Устройство для мониторинга и эксплуатации скважин

Изобретение относится к горной и нефтегазовой отраслям промышленности и может быть использовано при эксплуатации и тестировании горизонтальных скважин для исследования реальных фильтрационных потоков продуктивного пласта. Устройство для мониторинга и исследования скважин, закрепленное на участках базовой трубы, содержит цилиндрический корпус, выполненный в виде кожуха, представляющего собой стальную перфорированную трубу со сквозными отверстиями. По краям кожуха расположены кольца, закрепленные при помощи сварки, при этом на каждом кольце имеется ряд резьбовых отверстий, в которых вкручены установочные винты, внутри кожуха концентрично установлен закрепленный между кольцами экран, при этом в зазоре между кожухом и экраном равномерно по всей окружности располагаются трассеры, выполненные в виде хрупких тонких прутков, количество которых определяется геометрическими размерами экрана, кожуха, поперечными размерами трассеров, а их свойства определяются составом флюида. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к горной и нефтегазовой промышленности, и может быть использовано при эксплуатации и тестировании - скважин для исследования реальных фильтрационных потоков продуктивного пласта.

Известно устройство для исследования горизонтальных скважин Устройство содержит спускаемый в горизонтальную скважину на каротажном кабеле геофизический прибор, обеспечивающий измерение расхода и состава жидкостей в скважине. К геофизическому прибору жестко прикреплены поплавковые элементы, представляющие собой воздухонаполненные герметичные отрезки труб. Средняя плотность поплавковых элементов вместе с геофизическим прибором меньше плотности нефти, откачиваемой из скважины. К поплавковому элементу прикреплен толкатель, выполненный в виде колонны пустотелых герметичных труб, средняя плотность которых близка к плотности откачиваемой из скважины нефти. Внутри труб толкателя проходят токоподводящие жилы к геофизическому прибору. К толкателю прикреплен груз-двигатель, выполненный в виде колонны утяжеленных труб, через который пропущен каротажный кабель, подсоединенный к токоподводящим жилам толкателя. Длина толкателя соответствует суммарной длине горизонтального и искривленного участков скважины. Груз-двигатель имеет такую массу, что усилие, развиваемое весом груза-двигателя при спуске устройства в скважину, достаточно для проталкивания геофизического прибора поплавковыми элементами посредством толкателя к забою скважины.

Патент RU №2114298, МПК Е21В 47/01, опубл. 27.06.1998.

Недостатком данного устройства является невозможность определения обводняющего интервала открытого ствола скважины, так как из-за наличия поплавковых элементов прибор лишь частично взаимодействует со стенками исследуемого ствола только в момент снижения плотности потока скважинной жидкости.

Известен способ определения дебитов воды, нефти, газа с использованием расходомерного устройства, содержащего блок управления и считывания, включающий установку на скважине, по меньшей мере, одной камеры, содержащей трассера -метки с последующим количественным контролем скважинного флюида на содержание трассера -метки в потоке скважинного флюида, причем камера выполнена с возможностью высвобождать трассера -метки под внешним воздействием. При реализации способа камеру устанавливают на оборудовании заканчивания и/или на устье скважины, через которые проходит добываемый из скважины флюид, в которой установлена, по меньшей мере, одна емкость в виде контейнера или матрицы, причем контейнер или матрица выполнены с возможностью растворяться или разлагаться под действием воды и устойчивого к действию углеводородной среды, или растворяться или разлагаться только в углеводородной среде с устойчивостью к воде и углеводородному газу, или растворяться или разлагаться только при воздействии углеводородного газа, при этом контейнер или матрица каждого вида содержит трассеры -метки с различными физико-химическими свойствами.

