КОМПЛЕКТ ОСНАСТКИ ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО "КОЛТЮБИНГА"

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для выполнения разных технологий при ремонте и освоении скважин, а также при выполнении геолого-технических мероприятий по интенсификации добычи нефти и газа.
Известна различная оснастка, используемая при ремонте и освоении скважин (Е.И.Бухаленко, В.Е.Бухаленко. Оборудование и инструмент для ремонта скважин. М., Недра, 1991).
Недостатком этой оснастки является то, что она разнотипная, имеет разные силовые приводы, и ее приходится заново разрабатывать и создавать для каждого нового вида работ.
Этот недостаток частично устранен в устройстве, называемом «Колтюбинг» для нефтедобывающих предприятий, представляющем собой гибкую металлическую трубу, навиваемую на барабане диаметром от 5 м и более (www:fidmashnov.com).
Это устройство позволяет закреплять на конце трубы различные инструменты и выполнять различные работы в скважине.
Однако «Колтюбинг» нефтяников имеет целый ряд недостатков:
- из-за большой жесткости трубы и большого ее диаметра возможности «Колтюбинга» весьма ограничены;
- отсутствие на «Колтюбинге» насосов для подачи жидкости создает большие затруднения при необходимости подавать технологическую жидкость по трубе «Колтюбинга»;
- создать универсальный комплект оснастки для имеющего технологические ограничения «Колтюбинга» весьма затруднительно;
- приведенные недостатки нефтяного «Колтюбинга» не позволяют широко использовать его для многих работ, в том числе не позволяют использовать его в качестве геофизического «Колтюбинга» для выполнения нескольких десятков геофизических технологий;
- из-за сложности конструкции нефтяного «Колтюбинга» стоимость его работ настолько высокая, что от выполнения многих работ предприятия отказываются.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и создание геофизического «Колтюбинга».
Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенной полезной модели, является разработка комплекта оснастки, позволяющего создать универсальный и недорогой геофизический «Колтюбинг», имеющий возможность выполнять широкий спектр геофизических работ предложенным комплектом оснастки.
Указанный технический результат достигается тем, что комплект оснастки для геофизического «Колтюбинга» включает геофизический подъемник с геофизическим кабелем, имеющим внутреннее отверстие для подачи жидкости; барабан с навитым указанным геофизическим кабелем, имеющий устройство для подачи жидкости в кабель от насоса при вращающемся барабане; указанный насос высокого давления; бак с жидкостью, имеющий устройство для подогрева, подключенный к насосу и к скважине; бак для слива избыточной жидкости из скважины; узел для соединения баков; инструменты на конце кабеля, а именно: фреза, вращаемая жидкостью; сопло с отверстиями для очистки труб жидкостью; сопло для подачи кислот и поверхностно-активных веществ в скважину; сопло для подачи цементного раствора; сопло для подачи сыпучих материалов в скважину; раздуваемый пакер; струйный насос для понижения уровня жидкости в скважине; струйный насос с пакером для быстрого снижения давления под пакером; оснастка и клапаны для регулирования работы струйного насоса; прокалывающий перфоратор, работающий от давления жидкости, подаваемой по кабелю; имплозивный ловитель, засасывающий предметы входящей в ловитель струей жидкости; пульверизатор на поверхности для подачи в скважину жидких и сыпучих материалов; гидравлический трактор для доставки приборов в горизонтальную скважину; реактивные сопла для ввода кабеля с приборами в скважину с повышенным давлением флюида на устье; оснастку для гидроразрыва пласта; оснастку для промывки фильтра в зоне пласта; оснастку для гидроудара на пласт; оснастку для воздействия на пласт переменным давлением; оснастку для ускоренного определения кривой восстановления давления; оснастку для ускоренного определения дебита пласта; оснастку для добычи флюида в малодебитных скважинах с низким и сверхнизким пластовым давлением; оснастку для добычи нагретой воды из выработанной скважины, имеющей водопроявления; оснастку для редуцирования скважинного давления в трубке кабеля с целью измерения скважинного давления по давлению жидкости в трубке кабеля на поверхности; оснастку с вращающимся ершом для очистки колонны скважины и насосно-компрессорных труб; оснастку для гидравлической ловушки для извлечения оставленных в скважине приборов; гидравлический скребок для удаления гидрато-парафиновых образований; оснастку для подачи в скважину по кабелю с трубкой газированной жидкости для создания депрессии на пласт; аппаратуру для геофизических исследований и вторичного вскрытия скважин с воздействием при необходимости на пласт депрессией или репрессией; другую оснастку с приводом от давления подаваемой по геофизическому кабелю жидкости; другую оснастку с приводом от электрического тока, подаваемого в скважину по стенке внутренней трубки.
