УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕБИТОВ И ПРИЕМИСТОСТИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ И СЛОЕВ ПОНИЖЕННОЙ, НИЗКОЙ И УЛЬТРАНИЗКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно, к устройствам определения дебитов и приемистости нефтяных пластов и слоев пониженной, низкой и ультранизкой продуктивности, объединенных в общий эксплуатационный объект скважины.
Известны скважинные устройства, предназначенные для оценки гидродинамических характеристик каждого из пластов, долю их участия в общей добыче по скважине, а также величину их текущей и конечной нефтеотдачи [Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. М., Недра, 1983. с.35-50].
3
Принцип действия известных устройств основан на вращении турбинки восходящим потоком скважинного флюида. По скорости вращения, которая пропорциональна объемному расходу жидкости определяют производительность исследуемого пласта, т.е. его дебит. Недостатком известных устройств является наличие в их конструкции вращающихся элементов, характеризующихся высоким коэффициентом трения, что не позволяет осуществлять измерение производительности нефтяных пластов и слоев, имеющих суточный дебит менее 2-3 м, т.е. исследовать работу отдельных нефтяных пластов и слоев пониженной, низкой и ультранизкой продуктивности, объединенных в общий эксплуатационный объект.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для определения дебита и приемистости нефтяного пласта, состоящее из корпуса и чувствительного элемента. Формирование импульсов давления происходит при прохождении флюидов заданных уровней в скважине. Затем измеряют интервалы времени между импульсами с последующим вычислением дебита пласта по отношению расстояния между заданными уровнями к интервалу времени между соответствующими импульсами [Авторское свидетельство №1151667, кл. Е21В 47/10, 47/06, 1985.].
Известное устройство характеризуется рядом существенных недостатков, основными из которых являются следующие. Во-первых, при пакеровки исследуемой зоны весь поток флюида направляется через ограниченный объем камеры, что приводит к искажению действительной скорости перемещения флюида. Во-вторых, при реализации устройства применяется шар с удельным весом меньшим плотности пластового флюида, в связи с чем на результаты измерения накладывается собственная скорость всплытия шара в жидкости. Возникающие при этом искажения существенно снижают точность измерения скорости перемещения пластового флюида, а соответственно искажают истинную величину дебита нефтяного пласта. Оба вышеперечисленных недостатка приводят к большой погрешности измерения скорости перемещения пластового флюида, а соответственно - к погрешности измерения дебита исследуемого пласта. Другим существенным недостатком известного устройства является то, что информационные импульсы давления формируются восходящим потоком пластового флюида путем продавливания шара через отверстие в перегородке за счет возникающего местного перепада давления. При исследовании низкодебитных пластов, характеризующихся невысокими скоростями перемещения пластового флюида возникающий местный перепад давления недостаточен для проталкивания шара через отверстие в перегородке, в результате чего процесс измерения не выполним. Еще одним существенным, недостатком известного устройства является применение в конструкции для его реализации управляемого пакера, который с одной стороны не обеспечивает полную изоляцию исследуемого пласта от соседнего, что снижает точность измерения, с другой стороны существенно усложняет конструкцию прибора, а соответственно снижает надежность его работы в скважинных условиях.
Целью полезной модели является повышение точности измерения дебита и приемистости каждого нефтяного пласта и слоя пониженной, низкой и ультранизкой продуктивности, объединенных в общий эксплуатационный объект, а также упрощение конструкции расходомера с целью повышения надежности его работы в скважинных условиях.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения дебита и приемистости нефтяных пластов пониженной, низкой и ультранизкой продуктивности, содержащем корпус и чувствительный элемент, согласно изобретения, корпус выполнен в виде нескольких продольных стержней с размещенными между ними чувствительными элементами и снабжен верхней и нижней камерами с турникетами, между которыми установлены измерительные датчики, при этом суммарная площадь поперечного сечения продольных стержней в несколько раз меньше площади фактического сечения ствола скважины
Указанные признаки обеспечивают минимизацию погрешности измерения, а соответственно позволяют проводить более точное измерение дебита и приемистости нефтяных пластов и слоев пониженной, низкой и ультранизкой продуктивности.
На фиг.1 представлено предложенное устройство.
На фиг.2 - устройство в процессе работы.
