Результат интеллектуальной деятельности: Способ проведения геофизических работ через бурильную колонну в скважинах с открытым стволом, имеющим сложную траекторию

Изобретение относится к области геофизических исследований пробуренных нефтегазовых скважин, а именно к технологии проведения с помощью бурильной колонны спуска и перемещения геофизических приборов малого диаметра в скважинах с открытым стволом сложного профиля.

Известен способ проведения геофизических работ через бурильную колонну при герметизированном устье скважины, включающий оснащение скважинного прибора продавочной пробкой и его спуск с прокачиванием промывочной жидкости на заданную глубину с применением каротажной лебедки с геофизическим кабелем, несущим кабельный наконечник и пропущенным через уплотнительное устройство во внутрь колонны с открытым концом в нижней части для выхода и продвижения в открытый ствол прибора под действием напора жидкости с последующей регистрацией геофизических параметров в интервале исследований при подъеме прибора на земную поверхность, отличающийся тем, что перед спуском прибора в скважину кабель вводят в промывочный канал вертлюга через предусмотренную на его отводе горловину с выходом кабельного наконечника из открытого конца ведущей трубы, устанавливают в горловине уплотнительное устройство, присоединяют к кабельному наконечнику прибор и приподнимают вертлюг на высоту, необходимую для обеспечения свободного доступа к участку кабеля в технологически обоснованном интервале, а прибор приспускают в колонну с выходом из нее торца кабельного наконечника на высотный уровень, необходимый для проведения монтажно-демонтажных операций, затем с помощью предварительно изготовленных одинаковых штанг, имеющих выполненные по всей длине боковые прорези с узлами фиксации для укладки в них с закреплением от выпадания кабеля, на последнем с опорой на торец кабельного наконечника по мере пошагового, задаваемого длиной штанг спуска прибора в колонну формируют соответствующий интервалу исследований скважины секционированный жесткий толкатель с быстроразъемными исключающими саморазборку соединениями с последующими поочередностями: установкой на головной части толкателя продавочной пробки, соединением ведущей трубы с колонной и осуществлением прямой циркуляции промывочной жидкости (пат. РФ №2401382, Е21В 47/00, Е21В 23/00, приоритет 24.04.2009, опубликовано 10.10.2010).

Для реализации известного способа требуется изготовление нестандартного оборудования, например, набора одинаковых штанг, имеющих выполненные по всей длине боковые прорези с узлами фиксации для укладки в них с закреплением от выпадания кабеля, и применение секционированного жесткого толкателя с быстроразъемными, исключающими саморазборку соединениями с последующими поочередностями: установкой на головной части толкателя продавочной пробки, соединением ведущей трубы с колонной, что осложняет технологию подготовки и спуска скважинного прибора, в результате этого увеличиваются трудозатраты на проведение исследований.

Известно устройство для пропуска прибора на кабеле внутрь колонны бурильных труб (Авторское свидетельство №1693236, Е21В 47/00, приор. 11.07., публ. 23.11.91), содержащее переходник с боковым окном для пропуска кабельного наконечника и с узлом уплотнения для пропуска кабеля, а также дополнительный съемный переходник, выполненный со сквозным продольным разрезом и соединительными резьбами на концах. Дополнительный переходник на резьбе присоединяется к бурильной колонне, спущенной в скважину.

Такая конструкция позволяет осуществлять не принудительный спуск прибора в скважину через бурильную колонну для исследования бурящихся скважин. После окончания спуска прибора в скважину система переходников отсоединяется от бурильной колонны и приподнимается над колонной, что дает возможность отвинтить дополнительный переходник от основного и демонтировать его, а основной переходник устанавливается на колонну, при этом кабель загерметизирован в узле уплонения, что позволяет наращивать бурильную колонну сверху основного переходника (выбран в качестве прототипа к заявленному способу).

В прототипе исследования осуществляют в процессе бурения, при этом скважинный прибор находится внутри бурильной колонны и не выходит из нее, так как к нижнему концу колонны присоединено долото для бурения породы. В этом случае возможны скважинные исследования косвенными методами, такими как электрокаротаж, акустический каротаж и т.д.

Для исследования скважин прямыми методами, к которым относятся например, опробование пластов и гиродинамический каротаж, скважинный прибор необходимо размещать в открытом стволе для отбора пластовой жидкости непосредственно из породы и замеров пластового давления, для чего скважинный прибор прижимают к стенке скважины.

При исследовании прямыми методами скважинный прибор спускается в открытый ствол пробуренной скважины, при этом возникают проблемы с продвижением прибора по стволу скважины со сложной траекторией открытого ствола (S-образные, с несколькими S секциями), например, «прихват» скважинного прибора.

Технической задачей предлагаемого изобретения является предупреждение аварийности при спуско-подъеме скважинных приборов, используемых для исследований прямыми методами в пробуренных скважинах со сложной траекторией открытого ствола.

Указанная задача решается тем, что в способе проведения геофизических работ через бурильную колонну (колонна) в скважинах с открытым стволом, имеющим сложную траекторию, включающем спуск скважинного прибора (прибор) на заданную глубину с применением каротажной лебедки с геофизическим кабелем (кабель), несущим кабельный наконечник и пропущенным через систему переходников, включающих основной и дополнительный переходники, устанавливаемые на верхнем конце бурильной колонны, спущенной в ствол скважины, соединение кабельного наконечника с прибором и спуск прибора на кабеле внутри колонны, осуществление регистрации геофизических параметров в интервале исследований, в отличие от известного, в скважины, имеющие сложную траекторию открытого ствола (S-образные, с несколькими S секциями), в пробуренный ствол скважины спускают колонну с открытым концом в нижней части для выхода и продвижения в открытый ствол прибора, затем верхний конец колонны закрепляют на устье скважины клиньями ротора, присоединяют систему переходников и осуществляют размещение прибора в колонне, затем освобождают верхний конец колонны от клиньев ротора и приподнимают колонну с системой переходников на высоту, обеспечивающую размещение открытого конца колонны в скважине на 10-15 м выше исследуемого интервала, после чего производят спуск на кабеле прибора на интервал исследований, при этом производят контроль выхода прибора из колонны в открытый ствол скважины, после исследований прибор перемещают вверх в колонне, не доходя 10-15 м до дополнительного переходника, колонну закрепляют на устье клиньями ротора, а дополнительный переходник отсоединяют от колонны, затем всю систему переходников приподнимают над колонной и вместе со скважинным прибором перемещают на мостки скважины.

