ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КАНАЛОМ СВЯЗИ

Изобретение относится к области геофизических исследований и предназначено для измерения забойных параметров скважины в процессе бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин в пластах с аномальной проводимостью.
Телеметрическая система с электромагнитным каналом связи в базовом исполнении (ВНИИГИС) содержит наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру и скважинный прибор, включающий генератор и электронный скважинный модуль, установленные в электрическом разделителе колонны (Молчанов А.А., Лукьянов Э.Е., Рапин В.А. «Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин», Санкт-Петербург, 2001, с.96-105).
Возможность применения таких телесистем в значительной степени зависит от свойств геологического разреза скважины. При прохождении низкоомных или высокоомных пластов (пластов с аномальной проводимостью) падает мощность излучения сигнала, и получение информации о проводке скважины становится весьма проблематичным.
На решение задачи получения забойной информации при прохождении аномальных пластов направлен ряд изобретений. Так, в патенте РФ №2243377, (МПК Е21В 47/12, заявл. 2003 г.) предлагается после прохождения экранирующих пластов принимать сигнал от скважинного прибора на антенну, расположенную в дополнительной скважине.
В патенте РФ №2193656, МПК Е21В 47/12, Е21В 47/01, заявл. 2001 г. (прототип) описана телеметрическая система для работы в экранирующих пластах с высокой проводимостью. В состав телесистемы входят наземная приемно-обрабатывающая аппаратура, скважинный прибор, включающий разделитель с генератором и электронным скважинным модулем. При прохождении пластов с аномальной проводимостью сигнал экранируется и не поступает на наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру. В этом случае колонну бурильных труб извлекают из скважины и устанавливают в нее дополнительный электрический разделитель. В скважину сбрасывают кабельную секцию, наконечник которой через стыковочный узел соединяется с передающим блоком. Сигнал передают через кабельную секцию на верхний разделитель, а затем на принимающую антенну на поверхности.
Недостатком прототипа является необходимость применений кабельной линии связи, усложняющей монтаж телесистемы. Возникают проблемы стыковки кабельной секции при ее наращивании и со скважинным прибором, обеспечения герметичности узлов соединения. Стандартный каротажный кабель не предназначен для больших токов, поэтому для передачи сигнала достаточной мощности необходимо использовать кабель большого сечения, применение которого также нетехнологично. Установка дополнительной кабельной секции требует подъема буровой колонны.
Общим недостатком известных телесистем является отсутствие возможности получения инклинометрической информации, в частности информации об отклонителе, позволяющей контролировать направление бурения при прохождении пластов с аномальной проводимостью. Эти пласты могут быть достаточно протяженными, и бесконтрольное бурение снижает точность проходки, увеличивает отклонения от планового профиля скважины и приводит к увеличению общего времени строительства скважины.
Задачей создания изобретения является обеспечение работоспособности телеметрической системы с электромагнитным каналом связи в пластах с аномальной проводимостью.
Решение поставленной задачи достигнуто тем, что телеметрическая система с электромагнитным каналом связи, содержащая наземную приемно-обрабатывающую аппаратуру и основной скважинный прибор, в состав которого входит разделитель, включающий генератор и электронный скважинный модуль с измерительными датчиками и передающим блоком, дополнительно содержит второй скважинный прибор, в состав которого входит разделитель, включающий генератор и электронный скважинный модуль с измерительными датчиками и передающим блоком, установленный выше основного скважинного прибора. Разделитель каждого из скважинных приборов имеет электронный ключ-замыкатель, подключенный параллельно передающему блоку соответствующего электронного скважинного модуля.
На Фиг.1 изображен общий вид телеметрической системы с электромагнитным каналом связи.
Телеметрическая система содержит наземное приемно-обрабатывающее оборудование 1 основной скважинный прибор 2, в состав которого входит разделитель 3 с установленным внутри генератором 4 и электронным скважинным модулем 5 с измерительными датчиками и передающим блоком 6. Параллельно передающему блоку 6 к разделителю 3 подключен электронный ключ 7. Выше основного скважинного прибора 2 в колонну бурильных труб установлен второй скважинный прибор 8. В разделителе 9 второго скважинного прибора установлены генератор 10 и электронный скважинный модуль 11. Разделитель 9 подключен к передающему блоку 12 электронного скважинного модуля 11 и параллельно ему к электронному ключу 13. Расстояние между нижней и верхней системами составляет около 100 м.
Телеметрическая система с электромагнитным каналом связи работает следующим образом.
Компонуют низ бурильной колонны: устанавливают долото, забойный двигатель или турбобур, отклонитель. Далее в колонну бурильных труб устанавливают основной (нижний) скважинный прибор 2, сборку бурильных труб длиной около 100 м и второй (верхний) скважинный прибор 8. Начинают бурение. При направленном бурении в обычной породе геофизические и инклинометрические параметры (зенит, азимут и отклонитель) контролирует нижняя телесистема. Информация от передающего блока 6 поступает на диполь разделителя 3 и далее на наземную аппаратуру 1. В это время верхний скважинный прибор 8 не работает, его ключ 13 замкнут.При прохождении пласта с аномальным сопротивлением породы измерение телеметрических параметров нижним скважинным прибором 2 становится невозможным. По команде оператора (манипуляцией насосами) отключают нижний скважинный прибор (замыкают его ключ). Включают верхний скважинный прибор 8, размыкая ключ 13. Электронный скважинный модуль 11 замеряет и передает на поверхность значение отклонителя.
Нижний и верхний скважинные приборы имеют стандартную комплектацию, и каждый из них по отдельности может быть установлен в обычной компоновке телесистемы.
Предлагаемая телесистема обеспечивает возможность направленного прохождения пластов с аномальной проводимостью, позволяет повысить точность проходки и сократить время строительства скважины.