СКВАЖИННАЯ УСТАНОВКА ГАРИПОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОПЛАСТОВЫХ СКВАЖИН ПРИ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Изобретение относится к скважинной разработке, эксплуатации и исследованию многопластовых месторождений углеводородов, а именно к технике исследования при одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной и может быть использовано для добычи углеводородов из скважины.
В настоящее время при спуске многопакерной установки с кабелем и исследовательским прибором в скважину сталкиваются с проблемой случайного задира/пореза или обрыва кабеля и исследовательских приборов о муфтовые соединения эксплуатационной колонны, которые имеют на внутренней поверхности неровности, шероховатости и резьбу или другие механические изменения или повреждения, связанные с последствиями перфорации, гидроразрыва призабойной зоны скважин. При случайном повреждении и деформации кабеля и/или исследовательских приборов процесс монтажа одно-многопакерной установки в скважине ненадежен и низкоэффективен.
Известна скважинная установка, включающая контрольно-измерительные приборы, насос с хвостовиком и колонну труб, образующую ступени, каждая из которых включает пакер, разъединитель колонны и регулируемое штуцирующее устройство, при этом контрольно-измерительные приборы размещены на хвостовике и распределены по его длине так, что их местоположение находится в пределах зоны расположения каждой ступени /RU 2309246 CI, Е21В 43/14, опубл. 27.10.2007. Бюл. №30/.
Известно устройство для крепления автономных измерительных приборов на лифтовых трубах, включающее насосно-компрессорные трубы (НКТ), цилиндрическую шайбу с элементом крепления прибора в узле свинчивания двух отдельных труб ЛШ 22503 Ul, 7 Е21В 47/01, опубл. 2002.04.10/. Элементы крепления автономных измерительных приборов располагаются на наружной поверхности лифтовых труб (НКТ) между двух металлических продольных полос, приваренных параллельно между собой на расстоянии, превышающем диаметр прибора и имеющие на плоскости отверстия для установки крепежных элементов (болтов).
К недостаткам известного устройства можно отнести его ненадежность и невозможность определения параметров в трубном пространстве НКТ.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является скважинная установка для одновременно-раздельной разработки нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной, состоящая из колонны труб, разделенной пакерами на ступени, содержащие скважинные камеры, регулируемые штудирующие устройства (штуцеры, клапаны, регуляторы), телескопические соединения, разъединитель колонны, штуцирующие и измерительные устройства /RU 59139 Ul, Е21В 43/14, опубл. 10.12.2006. Бюл. №14/. Каждая ступень установки снабжена электропроводящим кабелем, верхний конец которого подсоединен к дистанционному блоку управления на дневной поверхности, а нижний соединен с прибором.
Недостатком прототипа и аналога является то, что не обеспечена возможность крепления кабеля и измерительных приборов для избежания деформации, обрыва, зацепа, повреждения кабеля и измерительных приборов во время спуска установки в скважину.
Техническим результатом является повышение точности расположения на заданной глубине пласта контрольно-измерительных приборов в скважине и надежности скважинной установки с пропущенными через нее кабелями и контрольно-измерительными приборами (КИП) и последующее безаварийное извлечение подвесного глубинного оборудования.
Указанный технический результат достигается тем, что скважинная установка для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов, состоит из колонны труб, разделенной пакерами на ступени, по меньшей мере, одна из которых снабжена контрольно - измерительным прибором с автоматическим дистанционным управлением, соединенным с электропроводящим кабелем. Новым является то, что ступень скважинной установки, снабженная контрольно-измерительным прибором, имеет, по меньшей мере, одно коммуникационное средство, в котором выполнено посадочное место с возможностью установки в нем контрольно-измерительного прибора. При этом в указанном коммутационном средстве выполнен, по меньшей мере, один гидравлический канал, предназначенный для соединения, при необходимости, трубного и/или затрубного пространств с посадочным местом. Указанное коммуникационное устройство представляет собой втулку или муфту, или переводник, или переходник, расположено выше интервала перфорации и имеет паз для укладки кабеля. Контрольно-измерительный прибор присоединен к посадочному месту коммуникационного устройства посредством, например, цангового захвата, протектора, переводника или переходника, муфты или втулки с резьбой или без. Гидравлический канал представляет собой паз или углубление, или щель. Скважинная установка может быть дополнительно снабжена, по меньшей мере, одной скважинной камерой, с установленным в ней регулируемым штуцирующим устройством и/или контрольно-измерительным прибором, при этом указанное коммутационное средство расположено над скважинной камерой, и демпферными элементами, установленными в посадочном месте.
Снабжение скважинной установки коммуникационным средством позволяет оперативно, безаварийно устанавливать скважинную установку с точной привязкой КИП к длине колонны труб (НКТ).
Коммуникационное средство позволяет использовать распорные механизмы и фиксаторы положения спускаемых устройств - контрольно-измерительных приборов с небольшим весом и диаметром и кабеля. Для удержания кабеля или КИП значительного по весу и размерам используются упоры и различные цанговые захваты и соединительные элементы, например, в виде клямс. Закрепление контрольно-измерительных приборов на коммуникационном средстве, расположенного в точно заданном месте напротив каждого пласта выше интервала перфорации, обеспечивает регистрирование информации о параметрах работы пласта или эксплуатационных объектов, записывание информации в память глубинных приборов с ее последующей передачей по кабелю на станцию управления одновременно-раздельно по каждому пласту при одновременно-раздельной разработке одной скважиной нескольких объектов. Все это позволяет в режиме реального времени оптимизировать работу скважины на многопластовом месторождении, повысить эффективность учета при разработке обводняющихся эксплуатационных объектов с низким пластовым давлением и высоким газовым фактором, в т.ч. при насосных способах добычи нефти.