Включенный в комплект оснастки для геофизического «Колтюбинга» геофизический подъемник, во-первых, позволяет выполнять весь спектр геофизических работ, а, во-вторых,
его стоимость не превышает стоимость обычных геофизических подъемников, цена которых в несколько десятков раз меньше стоимости нефтяного «Колтюбинга».
Использование геофизического кабеля, имеющего внутреннюю трубку для подачи электроэнергии и жидкости под давлением, позволяет использовать в качестве энергоносителя не только электроэнергию, подаваемую в скважину по стенкам внутренней трубки, но и энергию высокого давления подаваемой жидкости. Кроме того, наличие трубки в кабеле позволяет установить насос для подачи жидкости в скважину в геофизическом подъемнике, что исключит потребность в насосном агрегате.
Установка в подъемнике барабана с кабелем, имеющего устройство для подачи жидкости в кабель от насоса при вращающемся барабане, позволяет использовать насос и энергию жидкости в процессе подъема и спуска кабеля, что значительно расширяет технологические возможности геофизического «Колтюбинга».
Расположение в подъемнике насоса высокого давления расширяет технологические возможности геофизического «Колтюбинга» и устраняет весьма большие расходы на приобретение специального насосного агрегата, передвигающегося на собственном шасси.
Включение в комплект оснастки бака с жидкостью, имеющего устройство для подогрева, подключенного к насосу и к скважине, позволяет, во-первых, прокачивать технологическую жидкость по закрытой кольцевой схеме, что значительно сокращает расход жидкости и затраты на нее, во-вторых, увеличивает производительность работ, выполнение которых требует подогрева зоны воздействия.
Наличие бака для слива избыточной жидкости из скважины обеспечивает, во-первых, размещение этой жидкости для соблюдения требований экологии, а, во-вторых, появляется возможность определить дебит скважины, приравняв его к объему полученной избыточной жидкости, появившейся в результате соответствующего воздействия на пласт для вызова притока флюида.
Узел для соединения баков позволяет «Колтюбингу» вести работы с подачей технологической жидкости по кольцевой схеме, а избыточная жидкость за счет притока из пластов перейдет при этом из одного бака в другой автоматически. Это значительно упрощает проблемы подсчета дебита и соблюдения экологии.
Установка на конце геофизического кабеля в качестве инструмента фрезы, вращаемой технологической жидкостью, обеспечивает выполнение фрезерных работ в скважине, например, работ по удалению гидратных и гидрато-парафиновых пробок.
Установка на конце кабеля сопла для подачи кислот и поверхностно-активных веществ в скважину обеспечивает очистку призабойной зоны пласта для увеличения дебита скважины.
Установка на конце кабеля сопла для подачи цементного раствора позволяет вести цементацию скважины, как при ее строительстве, так и при ремонтах, что значительно расширяет технологические возможности геофизического «Колтюбинга».
Включение в состав комплекта оснастки сопла для подачи сыпучих материалов в скважину позволяет подать в скважину, например, специальный песок, называемый пропантом, используемый для его подачи в пласт с целью закрепления после гидроразрыва пласта. Это позволит геофизикам выполнять самостоятельно и гидроразрыв пласта и закрепление каналов пласта после гидроразрыва пласта.
Раздуваемый пакер в комплекте оснастки позволяет использовать давление подаваемой по кабелю жидкости для установки пакеров, спускаемых в скважину на геофизическом кабеле. Это значительно расширяет технологические возможности геофизического «Колтюбинга», так как в настоящее время установку пакеров выполняют только нефтяники, а у геофизиков нет такой возможности.