Патент RU 2569143, МПК Е21В 47/11, опубл. 20.11.2015

Известен способ контроля за разработкой месторождения углеводородов с использованием трассера-метки, причем устанавливают на спускаемом оборудовании и затем опускают в скважину на заранее определенное расстояние от устья скважины, по меньшей мере, один контейнер, содержащий трассера метки, с последующим контролем скважинного флюида или газа на содержание трассера-метки, причем корпус контейнера выполнен из материала, способного растворяться либо разлагаться под действием воды либо газа и устойчивого к действию углеводородной среды. Патент RU 2482272, МПК Е21В 47/11, опубл. 20.05. 2013

Недостатком известного способа следует признать его малую информативность.

Технической задачей представленного изобретения является количественная и качественная оценка интервальных долей притока жидкости в скважине и вывод ее на технологический режим отбора флюида, снижение трудоемкости и повышение производительности труда при эксплуатации скважин.

Данная задача решается за счет того что в устройстве для мониторинга и исследования скважин, закрепленное участках базовой трубы, содержащее цилиндрический корпус, цилиндрический корпус выполнен в виде кожуха, представляющего собой стальную перфорированную трубу со сквозными отверстиями, по краям кожуха расположены кольца, закрепленные при помощи сварки, при этом на каждом кольце имеется ряд резьбовых отверстий, в которых вкручены установочные винты повышенной твердости, внутри кожуха концентрично установлен закрепленный между кольцами экран, при этом в зазоре между кожухом и экраном равномерно по всей окружности располагаются трассеры выполненные в виде хрупких тонких прутков, количество которых определяются геометрическими размерами экрана, кожуха, поперечными размерами трассеров, а их свойства определяются составом флюида.

Кроме того сквозные отверстия выполнены цилиндрическими.

Кроме того сквозные отверстия выполнены овальными.

Кроме того сквозные отверстия выполнены прямоугольными.

Кроме того сквозные отверстия расположены равномерно по всей длине кожуха.

Кроме того сквозные отверстия расположены вдоль по всей длине кожуха.

Кроме того сквозные отверстия расположены поперек по всей длине кожуха.

Кроме того сквозные отверстия расположены в шахматном порядке по всей длине кожуха.

Кроме того экран может быть выполнен многосекционным, состоящим из нескольких элементов, соединенных ступенчатыми стыковочными кольцами, установленными внутри кожуха, при этом длина элементов определяется длиной трассеров.

Кроме того толщина стенки кожуха предварительно рассчитывается на смятие, разрыв и кручение.

Кроме того экран может быть выполнен перфорированным.

Кроме того количество винтов, их размер и момент закручивания, допускаемые осевые и круговые нагрузки рассчитываются исходя из условий эксплуатации.

Изобретение поясняется чертежами:

Фиг. 1 - общий вид устройства для исследования скважин.

Фиг. 2 - общий вид устройства для исследования скважин - модификация

исполнения при различной длине трассеров.

Фиг. 3-сечение А-А - по узлу крепления.

Фиг. 4 - сечение Б-Б

Фиг. 5 - вид В - узел крепления

Фиг. 6 - вид Г - узел стыковки экранов и трассеров разной длины

Фиг. 7 - вид Д - фрагмент поперечного сечения устройства для исследования скважин.

Устройство для исследования и эксплуатации скважин включает в себя непосредственно цилиндрический корпус в виде кожуха 1, представляющий собой стальную перфорированную трубу со сквозными отверстиями, выполненными различной формы, например, цилиндрической, овальной, прямоугольной, при этом сквозные отверстия выполнены калибровкой с повышенной точностью и высокой чистотой поверхности расположены равномерно по всей длине кожуха. Сквозные отверстия могут быть расположены вдоль и поперек перфорированной трубы, а также в шахматном порядке.

Толщина стенки кожуха 1 предварительно рассчитывается на смятие, разрыв и кручение.

По краям кожуха 1 расположены кольца 2, со ступенчатым внутренним отверстием, закрепленные при помощи сварки. На каждом кольце имеется ряд резьбовых отверстий, в которых вкручены установочные винты 3 повышенной твердости, позволяющие закрепить устройство на любом участке базовой трубы с невозможностью осевого сдвига и прокручивания при значительных нагрузках.

