СПОСОБ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЛАСТОВ НА ТРУБАХ
METHOD AND EQUIPMENT FOR HYDRODYNAMIC INVESTIGATIONS OF FORMATIONS ON PIPES

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при исследовании скважин трубными испытателями пластов с возможностью установки автономных глубинных приборов.
Одним из способов оценивания коллекторов нефтедобывающих скважин является опробование пласта на трубах. Существенным недостатком опробования пласта на трубах является низкая оперативность сбора данных в ходе операции испытания. Широко применяемые в скважинной аппаратуре запоминающие накопительные информационные устройства решают проблему достоверности измеряемых параметров в интервале исследования. Однако для извлечения, считывания и интерпретации накопленной информации на поверхности необходимо время, что снижает оперативность проведения исследований.
Применяемые в геофизике гидроимпульсные, акустические телеизмерительные системы и электромагнитная телеметрия через земную толщу в данном случае малоэффективны, так как имеют низкую скорость передачи сигналов, либо низкую точность, зависящую от наложения шумов и/или от характеристик пластов, окружающих скважину, а также от циркуляции скважинной жидкости.
Альтернативой известным способам двусторонней связи для передачи измерительной и управляющей информации между скважинным и наземным оборудованием в процессе исследования пласта являются:
- использование индуктивных соединительных муфт в бурильной колонне (РФ, патент №2140537, E21B 47/022, 1999 г.), по которым обеспечивается высокая эффективность передачи информации. Однако известный способ экономически невыгоден, поскольку для реализации данного способа требуется дорогостоящее оборудование с обеспечением специальных требований при эксплуатации и обслуживании;
- прием/передача геофизической информации по беспроводному электромагнитному
каналу связи с забоя на дневную поверхность (США, патент 5 945 923, G01V 3/00, 1999 г.) - экономически выгодный и простой в реализации способ. Недостаток указанного способа заключается в низкой информативности, поскольку не контролируется информация о распределении свойств пород вдоль исследуемого интервала, что при наличии неоднородностей породы по петрофизическим параметрам приводит к неким усредненным результатам исследований.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работ по исследованию пласта пластоиспытателями на трубах, повышение информативности и скорости расшифровки регистрируемых параметров.
Поставленная задача решается следующим образом.
По способу проведения гидродинамических исследований пластов на трубах, включающему спуск на трубах в интервал исследования компоновки оборудования для исследования пласта с измерителем автономного типа, герметизацию интервала исследования посредством пакера, создание посредством клапанной системы компоновки последовательности притоков флюида с одновременной регистрацией исследуемых параметров посредством измерителя автономного типа, проведение распакеровки интервала исследования по окончании исследований и извлечение на трубах компоновки оборудования на устье скважины с последующей расшифровкой записей измерителя автономного типа, согласно изобретению колонну труб предварительно оснащают посадочным гнездом, установленным выше пакера, а в процессе исследований в посадочное гнездо спускают на геофизическом кабеле съемный приемо-передающий модуль и производят регистрацию измеряемых параметров от измерителя автономного типа в заданном режиме времени, причем запуск измерителя автономного типа осуществляют импульсом давления, возникающего в момент открытия клапанной системы.
В оборудовании для исследования пластов на трубах, содержащем трубы, фильтр, пакер, испытатель пластов, датчики исследуемых параметров, клапанную систему и измеритель автономного типа, согласно изобретению датчики исследуемых параметров устанавливают в области фильтра внутри или снаружи последнего разнесенными относительно друг друга по продольной оси устройства. При этом число датчиков равно числу интервалов исследования, а каждый датчик установлен напротив своего интервала исследования и электрически связан посредством транзитной линии с измерителем автономного типа. Оборудование дополнительно оснащено установленным выше пакера посадочным гнездом и спускаемым в посадочное гнездо съемным приемо-передающим модулем на геофизическом кабеле, свободный конец которого соединен с наземным регистрирующим устройством.