На фиг.1 представлена скважинная установка, стрелками показано направление движения закачиваемого рабочего агента общий вид, на фиг.2 представлена ступень скважинной установки, на фиг.3-5 показаны различные выполнения коммуникационного средства.
Скважинная установка для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов, состоит из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) 1, разделенной пакерами 2 на ряд ступеней. Ступень скважинной установки содержит коммутационное средство 3, контрольно-измерительные приборы (КИП) 4 с автоматическим дистанционным управлением, которые соединены электропроводящим кабелем 5, пропущенным, при необходимости, через всю скважинную установку.
Коммутационное средство 3 может представлять собой, например муфту (фиг.3) или втулку (фиг.5), или переводник (переходник) (фиг.4). При выполнении коммуникационного средства в виде муфты оно может быть установлено вместо муфт, соединяющих НКТ 1. Если коммуникационное средство 3 выполнено в виде втулки, то оно установлено между муфтами НКТ 1, при этом втулка имеет с каждой стороны резьбы. А при выполнении коммуникационного средства 3, например, в виде переводника (переходника) оно расположено между муфтой НКТ 1 и трубой НКТ 1.
В скважинной установке могут быть размещены одна или ряд скважинных камер 6 (фиг.1), с расположенными в них регулируемыми штуцирующими устройствами и/или контрольно-измерительными приборами для измерения скважинных параметров пласта.
Кабель 5 связан через станцию управления 7 (наземный блок) с пультом оператора 8.
Скважинная установка размещена в эксплуатационной колонне таким образом, что коммутационное средство 3 расположено выше интервала перфорации 9, а при наличии скважинной камеры 6, выше нее.
В коммуникационном средстве для повышения надежности установки и выполнения защитных функций выполнено посадочное место 10 с возможностью установки в нем КИП 4 и, может быть, выполнен паз 11 для укладки кабеля 5, а также гидравлический канал 12, предназначенный для сообщения, при необходимости, соответственно трубного и/или затрубного пространств с посадочным местом 10. Гидравлический канал 12 может быть выполнен, например сверлением, фрезерованием и любым другим известным способом и иметь форму в виде паза или углубления, или щели, иметь различную конфигурацию. КИП 4 может быть вставлен или присоединен к посадочному месту 10, например, посредством цангового захвата, протектора, переводника или переходника, муфты или втулки с резьбой или без. Наружный диаметр коммуникационного средства 3, в частности, в зоне расположения посадочного места 10, выполнен больше наружного диаметра НКТ 1 для обеспечения крепления и расположения КИП 4 в затрубном пространстве с возможностью образования зазора между корпусом КИП с НКТ 1 и эксплуатационной колонны.
Корпуса КИП 4 с помощью демпферных элементов, в виде резиновых, эластичных полимерных уплотнений, установленных в посадочном месте 10, отделяются от НКТ 1 и от зажимных элементов фиксатора, протектера и т.п.
Скважинная установка работает следующим образом.
После проведения перфорации в эксплуатационной колонне подбирают с учетом геолого-технологических параметров для каждого эксплуатационного объекта оборудование для каждой ступени скважинной установки в отдельности: НКТ 1, пакера 2, скважинные камеры 6, регулируемые штуцирующие устройства, контрольно-измерительные приборы для исследования скважинных параметров, коммуникационные средства 3, кабель 5.
Затем начинают спуск подготовленной скважинной установки в следующем порядке. Подсоединяют (при необходимости) скважинную камеру 6 с регулируемым штуцирующим устройством, коммуникационное средство 3 с установленным в нем контрольно-измерительным прибором 4 и пакер 2. Далее в аналогичном порядке формируют вторую и если необходимо, третью ступени. Присоединяют колонну труб и спускают одну или несколько ступеней скважинной установки на заданную глубину.
Производят посадку сначала нижнего пакера, т.е. осуществляют установку нижней ступени. Затем выполняют посадку верхнего пакера, т.е. осуществляют установку верхней ступени установки.
После установки устьевого оборудования и герметизирующего сальникового устройства запускают скважину, например, в фонтанную эксплуатацию или под закачку (фиг.1). Использование скважинной установки с коммуникационными средствами позволяет с высокой надежностью спустить скважинную установку на заданную глубину.
Кабель 5 присоединяют к станции управления 7 и далее с пультом оператора 8 и начинают регистрировать требуемые параметры при помощи КИП 4, установленного на коммуникационном устройстве 3 с точной фиксированной, по мере труб, глубиной, по одному из пластов или по каждому пласту одновременно и раздельно в режиме реального времени. При этом осуществлена возможность осуществления замеров, как в трубном, так и затрубном пространствах посредством КИП 4 через гидравлический канал 12, соединяющий его, при необходимости, с трубным пространством (регистрирует параметры среды внутри НКТ 1), или с затрубным пространством.