Результат интеллектуальной деятельности: КОМПЛЕКСНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к области геофизики и предназначено для проведения комплекса геофизических исследований нефтяных и газовых скважин, эксплуатируемых горизонтальным стволом, в частности для измерения, индикации, контроля и передачи на поверхность физических параметров скважин.

Известно устройство контроля за разработкой и эксплуатацией газовой скважины (патент RU 2230903, Е21В 47/00), которое содержит корпус цилиндрической формы, сверху которого находится узел стыковки с каротажным кабелем. В самом корпусе установлены датчики расхода осевого потока и горизонтального потока газа, датчики влажности, давления, шума, температуры, гамма-каротажа, локатора муфт, блок питания и электронные платы, на корпусе установлен центратор, центрирующий само устройство по оси скважины.

Известен комплексный прибор для исследования действующих горизонтальных скважин «АГАТ-КГ-42» (научно-технический вестник АИС «Каротажник», Тверь, 2004, вып.111-112, с.103) и его модификация «АГАТ КГ-42 6В», спускаемый в скважину на специальном каротажном кабеле, состоящий из двух самостоятельных модулей - модуля ПМ и модуля РВС. Модуль ПМ содержит датчики давления, температуры, индукционный резистивиметр, механический расходомер, локатор муфт и гамма-канал ГК. Модуль РВС содержит модуль высокочувствительного расходомера с рычажным центратором и с раскрывающейся турбинкой, термоиндикатор притока (СТИ) и датчик температуры, расположенные на оси прибора. На рычагах центратора, являющегося одновременно и формирователем потока, расположены шесть датчиков влагосодержания, обеспечивающих сканирование состава в стволе горизонтальной скважины в условиях расслоенного течения.

Недостатком известных приборов является узкая область применения из-за ограниченных функциональных возможностей, потому что в условиях расслоенного течения датчики расходомера, температуры и СТИ не обеспечивают возможность послойного сканирования температурного поля и динамических параметров многофазного потока.

Техническим результатом изобретения является повышение информативности исследований, эффективности работы устройства, расширение функциональных возможностей в условиях расслоенного многофазного потока.

Технический результат достигается тем, что комплексный прибор для исследования скважин, выполненный с возможностью спуска в ствол скважины на каротажном кабеле, содержит цилиндрический корпус, рычажный центратор, центрирующий прибор по оси скважины, датчики температуры потока флюида, датчик состава флюида и термоиндикатор притока, расположенные на оси прибора, а также датчики состава флюида, размещенные на рычагах центратора и распределенные по периметру ствола скважины. Центратор имеет по меньшей мере шесть рычагов, на каждом из которых размещен по меньшей мере один дополнительный датчик температуры потока флюида и по меньшей мере один дополнительный термоиндикатор притока, расположенные по периметру ствола скважины на одной линии с датчиками состава параллельно оси прибора, при этом корпус снабжен дополнительным верхним рычажным центратором в хвостовой части прибора.

Предпочтительно датчики состава совмещены (размещены в одном корпусе) с дополнительными датчиками температуры или дополнительными термоиндикаторами притока.

Дополнительный верхний рычажный центратор также может быть снабжен датчиками, размещенными на его рычагах.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид комплексного прибора, а на фиг.2 изображена схема расположения корпуса прибора и датчиков температуры, состава и СТИ в стволе горизонтальной скважины.

Комплексный прибор представляет собой цилиндрический корпус 1, в котором размещены встроенные датчики (локатор муфт ЛМ, гамма-канала ГК, давления МН, пассивного многоканального шумомера АШ, датчики ориентации XYZ, платы с электроникой), верхний центратор 2, размещенный в хвостовой части прибора после разъемного кабельного окончания 3, головной центратор, состоящий по меньшей мере из шести подпружиненных рычагов 4, на каждом из которых размещен по меньшей мере один датчик 5 температуры, совмещенный с датчиком состава, и по меньшей мере один термоиндикатор 6 притока СТИ. Возможно совмещение термоиндикатора 6 притока с датчиком состава. В головном обтекателе 7 смонтированы осевой датчик 8 температуры, совмещенный с датчиком состава, а в корпусе прибора осевой термоиндикатор 9 притока СТИ.

Подпружиненные рычаги 4 обеспечивают центрирование корпуса 1 прибора по оси наклонной и горизонтальной скважины 10 и распределение датчиков 5 температуры, совмещенных с датчиками состава, и термоиндикаторов 6 притока по периметру скважины. При этом осевые датчики 8 и 9 находятся по оси скважины.

Дополнительный верхний центратор 2 также может быть снабжен датчиками температуры и состава флюида и термоиндикаторами притока, размещенными на его рычагах и распределенными по периметру ствола скважины на одной линии параллельно оси прибора аналогично головному рычажному центратору.

Комплексный прибор для исследования скважин работает следующим образом.

После спуска прибора в интервал исследований и приведения его в рабочее положение происходит раскрытие центраторов и проводится регистрация физических полей в процессе движения прибора на спуске. Привязка положения прибора к разрезу и конструкции эксплуатационной колонны обеспечивается методами привязки ГК и ЛМ. Текущее давление в точке расположения прибора на момент проведения замера определяется по датчику давления МН, ориентация корпуса прибора и положения датчиков на рычагах активного центратора относительно гравитационного поля Земли - датчиком ориентации XYZ. Встроенный в корпус прибора датчик акустических шумов обеспечивает измерение интенсивности гидроакустических шумов с последующим спектральным анализом.

Группа датчиков 5 и 6, расположенных на рычагах 4, обеспечивает регистрацию распределения температуры, состава и скорости потока по периметру ствола скважины (фиг.2), а осевые датчики 8 и 9 - на оси потока. Датчик ориентации, привязанный к положению одного из датчиков группы 5, 6, обеспечивает возможность построения поля температуры, состава и локальной скорости потока по сечению ствола скважины с учетом гравитационного поля Земли методом интерполяции кубическими сплайнами. Комплексный анализ всех регистрируемых параметров с учетом распределения полей температуры, состава и локальных скоростей по сечению потока обеспечивает возможность однозначного выделения интервалов поступления нефти или воды в условиях расслоенного многофазного потока в стволе низкодебитной горизонтальной скважины. Расположение датчиков СТИ выше датчиков температуры обеспечивает отсутствие искажения температурного поля потока за счет тепловыделения в датчиках СТИ при регистрации параметров в добывающей скважине на спуске прибора. Расположение группы датчиков температуры, состава и СТИ на одной линии, параллельной оси скважины, обеспечивает учет исходной температуры потока, состава флюида для количественной оценки локальной скорости потока по датчику СТИ.

Комплекс всех измеряемых параметров непрерывно передается на наземный регистратор в режиме реального времени по кабелю или накапливается во внутренней памяти прибора. Электропитание измерительной схемы и прибора в целом выполняется по кабелю или автономными источниками питания. Транспортировка прибора по горизонтальному стволу выполняется штатными устройствами, предназначенными для проведения геофизических исследований в горизонтальных скважинах.