Устройство состоит из корпуса, выполненного в виде продольных стержней 1, нижней 2 и верхней 3 приемных камер, измерительных датчиков 4 и 5, в качестве которых могут быть использованы вихретоковые индуктивные преобразователи, чувствительных элементов 6, выполненных, например, в виде шаров с различной плотностью турникетов 7 и 8 однонаправленного действия, электронного блока 9, центраторов 10 и кабельной головки 11. Спуск устройства в скважину производится на геофизическом каротажном кабеле 12. (Фиг.1).
Принцип действия устройства на примере исследования работающего пласта или слоя состоит в следующем.
Перед началом исследования опускают устройство на несколько метров ниже низлежащего продуктивного пласта (слоя), при этом его открытая область, между стержнями 1 заполняется пластовым флюидом, а шары 6 перемещаются через однонаправленный турникет 8 в приемную камеру 3. На следующем этапе, по команде с поверхности открывают турникет 8 и одновременно приподнимают расходомер в зону исследуемого пласта. В процессе подъема устройства шары 6 перемещаются вниз и через однонаправленный турникет 7 попадают в приемную камеру 2. При перемещении шаров 6 в камеру 2 они пересекают зону измерительных датчиков 5 и 4, в результате чего происходит изменение магнитного поля датчиков. При изменении магнитного поля датчиков в них формируются электрические импульсы, которые по каротажному кабелю поступают в наземную приемную аппаратуру. Для распознавания датчиков, поступающим от них сигналам в электронном блоке 9 придаются соответствующие отличительные признаки, например, разнополярность, благодаря чему в наземной аппаратуре фиксируются не просто моменты прохождения шарами датчиков, но и факт пересечения шарами конкретного датчика (Фиг.2).
После выполнения операции установки устройства в зоне исследуемого нефтяного пласта (слоя) производится собственно процесс измерения. Для этого, по сигналам с поверхности осуществляется поочередное открывание турникета 7, а соответственно поочередный выпуск шаров 6, которые под действием восходящего потока пластового флюида перемещаются в верхнюю приемную камеру 3. В момент прохождения шарами 6 измерительных датчиков 4; 5 в последних формируются электрические сигналы, которые по каротажному кабелю 12 поступают на поверхность и приемной наземной аппаратурой регистрируется интервал времени прохождения шарами фиксированного расстояния между датчиками. При этом, команды на очередное открывание турникета 7 поступают только в том случае, если приемной аппаратурой зарегистрирована информация о прохождении предыдущим шаром измерительных датчиков 4 и 5. Итоговым результатом проведенных измерений является регистрация интервалов времени прохождения шарами фиксированного расстояния между измерительными датчиками (L=Const), по которым в совокупности с известным объемом исследуемого интервала скважины определяют дебит нефтяного пласта (слоя) на заданной глубине.
На следующих этапах аналогичным способом производится измерение производительности вышележащих пластов и слоев.
Следует отметить, что перед проведением исследований в устройство устанавливаются шары, имеющие различную градацию плотности, но близкую к плотности скважинного флюида, определенной экспериментальным путем. В связи с этим возможны варианты, при которых в верхнюю приемную камеру переместятся, например, из трех шаров только два, так как плотность третьего шара (последнего по счету) может оказаться выше плотности скважинного флюида. В этом случае, наряду с измерением дебита нефтяного пласта (слоя) с помощью предлагаемого способа и устройства может быть осуществлена также оценка фактической плотности скважинного флюида.
Предлагаемое устройство предназначено для решения и второй задачи, сущность которой состоит в определение приемистости нефтяных пластов и их обособленных нефтяных слоев в нагнетательных скважинах.
Для решения этой задачи производят спуск устройства в зону исследуемого нефтяного пласта таким образом, чтобы шары 6 разместились в верхней приемной камере 3. Затем, по командам с поверхности, передаваемым по каротажному кабелю 12 осуществляют поочередное открывание турникета 8 для пошагового выпуска шаров. Каждый шар, вместе с потоком закачиваемой воды движется в нижнюю приемную камеру 2, проходя при этом измерительные датчики 4 и 5. В момент пересечения шарами зоны измерительных датчиков в них формируются разнополярные электрические сигналы, с помощью которых регистрируется интервалы времени прохождения шарами фиксированного расстояния между датчиками. Итоговым результатом проведенных измерений является регистрация интервалов времени прохождения шарами фиксированного расстояния между измерительными датчиками, по которым в совокупности с известным объемом исследуемого интервала скважины определяют приемистость нефтяного пласта (слоя) на заданной глубине.