Результат интеллектуальной деятельности: Способ исследования горизонтальных скважин

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для исследования горизонтальных скважин и выполнения в них геолого-технических мероприятий по водоизоляционным (ВИР) и ремонтно-исправительным (РИР) работам.

Известен комплект оснастки для геофизического колтюбинга (Полезная модель №80694, заявл. 25.08.2008 г., опубл. 20.08.2009 г.), который содержит геофизический подъемник с геофизическим кабелем, имеющим внутреннее отверстие для подачи жидкости, барабан с навитым геофизическим кабелем; насос высокого давления; бак с жидкостью; бак для слива избыточной жидкости из скважины; узел для соединения баков; инструменты на конце кабеля, при этом он может содержать аппаратуру для геофизических исследований и сопло для подачи цементного раствора в скважину.

Недостаток известного средства заключается в том, что в геофизико-технологическом комплексе подразумевается использовать геофизический кабель с электрической жилой и каналом для подачи с поверхности жидкости, в частности, цементного раствора, которого в стандартном промышленно освоенном варианте пока не существует, и, следовательно, производственная применимость такого комплекса не только проблематична, но и практически не осуществима.

Известен способ исследования горизонтальных скважин комплексным геофизическим прибором, например, типа «Сова», доставляемым на забой скважины с помощью колтюбинговой трубы через байпасную систему (М. Политов. Геофизические исследования на колтюбинговой трубе // Нефтесервис - М.: Издательство «Макцентр», 2013 - №4(24), стр. 14-16).

Доставляемый таким способом геофизический прибор (типа «Сова»), который измеряет скважинное давление, температуру, расход, влагосодержание, и определяет тем самым места притока и поглощения скважинной жидкости (нефть, вода), а также места негерметичности колонны.

Результатом проведенных исследований является выдача рекомендаций по выбору места и вида геолого-технических мероприятий по ликвидации зон водопритока или селективного воздействия на продуктивные интервалы для интенсификации из них притока нефти.

При осуществлении известной технологии прибор спускается на геофизическом кабеле по колтюбинговой трубе и движется в ней за счет перепада давления, создаваемого насосами на поверхности, которое действует на закрепленную на геофизическом кабеле пробку, выполняющую роль толкающего поршня, с помощью которого геофизический прибор выталкивается из колтюбинга в зону исследований, после завершения которых, он извлекается через внутреннюю полость колтюбинга с помощью кабеля.

Недостаток известного комплекса заключается в его технологической сложности и возможности возникновения аварийных ситуаций при его практической реализации, в процессе которой необходимо доставлять геофизический прибор внутри колтюбинговой трубы, которая часто подвергается деформациям ее стенок в процессе спуско-подъемных операций, заключающимся в сужении ее диаметра, что создает препятствие для прохождения толкающей пробки, из-за чего возникает ее прихват внутри колтюбинга. Для ликвидации подобной варийной ситуации необходимо полное извлечение колтюбинга на поверхность для ремонта. Кроме того, известный способ не предусматривает использование колтюбинга для проведения ВИР и РИР, в частности, закачку водоизолирующего раствора через колтюбинг в интервал нарушения герметичности, выявленный геофизическим прибором без его извлечения из колтюбинга, так как закачке раствора через колтюбинг препятствует толкающая пробка.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, усовершенствование технологии проведения ВИР и РИР на колтюбинге в горизонтальных скважинах при небольших трудозатратах.

Указанная задача решается тем, что способ исследования горизонтальных скважин, включающий спуск в скважину скважинного прибора с помощью колтюбинговой трубы, измерение скважинных параметров, определение зон водопритока и водопоглощающих интервалов, подключение колтюбинговой трубы на поверхности к насосу для подачи рабочей среды в скважину, в отличие от известного, перед спуском в скважину в стенке колтюбинговой трубы ниже размещения скважинного прибора вырезают технологические отверстия для обеспечения закачки или откачки рабочей среды на забой скважины, а измерение скважинных параметров производят сначала в режиме репрессии - закачки, например, пластовой воды (рабочая среда) по колтюбинговой трубе в скважину, затем в режиме депрессии - отбора пластовой воды, и по аномальным синхронным изменениям показаний скважинного прибора устанавливают зоны водоотдающих и зоны водопоглощающих интервалов, при этом показания скважинного прибора передают на поверхность по электромагнитному каналу связи, далее совмещают расположение имеющихся технологических отверстий в колтюбинге с месторасположением установленных интервалов и через имеющиеся технологические отверстия в колтюбинге производят закачку водоизолирующего состава (рабочая среда), затем, после истечения установленного времени выдержки консолидации водоизолирующего состава в указанных интервалах, проводят повторные замеры скважинных параметров в выше представленном режиме для контроля состояния ранее выделенных зон водопритока или водопоглощения.

С помощью скважинного прибора осуществляют измерение скважинного давления, расхода, влагосодержания и температуры.