Использование в комплекте оснастки струйного насоса для понижения уровня жидкости в скважине позволит использовать давление подаваемой по кабелю жидкости для создания геофизического струйного насоса, работающего в комплекте оснастки геофизического «Колтюбинга».
Струйный насос с пакером для быстрого снижения давления под пакером позволяет геофизикам создать режим депрессии на пласт и очистить фильтр с целью повышения дебита пласта.
Оснастка и клапаны для регулирования работы струйного насоса позволяет сделать струйные насосы универсальной оснасткой для управляемого выполнения широкого круга работ.
Прокалывающий перфоратор, работающий от давления жидкости, подаваемой по кабелю, позволяет использовать эту жидкость в качестве силового привода для работы перфоратора. Таким образом, геофизический «Колтюбинг» позволяет выполнять в широком перечне геофизических работ также и вторичное вскрытие скважин прокалыванием, которое обеспечивает большие объемы притока флюида по сравнению со взрывной перфорацией.
Имплозийный ловитель, засасывающий предметы входящей в ловитель струей скважинной жидкости, имеет возможность быть в комплекте оснастки благодаря использования жидкости, подаваемой по кабелю, для открытия ловителя в запланированной точке по глубине скважины.
Пульверизатор на поверхности для подачи в скважину жидких и сыпучих материалов, позволяет выполнить принудительную и быструю подачу этих материалов на заданную глубину
скважины за счет использования засасывающего действия струи жидкости, подаваемой в трубку кабеля через пульверизатор.
Гидравлический трактор для доставки приборов в горизонтальную скважину имеет возможность работать также за счет энергии струи жидкости, подаваемой от устья по кабелю.
Реактивные сопла для ввода кабеля с приборами в скважину с повышенным давлением флюида на устье является первым и пока единственным силовым устройством для преодоления скважинного давления. Работоспособность этого устройства и его сопел обеспечена использованием в качестве привода опять же струи жидкости, подаваемой в сопла устройства по геофизическому кабелю.
Оснастка для гидроразрыва пласта обеспечивает гидроразрыв за счет подачи через нее все той же струи жидкости, подаваемой по геофизическому кабелю.
Оснастка для промывки скважины и фильтра в зоне пласта обеспечивает эту работу также жидкостью, подаваемой по геофизическому кабелю.
Оснастка для гидроудара на пласт накапливает энергию и управляет ее ударным выбросом жидкостью, подаваемой по геофизическому кабелю геофизического комплекта.
Оснастка для воздействия на пласт периодическим переменным давлением работает от давления жидкости, подаваемой в скважину по геофизическому кабелю. При этом жидкость как непосредственно воздействует на пласт, так и управляет механизмами, создающими периодическое переменное давление.
Оснастка для ускоренного определения кривой восстановления давления и уровня жидкости в скважине позволяет, во-первых, в несколько раз уменьшить время первой фазы работ в виде снижения уровня жидкости в скважине струйными насосами вместо свабирования на основе использования энергии струи жидкости, подаваемой по кабелю, а, во-вторых, уменьшить время восстановления давления жидкости в скважине путем пакеровки струйного насоса, обеспечивающей как быстрое падение давления жидкости под пакером после включения струйного насоса, так и быстрое восстановление давления после отключения струйного насоса. Уровень восстановления жидкости при этом рассчитывают по величине восстановленного давления.
Оснастка для ускоренного определения дебита пласта позволяет выполнить эту работу за счет направления излишней жидкости из кольцевой системы жидкости, подаваемой по кабелю в бак для слива избыточной жидкости. Для подсчета дебита бак должен иметь отмеченные уровни жидкости с надписью соответствующих этим уровням объемов. Зафиксированное время заполнения этих объемов позволяет выполнить расчет суточного дебита с проверкой правильности расчета по стабильной величине расчетного дебита по всем зафиксированным объемам жидкости в баке и соответствующего им времени заполнения этих объемов.