В случае прихвата прибора на исследуемом интервале дополнительный переходник отсоединяют от колонны, после чего приподнимают систему переходников над колонной и разъединяют между собой основной и дополнительный переходники, при этом дополнительный переходник демонтируют, а основной переходник соединяют с колонной, через которую прокачивают промывочную жидкость под давлением для освобождения прибора или колонну освобождают от клиньев ротора и продвигают внутри отрытого ствола для освобождения прибора от прихвата.

Контроль выхода прибора в открытый ствол скважины осуществляют путем регистрации прохождения прибором муфтовых соединений на колонне.

На фиг. 1 представлено устройство в сборе для реализации способа для проведения работ в стандартном режиме.

На фиг. 2 представлено устройство для реализации способа для проведения работ в момент демонтажа дополнительного переходника в случае аварийной ситуации.

Геофизические работы проводят с использованием каротажного подъемника и устьевого спуско-подъемного оборудования.

В пробуренный ствол 1, имеющий сложную траекторию, спускают на элеваторе 2 колонну 3, имеющую в нижней части открытый конец 4, обеспечивающий выход и продвижение в открытый ствол прибора 5, затем верхниюю часть 6 колонны 3 закрепляют на устье скважины клиньями ротора 7. Направляют идущий от каротажной лебедки (на фиг. не показана) геофизический кабель (кабель) 8, оснащенный кабельным наконечником 9, на установленный на полу буровой вышки 10 мерный ролик 11 и подвешенный к кронблоку 12 верхний ролик 13 и пропускают кабель 8 с кабельным наконечником 9 через основной переходник 14 и дополнительный переходник 15, подвешенные на элеваторе 2 (фиг. 1). Затем к кабельному наконечнику 9 присоединяют прибор 5 и размещают его в верхней части 6 колонны 3, затем присоединяют к колонне систему переходников, навинчиванием дополнительного переходника 15 на резьбу верхней части 6 колонны 3.

Затем освобождают верхнюю часть 6 колонны 3 от клиньев ротора 7 и при помощи буровой лебедки 16 приподнимают колонну с системой переходников на высоту, обеспечивающую размещение открытого конца колонны 4 в скважине на 10-15 м выше исследуемого интервала 17 (фиг. 1). Затем производят спуск на кабеле 8 прибора 5 на интервал исследований 17, при этом производят контроль выхода прибора 5 в открытый ствол скважины, например, при помощи локатора муфт 18 колонны 3, которым оснащаются скважинные геофизические приборы (локатор муфт после выхода прибора 5 в открытый ствол прекращает фиксировать прохождение магнитных меток на муфтах 18 колонны 3).

После исследований прибор 5 перемещают вверх в колонне 3, не доходя 10-15 м до дополнительного переходника 15, колонну 3 закрепляют на устье клиньями ротора 7, и дополнительный переходник 15 отсоединяют от колонны 3, затем всю систему переходников приподнимают над колонной 3 при помощи элеватора 2 и вместе с прибором 5 перемещают на мостки скважины.

В случае прихвата прибора 5 на исследуемом интервале дополнительный переходник 15 отсоединяют от колонны 3, после чего с помощью элеватора 2 приподнимают систему переходников над колонной 3 и разъединяют между собой основной 14 и дополнительный 15 переходники, после чего дополнительный переходник 15 демонтируют, пропуская кабель 8 через продольную прорезь 19 в стенке дополнительного переходника 15 (фиг. 2), при этом кабель 8 загерметизирован уплотнением 20, а основной переходник 14 соединяют с колонной 3, через которую прокачивают промывочную жидкость под давлением для освобождения прибора 5 или колонну 3 освобождают от клиньев ротора 7, и опуская ее на элеваторе 2, продвигают внутри отрытого ствола 1 для освобождения прибора 5 от прихвата.

Для исследования скважин прямыми методами, к которым относятся например, опробование пластов и гиродинамический каротаж, геофизический прибор необходимо размещать в открытом стволе для отбора пластовой жидкости непосредственно из породы и замеров пластового давления.

Заявленный способ позволяет осуществлять исследования в открытом стволе уже пробуренной скважины, имеющей сложный профиль изгиба открытого ствола, в котором затруднено прохождение скважинных приборов на исследуемый интервал, при этом в открытый ствол скважины спускают бурильную колонну с открытым концом в нижней части для выхода и продвижения в открытый ствол скважинного прибора малого диаметра, а верхнюю часть бурильной колонны фиксируют на устье клиньями ротора.

Способ реализуется простым и надежным устройством, не требует дополнительного оборудования на скважине, кроме двух соединяемых с буровой колонной переходников, легко монтируемых при осуществлении геофизических исследований.

В прототипе исследования осуществляют в процессе бурения, при этом скважинный прибор находится внутри бурильной колонны и не выходит из нее, так как к нижнему концу колонны присоединено долото для бурения породы. В этом случае возможны скважинные исследования только косвенными методами.