей мере, одного скважинного прибора в выбранную скважину, проходящую через геологическую формацию, для получения ответной информации, связанной со свойством геологической формации. На третьем этапе производят сравнение ответной информации от выбранной скважины с характеристическим откликом для определения образования геологической формацией эффективного кольцевого уплотнения вокруг секции обсадной трубы, размещенной в выбранной скважине. 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ контроля коррозионного состояния обсадных колонн скважин // 2507394

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при контроле коррозионного состояния обсадных колонн (ОК) и насосно-компрессорных труб (НКТ) скважин. Техническим результатом является контроль коррозионного состояния ОК и НКТ скважин прямым методом исследования. Способ заключается в перемещении вдоль контролируемого участка обсадной колонны измерительного скважинного зонда и регистрации его показаний на различных глубинах обсадной колонны, по значениям которых проводят контроль коррозионного состояния обсадных колонн. В качестве перемещаемого вдоль контролируемого участка измерительного скважинного зонда применяют толщиномер. При этом регистрацию показаний толщиномера на различных глубинах обсадной колонны проводят в различные моменты времени в процессе развития коррозионного состояния обсадной колонны с последующим сравнением значений показаний, полученных в различные моменты времени. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Забойная телеметрическая система // 2509210

Изобретение относится к бурению скважины и может быть использовано для контроля забойных параметров и каротаже в процессе бурения. Техническим результатом является повышение качества исследования скважины за счет увеличения надежности передачи информации от забоя на поверхность. Предложена забойная телеметрическая система, содержащая соединенные между собой модуль электрогенератора-пульсатора, модуль инклинометра и модуль гамма-каротажа, включающие телеметрические блоки. При этом указанная телеметрическая система дополнительно содержит блок анализа и управления коммутатором и коммутатор, соединенные с указанными модулями. Причем вход блока анализа и управления коммутатором соединен с выходом блока управления пульсациями модуля гамма-каротажа и первым входом коммутатора. А выход блока анализа и управления коммутатором соединен с входом управления коммутатора. Кроме того, второй вход коммутатора соединен с выходом блока управления пульсациями модуля инклинометра, а выход коммутатора соединен с входом пульсатора, установленным в модуле электрогенератора-пульсатора. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство для скважинных измерений // 2513073

Изобретение относится к способу и устройству для скважинных измерений для контроля и управления нефтяными и газовыми эксплуатационными, нагнетательными и наблюдательными скважинами и, в частности, к способу и устройству для контроля параметров ствола скважины и пласта в месте залегания. Техническим результатом является точный контроль параметров ствола скважины и пласта. Устройство включает беспроводной блок датчика (WSU), расположенный снаружи секции немагнитной обсадной колонны и включающий датчик для измерения давления и/или температуры окружающей среды, при этом блок WSU может быть установлен или позиционирован на любой высоте ствола скважины, а питание блока WSU осуществляется с помощью сбора энергии. Причем частота индукционного сигнала лежит в диапазоне 10-1000 Гц для глубокого проникновения через немагнитную обсадную колонну. Внутренний блок питания датчика (SEU) размещен внутри обсадной колонны ствола скважины и используется для питания блока WSU и связи с ним, при этом блок SEU закреплен на буровой трубе или на конструкции оснащенной скважины с помощью трубы, имеющей резьбу, которая позволяет регулировать его положение по высоте, причем блок SEU преобразует мощность питания постоянного тока, подаваемого по кабелю с поверхности, в переменное электромагнитное поле, обеспечивающее питание для блока WSU, расположенного снаружи обсадной колонны. При этом блоки SEU и WSU используют электромагнитную модуляцию для обеспечения обмена данными между этими двумя компонентами. Причем блоки SEU и WSU выполнены с возможностью их расположения в точности на одной высоте. 2 н. и 50 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения с электромагнитным каналом связи // 2513432

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, а именно к приборам для измерений геофизических и технологических параметров в процессе бурения. Техническим результатом является повышение информативности измерений и точности геонавигации в процессе бурения за счет расположения зонда для измерения удельного электрического сопротивления на максимально близком расстоянии к долоту в наддолотном модуле (НДМ). Устройство по изобретению содержит забойную телеметрическую систему (ЗТС), включающую бурильную колонну, корпус, блок питания, измерительные модули, приемо-передающий модуль, электрический разделитель, выполненный в виде отдельного переводника. НДМ установлен непосредственно над долотом. При этом долото состоит из корпуса с центральным промывочным отверстием, на котором размещен центральный электрод. В свою очередь центральный электрод расположен между изоляторами и электрически изолирован от корпуса, в котором расположены электрические схемы, измерительные датчики, источник питания и передающее устройство. При этом НДМ снабжен зондом измерения удельного электрического сопротивления пласта, включающим измеритель тока, соединенный с низом бурильной колонны и центральным электродом указанного модуля, и измеритель разности потенциалов между низом бурильной колонны и центральным электродом указанного модуля. Кроме того, выходы измерителя тока и указанного измерителя разности потенциалов соединены с выходным узлом передающего устройства НДМ. 4 ил.