Оснастка для добычи флюида из малодебитных скважин с низким и сверхнизким пластовым давлением позволяет выполнить эту работу за счет использования подаваемой по кабелю жидкости для создания депрессии на пласт в процессе работы струйными насосами, установленными в кровле пластов.
Оснастка для добычи нагретой воды из выработанной скважины, имеющей водопроявления, позволяет выполнить эту работу струйными насосами, работающими от жидкости, подаваемой в скважину по кабелю. Добытую нагретую жидкость используют затем для закачки в нагнетательные скважины, что обеспечивает повышение дебита пластов.
Оснастка для редуцирования скважинного давления в трубке кабеля с целью измерения скважинного давления по давлению жидкости в трубке кабеля на поверхности позволяет использовать жидкость в кабеле для измерения скважинного давления. Для получения указанной возможности оснастка представляет собой систему поршень-шток, в которой скважина воздействует на поршень, а шток передает многократно уменьшенное по расчету давление на жидкость в трубке кабеля. Манометр на поверхности оттарирован на показания истинного давления.
Оснастка с вращающимся ершом для очистки колонны скважины и насосно-компрессорных труб работает за счет вращения турбины, приводимой в действие давлением жидкости, подаваемой в скважину с поверхности по трубке геофизического кабеля. Периодическая очистка труб необходима для исключения заклинивания спускаемых в скважину приборов.
Ловитель для извлечения приборов, оставшихся в скважине, имеет привод для механического захвата приборов, работающий от давления жидкости, подаваемой по геофизическому кабелю.
Гидравлический скребок для удаления гидрато-парафиновых образований представляет собой фрезу, приводимую во вращение струей жидкости, подаваемой в скважину по геофизическому кабелю.
Оснастка для подачи в скважину по кабелю с трубкой жидкости для создания депрессии на пласт также работает от жидкости, подаваемой в скважину по геофизическому кабелю. Быстро движущаяся жидкость подсасывает атмосферный воздух в устройстве типа пульверизатор. Жидкость с воздухом имеет меньший удельный вес, чем жидкость без воздуха, что и обеспечивает уменьшение гидростатического давления столба жидкости в скважине.
Аппаратура для геофизических исследований и вторичного вскрытия скважин с воздействием при необходимости на пласт депрессией или репрессией работает за счет следующих факторов. Возможность использования обычной геофизической аппаратуры обусловлена тем, что по трубке геофизического кабеля подают электрический ток для питания приборов точно так же, как это имеет место в обычных геофизических кабелях, не имеющих внутренней трубки.
Однако использование кабеля с трубкой расширяет возможности даже обычных геофизических приборов за счет одновременного использования энергии подаваемой по кабелю жидкости, например для работы струйного насоса, способного обеспечить, например депрессию или репрессию на пласт в разных режимах и подобные воздействия на пласт, например его очистку и т.п.
Неограниченные возможности дальнейшего создания и использования разной другой оснастки с приводом от давления подаваемой по геофизическому кабелю жидкости как раз и обусловлены наличием энергии, которая может быть легко подана в любую точку скважины.
Неограниченные возможности дальнейшего создания и использования разной другой оснастки с приводом от электрического тока, подаваемого в скважину по стенке внутренней трубки, обусловлены тем, что, во-первых, ток подается в скважину по трубке кабеля постоянно, а, во-вторых, электрическое сопротивление трубки в несколько раз меньше сопротивления жил существующих геофизических кабелей, что позволяет передать по трубке в несколько раз большие токи, а, следовательно, и больше мощности.
Включение в перечень предложенного комплекта последних двух пунктов, основанных на возможностях использования двух энергоносителей, подаваемых по кабелю с трубкой, позволяет и обязывает постоянно развивать, расширять и совершенствовать предложенный комплект, что впервые соответствует требованию современных международных стандартов совершенствовать все процессы на предприятии, включая и технологии работ и конструкции оборудования.
Таким образом, запланированный технический результат, предусматривающий создание универсального с широким спектром геофизических работ, недорогого геофизического «Колтюбинга» с комплектом оснастки к нему для выполнения этих работ, полностью достигнут.
Предложенный комплект оснастки для геофизического «Колтюбинга» показан на фиг.1, где приведен перечень этой оснастки.