Количество винтов, их размер и момент закручивания, допускаемые осевые и круговые нагрузки рассчитываются исходя из условий эксплуатации. Между кольцами 2 внутри кожуха 1 концентрично установлен экран 4, который может быть выполнен перфорированным.

Кожух 1 и экран 4 зафиксированы в ступенчатом отверстии кольца 2.

В зазоре между кожухом 1 и экраном 4 равномерно по всей окружности установлены трассеры 5 хромато-десорбционной системы (ХДС), выполненные в виде хрупких тонких прутков и представляющие собой монолитный полимерный материал с добавлением наполнителя и индикаторного соединения, количество которых определяются геометрическими размерами экрана, кожуха, поперечными размерами трассеров. Трассеры имеют разный состав нефте-, водо- и газорастворимых аналитов.

Экран 4, может быть выполнен многосекционным, состоящим из нескольких элементов, соединенных ступенчатыми стыковочными кольцами 6, установленными внутри кожуха 1, при этом длина элементов определяется длиной трассеров. (фиг. 2).

Устройство для мониторинга и исследования скважин устанавливается на любом участке базовой трубы с невозможностью осевого сдвига и прокручивания при значительных нагрузках, при этом сохраняется целостность хроматно-десорбционных систем (ХДС). При эксплуатации данного устройства флюид (нефте-, водо-, газообразная смесь) через отверстия перфорации кожуха 1 омывает расположенные внутри кожуха трассеры 5, в результате чего происходит выделение из структуры трассеров аналитов пропорционально содержанию во флюиде указанных фракций.

На устье осуществляется отбор проб и выполняется лабораторный анализ хроматографическими методами и математическая интерпретация состава притока. Устройство позволяет проводить постоянный мониторинг обработку и хранение параметров измерений.

Конструкция устройства для исследования и эксплуатации скважин, кроме сохранности ХДС, обеспечивает также простоту и удобство при хранении, транспортировке, монтаже и эксплуатации данной системы.

1. Устройство для мониторинга и исследования скважин, закрепленное на участках базовой трубы, содержащее цилиндрический корпус, отличающееся тем, что цилиндрический корпус выполнен в виде кожуха, представляющего собой стальную перфорированную трубу со сквозными отверстиями, по краям кожуха расположены кольца, закрепленные при помощи сварки, при этом на каждом кольце имеется ряд резьбовых отверстий, в которых вкручены установочные винты, внутри кожуха концентрично установлен закрепленный между кольцами экран, при этом в зазоре между кожухом и экраном равномерно по всей окружности располагаются трассеры, выполненные в виде хрупких тонких прутков, количество которых определяется геометрическими размерами экрана, кожуха, поперечными размерами трассеров, а их свойства определяются составом флюида.

2. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что сквозные отверстия выполнены цилиндрическими.

3. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что сквозные отверстия выполнены овальными.

4. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что сквозные отверстия выполнены прямоугольными.

5. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что сквозные отверстия расположены равномерно по всей длине кожуха.

6. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что сквозные отверстия расположены вдоль по всей длине кожуха.

7. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что сквозные отверстия расположены поперек по всей длине кожуха.

8. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что сквозные отверстия расположены в шахматном порядке по всей длине кожуха.

9. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что экран может быть выполнен многосекционным, состоящим из нескольких элементов, соединенных ступенчатыми стыковочными кольцами, установленными внутри кожуха, при этом длина элементов определяется длиной трассеров.

10. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что толщина стенки кожуха предварительно рассчитывается на смятие, разрыв и кручение.

11. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что экран может быть выполнен перфорированным.

12. Устройство для мониторинга и исследования скважин по п. 1, отличающееся тем, что установочные винты выполнены повышенной твердости, позволяющие закрепить устройство на любом участке базовой трубы с невозможностью осевого сдвига и прокручивания при значительных нагрузках, а количество винтов, их размер и момент закручивания, допускаемые осевые и круговые нагрузки рассчитываются исходя из условий эксплуатации.