Предложенный способ проведения гидродинамических исследований пластов на трубах и оборудование для его реализации имеют следующие отличительные особенности от аналогов и прототипа:
- беспроводной канал связи - обеспечивает без усложнения конструкции, повышение скорости, точности и надежности передачи информации, исключая влияния сопутствующих факторов - шумы, состояние среды и т.п.;
- регистрация и расшифровка в реальном режиме времени - обеспечивают повышение оперативности принятия решений, снижение простоя скважины;
- комбинированный канал связи - обеспечивает расширение функциональных возможностей, а именно - возможность работы как в реальном режиме времени, так и с отсроченной расшифровкой накопленной информации в зависимости от поставленной задачи исследований;
- загрузка данных от скважинного устройства происходит за счет единственного соединения, что делает коммуникацию ускоренной по сравнению с использованием нескольких соединений;
- съемный приемо-передаточный модуль на геофизическом кабеле повышает оперативность исследования, сокращает время простоя скважины, так как обеспечивает возможность извлечения информации, накапливаемой измерителем автономного типа, непосредственно в процессе проведения испытаний, без остановки скважины;
- размещение каждого из датчиков в области своего интервала исследований обеспечивает непосредственный контакт датчиков с исследуемой средой, повышая информативность исследуемого параметра и оперативность его регистрации;
- запуск работы измерителя автономного типа осуществляется импульсом давления, возникающего только в открытый период испытания, что позволяет экономно расходовать емкость батарей питания измерителя автономного типа, то есть продлевает срок работы измерителя автономного типа в скважине без подзарядки или замены батареи питания.
На чертеже показан вариант компоновки оборудования для реализации способа проведения гидродинамических исследований пластов на трубах.
Оборудование представляет собой колонну 1 бурильных/насосно-компрессорных труб, оснащенную в нижней части фильтром 2, выше которого в колонне 1 установлен измеритель автономного типа 3, оснащенный батареей питания (на чертеже не показано). В полости фильтра 2 смонтированы датчики 4 гидрогеологических параметров (давления, температуры, состава притока и т.п.), разнесенные с интервалом относительно друг друга, по оси фильтра и электрически связанные с устройством кабельного ввода 5 на торце фильтра 2. Измеритель автономного типа 3 электрическим кабелем 6 посредством устройства кабельного ввода 5 связан с датчиками 4. Выше автономного измерителя 3 в колонне 1 установлен запорно-поворотный клапан 7, над которым смонтировано посадочное гнездо 8 для размещения в нем съемного приемопередающего устройства 9. Приемо-передающее устройство 9 спускается в колонну 1 на геофизическом кабеле 10, свободный конец которого связан с наземным регистратором 11. Колонна 1 фиксируется в скважине пакер - якорем 12. Приемопередающее устройство 9 фиксируется в посадочном гнезде 8 механическим способом либо при помощи электрически управляемых выдвигающихся зацепов в конструкции посадочного гнезда 8 (на фиг. не показаны).
На практике предложенный способ для проведения гидродинамических исследований пластов на трубах реализуется следующим образом.
В скважину на колонне 1 бурильных/насосно-компрессорных труб опускают компоновку, состоящую из фильтра 2 с датчиками 4 годрогеологических параметров, пакера (или пакера-якоря) 12 с проложенным внутри электрическим кабелем 6 для связи датчиков 4 с измерителем автономного типа 3 посредством устройства кабельного ввода 5, измеритель автономного типа 3, испытателя пластов в виде запорно-поворотного клапана 7 и посадочного гнезда 8. Спущенную до интервала исследований, компоновку фиксируют в скважине пакер-якорем 12, осуществляя при этом разобщение подпакерной зоны от остального ствола скважины. Затем открывают запорно-поворотный клапан 7, сообщая тем самым подпакерную зону с внутренней полостью колонны 1 (первый открытый период). В это период датчиками 4 производится регистрация исследуемых параметров и запись их в измеритель автономного типа 3. В зависимости от поставленной задачи, в процессе первого открытого периода или после закрытия скважины для восстановления давления (закрытый период) в колонну 1 на геофизическом кабеле 10 спускают приемопередающее устройство 9, связанное с наземным регистратором 11 на устье скважины. Приемо-передающее устройство 9 фиксируют в посадочном гнезде 8. По импульсу гидравлического давления в момент открытия запорно-поворотного клапана 7 (в первый или последующий открытый период) измеритель автономного типа 3 начинает передавать данные от датчиков 4 (начиная с верхнего по отношению к фильтру) в виде электромагнитных сигналов, которые далее транслируются по геофизическому кабелю 10 в наземный регистратор 11. Управляющие команды с наземного регистратора 11 посредством приемо-передающего устройства 9 обеспечивают последовательность опроса датчиков 4 и производят их опрос в реальном режиме времени.
Приемо-передающее устройство 9 может быть оснащено дополнительно датчиками контроля геофизических параметров, данные от которых также по геофизическому кабелю 10 поступают в наземный регистратор 11, что в свою очередь позволяет расширить объем информации об исследуемом пласте.
Таким образом, предложенный комбинированный способ приема-передачи информации об исследуемом интервале пласта
- позволит оптимизировать процесс исследований,
- значительно повысить достоверность и скорость считывания и обработки получаемой информации,
- практическая реализация предложенного способа экономична, не требует специального дорогостоящего оборудования и материалов.