Интегрированная система непрерывного наблюдения // 2513600

Изобретение относится к исследованию скважин и может быть использовано для непрерывного контроля параметров в скважине. Техническим результатом является упрощение конструкции системы наблюдения за параметрами в скважине. Предложена система наблюдения в скважине, включающая датчики, в частности, давления и температуры, кабель, соединяющий скважинную систему наблюдения и устье скважины. При этом устье скважины содержит электрический вывод устья, имеющий телеметрическую систему сбора данных и источник питания для скважинной системы наблюдения. Кроме того, электрический вывод устья содержит командный модуль для скважинной системы наблюдения и модуль хранения данных с микропроцессором. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для исследования открытых стволов многозабойных горизонтальных скважин // 2513743

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к геофизическим исследованиям открытых стволов многозабойных горизонтальных скважин. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности работы устройства в открытых стволах многозабойных скважин. Устройство для исследования открытых стволов многозабойных горизонтальных скважин содержит спускаемый в скважину на толкателе, выполненном в виде колонны пустотелых герметичных труб, геофизический прибор, обеспечивающий проведение исследований. При этом на нижнем конце устройства установлен гидравлический отклонитель, обеспечивающий доступ геофизического прибора в открытый ствол многозабойной скважины под действием избыточного давления жидкости в колонне труб. Кроме того, геофизический прибор выполнен автономным и эксцентрично установлен в защитном контейнере. Причем корпус защитного контейнера оснащен окнами для проведения геофизических исследований в открытом стволе горизонтальной многозабойной скважины. А внутри корпуса защитного контейнера выполнен гидравлический канал, сообщающий внутренние пространства колонны пустотелых герметичных труб и гидравлического отклонителя через полое гибкое сочленение. 2 ил.

Способ исследования многозабойной горизонтальной скважины // 2513961

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при гидродинамических исследованиях многозабойных скважин. Предложен способ исследования многозабойной горизонтальной скважины, содержащий этапы, на которых осуществляют спуск в скважину глубинного прибора, проведение гидродинамических исследований и извлечение геофизического прибора из многозабойной горизонтальной скважины. При этом перед спуском глубинного прибора на устье многозабойной горизонтальной скважины на нижний конец колонны труб устанавливают гидравлический отклонитель с легкоразбуриваемой сбивной насадкой с калиброванным отверстием и фиксирующим срезным штифтом. Спускают колонну труб с гидравлическим отклонителем с одновременной промывкой до интервала зарезки исследуемого бокового ствола. Причем в процессе спуска колонну труб оснащают пусковыми клапанами. Затем создают избыточное гидравлическое давление в колонне труб и спускают ее в исследуемый боковой ствол и увеличивают избыточное давление в колонне труб до разрушения срезного штифта и отсоединения сбивной насадки от гидравлического отклонителя. Далее на устье скважины соединяют глубинный прибор с жестким кабелем и спускают его в колонну труб до выхода из колонны и размещения его в исследуемом боковом стволе. После чего вызывают приток жидкости из пласта закачкой газа в межколонное пространство через пусковые клапаны и производят гидродинамические исследования в исследуемом боковом стволе проталкиванием глубинного прибора до его забоя. После проведения гидродинамических исследований последовательно извлекают жесткий кабель с глубинным прибором из колонны труб и колонну труб с гидравлическим отклонителем. Техническим результатом является повышение точности и эффективности проведения гидродинамических исследований в боковых стволах многозабойной горизонтальной скважины. 2 ил.

Способ мониторинга и управления добывающей нефтяной скважиной с использованием батарейного питания в скважине // 2515517

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к мониторингу и управлению добывающей нефтяной скважиной. Технический результат направлен на повышение нефтедобычи, коэффициента извлечения нефти (КИН) из пласта или нескольких пластов, дренируемых скважиной, за счет произведения прямого замера параметров газожидкостного столба на различных его уровнях, управления производительностью погружного насоса и дебитом нефтедобычи с учетом наиболее благоприятных условий нефтеотдачи пласта. Способ мониторинга и управления добывающей нефтяной скважиной, в котором осуществляют контроль параметров погружного насоса, предусматривают мониторинг параметров газожидкостного столба в скважине в области погружного насоса. Для чего размещают датчики на насосно-компрессорной колонне у погружного насоса. Получают результаты измерений на поверхность, обрабатывают и используют эти результаты для управления погружным насосом при нефтедобыче. При этом мониторинг параметров газожидкостного столба в скважине осуществляют на различных его уровнях, включая положение динамического уровня и его расстояние до погружного насоса. Датчики размещают на нескольких фиксированных уровнях насосно-компрессорной колонны (НКТ). Предусматривают размещение на НКТ твердотельных батарей для автономного электрического питания. Эти возможности и результаты используют при управлении производительностью погружного насоса для поддержания депрессии и параметров газожидкостного столба в скважине, соответствующих равновесию между дебитом нефтеотдачи пласта или пластов и дебитом нефтедобычи скважины при максимально допустимой производительности насоса. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ проведения газогидродинамических исследований и установка для его осуществления // 2515622

Группа изобретений относится к области газовой промышленности и может быть использована для проведения газогидродинамических исследований движения газожидкостных потоков с включением механических примесей, например, процессов добычи газа в нефтегазовой отрасли, связанной с изучением процессов движения газожидкостных потоков в вертикальных, наклонных трубопроводах и отдельных устройствах. Технический результат изобретений заключается в обеспечении возможности наблюдения количественных изменений и улучшении качества визуализации происходящих в объеме и по высоте лифтовой колонны труб процессов, следовательно, - повышении точности результатов проводимых газогидродинамических экспериментов и уменьшении времени их анализа. Технический результат группы изобретений достигается за счет введения источника излучения, установленного с возможностью освещения лифтовой колонны труб, у которой один участок изготовлен из прозрачного материала с нанесенными на нем делениями, и осуществления фоторегистрации и записи панорамных изображений в память блока обработки информации. Проведение измерений и фоторегистрацию результатов эксперимента проводят в синхронном режиме. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.