Комплект оснастки содержит: геофизический подъемник 1 с геофизическим кабелем 2, имеющим внутреннюю трубку 3 для подачи жидкости под давлением; барабан 4 с навитым указанным геофизическим кабелем 2, имеющий устройство 5 для подачи жидкости в кабель 2 от насоса 6 высокого давления при вращающемся барабане 4; бак 7 с жидкостью, имеющий устройство для подогрева, подключенный к насосу 6 и к скважине; бак 8 для слива избыточной жидкости из скважины; узел 9 для соединения баков; инструменты на конце кабеля: фреза 10, вращаемая жидкостью; сопло 11 для подачи кислот и поверхностно-активных веществ в скважину; сопло 12 для подачи цементного раствора; сопло 13 для подачи сыпучих материалов в скважину; раздуваемый пакер 14; струйный насос 15 для понижения уровня жидкости в скважине; струйный насос 16 с пакером 17 для быстрого снижения давления под пакером 17; оснастка 18 с клапанами для регулирования работы струйного насоса 16; прокалывающий
перфоратор 19, работающий от давления жидкости, подаваемой по кабелю; имплозийный ловитель 20, засасывающий предметы входящей в ловитель струей скважинной жидкости; пульверизатор 21 на поверхности для подачи в скважину жидких и сыпучих материалов; гидравлический трактор 22 для доставки приборов в горизонтальную скважину; реактивные сопла 23 для ввода кабеля с приборами в скважину с повышенным давлением флюида на устье; оснастку 24 для гидроразрыва пласта; оснастку 25 для промывки скважины и фильтра в зоне пласта; оснастку 26 для гидроудара на пласт; оснастку 27 для воздействия на пласт периодическим переменным давлением; оснастку 28 для ускоренного определения кривой восстановления давления и уровня жидкости в скважине; оснастку 29 для ускоренного определения дебита пласта; оснастку 30 для добычи флюида из малодебитных скважин с низким и сверхнизким пластовым давлением; оснастку 31 для добычи нагретой воды из выработанной скважины, имеющей водопроявления; оснастку 32 для редуцирования скважинного давления в трубке кабеля с целью измерения скважинного давления по давлению жидкости в трубке кабеля на поверхности; оснастку 33 с вращающимся ершом для очистки колонны скважины и насосно-компрессорных труб; ловитель 34 для извлечения приборов, оставленных в скважине; гидравлический скребок 35 для удаления гидрато-парафиновых образований; оснастку 36 для подачи в скважину по кабелю с трубкой газированной жидкости для создания депрессии на пласт; аппаратуру 37 для геофизических исследований и вторичного вскрытия скважин с воздействием при необходимости на пласт депрессией или репрессией; другую оснастку 38 с приводом от давления подаваемой по геофизическому кабелю жидкости; другую оснастку 39 с приводом от электрического тока, подаваемого в скважину по стенке внутренней трубки.
Работает комплект оснастки следующим образом.
Для каждой конкретной скважины и для каждого вида работ выбирают не весь комплект, а конкретную оснастку из комплекта, которая позволит выполнить запланированные работы.
Например, для понижения уровня жидкости в скважине струйным насосом с целью воздействия на пласт депрессией необходимо выбрать и использовать следующую оснастку: геофизический подъемник 1; геофизический кабель 2, имеющий внутреннюю трубку 3 для подачи жидкости под давлением; барабан 4 с навитым указанным геофизическим кабелем 2, имеющий устройство 5 для подачи жидкости в кабель 2 от насоса 6 высокого давления при вращающемся барабане 4; бак 7 с жидкостью, подключенный к насосу 6 и к скважине; бак 8 для слива избыточной жидкости из скважины; узел 9 для соединения баков; струйный насос 15 для понижения уровня жидкости в скважине; ловитель 34 для извлечения приборов, оставленных в скважине.
Для других работ будет другой перечень необходимой оснастки, однако оснастка 1-9 в большинстве случаев будет повторяться.
Таким образом, общий перечень оснастки в комплекте позволяет выполнять весьма широкий спектр геофизических работ, как и планировалось в техническом результате.