При выявлении после повторного замера скважинных параметров в представленном режиме зон водопритока или водопоглощения, в них производят дополнительную закачку водоизолирующего состава.

На чертеже представлено устройство, с помощью которого обеспечивается реализация предлагаемого способа.

Для осуществления предалагаемого способа используют гибкую металлическую трубу (колтюбинг), которая позволяет закрепить на конце раличные инструменты и приборы с помощью известного специального стыковочного узла (www.fidmashnov.com).

В настоящем изобретении на колтюбинге закрепляют скважинный прибор, содержащий датчики влагометрии, барометрии, термометрии и расходометрии, блок автономного питания, электронный блок преобразования данных и блок, передающий сигналы по электромагнитному каналу связи на поверхность, который общеизвестен, и, в частности, представлен в полезной модели №138333 (приоритет 08.10.2013, опубл. 10.03.2014), «Устройство для измерения забойных параметров в процессе совместно-раздельной эксплуатации многопластовых объектов с беспроводным каналом связи».

Скважинный прибор (прибор) 1 спускают в скважину на колтюбинговой трубе 2, которая за счет продольной жесткости продвигает центрированный прибор внутри горизонтального ствола скважины 3 по нефтенасыщенному продуктивному пласту 4, изолированному от верхнего водоносного пласта 5 непроницаемой покрышкой 6, а от нижнего водоносного пласта - непроницаемой подошвой 7.

Весь массив горной породы, как правило, пересекается вертикальными межблоковыми трещинами 8 и 9, которые имеют тектоническое происхождение.

В продуктивном пласте 4 ствол скважины 3 оборудован технической колонной 10, которая изолирует продуктивный пласт 4 от верхнего водоносного пласта 5.

Скажинный прибор 1 содержит датчики влагометрии 11, барометрии 12, термометрии 13 и расходометрии 14, блок автономного питания 15, электронный блок преобразования данных 16 и дипольный излучатель с электрическим разделителем 17, передающий сигналы по электромагнитному каналу связи на поверхность, которые улавливаются заземленной антенной и обрабатываются с помощью наземного компьютера (на чертеже не показаны).

В колтюбинговой трубе 2 ниже расположения прибора 1 выполнены технологические отверстия (отверстия) 18 для закачки в скважину или отбора рабочей среды с помощью наземного насоса (на чертеже не показан).

В случае неконтролируемого роста обводненности продукции, добываемой из горизонтальной скважины 3, что является явным признаком поступления воды из выше или нижележащих водоносных пластов 5 или 6 по вертикальными межблоковым трещинам 8 и 9, в горизонтальный ствол скважины 3 доставляют на колтюбинговой трубе 2 скважинный прибор 1, с помощью которого проводят исследования всего горизонтального ствола сначала в режиме репрессии (закачки) рабочей среды в скважину, а затем в режиме депрессии (откачки) рабочей среды - пластовой воды, при этом отбор (закачку) пластовой воды производят через технологические отверстия 18 в колтюбинговой трубе 2.

При осуществлении каждого режима измеряют текущие значения давления, температуры, расхода и влагосодержания с помощью датчиков 11, 12, 13, 14, показания которых обрабатываются блоком преобразования данных 16, и поступают на дипольный излучатель 17 для их передачи по электромагнитному каналу связи на поверхность.

Интервалы с аномальными синхронными (совпадающими) измененями указанных параметров в двух режимах принимают за водоприточные либо за водопоголощающие, и после их локализации по стволу скважины, проводят водоизолирующие работы путем закачки по колтюбиновой трубе 2, через технологические отверстия 18 соответствующего водоизолирующего состава в выявленные интервалы анамального притока (поглощения) пластовой воды.

После истечения установленного времени выдержки консолидации водоизолирующего состава в интервалах анамального притока (поглощения) пластовой воды, проводят повторные замеры прибором, перемещаемым на колтюбинге, текущих значений давления, температуры, расхода и влагосодержания вдоль ствола скважины 3. В случае, если при этом повторно выявляют интервалы с аномальными изменениями зарегистрированных параметров, то в этих интервалах повторяют ВИР в выше указанном режиме.

Особенностью исследований горизонтальных скважин является проблема доставки скважинных измерительных приборов в наклонный или горизонтальный ствол скважины. Поскольку под собственным весом приборы не могут продвигаться внутри такого ствола, их приходится проталкивать, например, способом, представленным в прототипе, с помощью пробки, движущейся под напором жидкости, или спускать на колтюбинговой трубе, которая за счет относительной жесткости продвигается в скважине.

Предложенный способ, в отличие от способа, представленного в прототипе, позволяет без извлечения скважинного прибора проводить геофизические исследования и осуществлять изоляционные работы в горизонтальных скважинах с наименьшими трудозатратами. При этом скважинный прибор обеспечивает передачу on-line данных о состоянии продуктивного интервала и точно определяет проблемные участки, что позволяет более эффективно производить ВИР и РИР без лишних непроизводительных временных промежутков между исследованиями и указанными работами.