Отбор пробы пластового флюида из обсаженной скважины

Номер патента: 4407

Опубликовано: 29.04.2004

Автор: Хашем Мохамед Нагиб

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ отбора пробы пластового флюида из слоя пласта, через который проходит обсаженная скважина, включающий в себя следующие стадии:

a) формирование множества рядов перфорационных отверстий в стенке обсадной колонны, при этом расположение рядов перфораций выбрано таким образом, что угол между соседними рядами перфораций равен частному от деления угла в 360° на количество рядов перфораций;

b) опускание пробоотборника в обсаженную скважину до первого ряда перфорационных отверстий, при этом пробоотборник содержит внутренний канал, имеющий входное и выпускное отверстия, несколько контейнеров для проб флюидов, сообщающихся с внутренним каналом, и систему для выпуска флюидов из внутреннего канала и их подачи в контейнеры для проб, а также снабжен верхним и нижним пакерами, установленными с каждой стороны от входа в центральный внутренний канал, выпуск сообщается с областью, находящейся над верхним пакером или ниже нижнего пакера, расстояние между верхним и нижним пакерами превышает высоту ряда перфораций, а длина самого длинного пакера меньше промежутка между соседними рядами перфорационных отверстий;

c) установку пакеров таким образом, чтобы один ряд перфораций был заключен между пакерами, отбор пробы из пласта, заполнение пробой первого контейнера и герметизацию первого контейнера с пробой флюида;

d) размещение пробоотборника вблизи следующего ряда перфораций, установку пакеров таким образом, чтобы следующий ряд перфораций был заключен между пакерами, отбор пробы из пласта, заполнение пробой следующего контейнера и герметизацию следующего контейнера с пробой флюида;

e) повторение стадии d) до тех пор, пока не будут взяты пробы почти из всех рядов перфораций, и извлечение пробоотборника.

2. Способ в соответствии с п.1, отличающийся тем, что стадию d) повторяют до тех пор, пока не будут взяты пробы из всех рядов перфораций.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пробоотборник, кроме того, включает в себя анализатор флюида, а также тем, что стадию d) повторяют до тех пор, пока пластовый флюид обнаруживается.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что самую нижнюю перфорацию снабжают меткой, а пробоотборник-прибором для обнаружения метки.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве метки используют радиоактивный изотоп, а пробоотборник оснащают радиационным прибором для регистрации наличия радиоактивного изотопа.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве радиационного прибора используют детектор гамма-излучения.

 

Текст

Смотреть все

1 Настоящее изобретение относится к отбору пробы пластового флюида из слоя пласта,через который проходит обсаженная скважина. Пласт может быть нефтегазоносным или же таким пластом, который, как предполагается, содержит углеводороды. Обсаженная скважина представляет собой скважину, облицованную колонной обсадных труб, которые зацементированы в скважину так,что затрубный кольцевой зазор между внешней поверхностью обсадной колонны и внутренней поверхностью обсаженной скважины заполнен затвердевшим цементом. Обсаженная скважина заполняется жидкостью, используемой для вытеснения цемента из скважины внутрь затрубного кольцевого пространства, прежде чем этот цемент затвердеет. Жидкость, заполняющая обсаженную скважину, является столь плотной,что флюиды не могут втекать в скважину. Для отбора пробы флюида из пласта стенку обсадной колонны перфорируют на участке определенной длины, находящемся в пределах толщины пласта. Инструментом, используемым для образования перфорационных отверстий,служит скважинный перфоратор. Он представляет собой продолговатое тело, снабженное множеством направленных наружу зарядов. Заряды расположены вдоль тела перфоратора в различных его местах, ориентированы в разных направлениях, и могут быть приведены в действие электрически или механически. Заряды выполнены таким образом, что каждый заряд при его выстреливании производит в обсадной колонне перфорационное отверстие, которое проходит через стенку обсадной колонны к породе,окружающей обсаженную скважину. Скважинный перфоратор может быть опущен в обсаженную скважину с помощью, например, талевого каната. Для получения пробы флюида на определенную глубину опускают перфоратор и активируют заряды для пробивания множества перфорационных отверстий. При этом поступление пластового флюида в обсадную колонну предотвращает находящаяся в ней жидкость. Затем в обсаженную скважину с помощью,например, талевого каната опускают пробоотборник. Пробоотборник содержит внутренний центральный канал, имеющий входное и выходное отверстия, контейнер для пробы флюида,сообщающийся с центральным каналом, и устройство для отвода флюидов из центрального канала и подачи их в контейнер для пробы флюида. Пробоотборник, кроме того, снабжен верхним и нижним пакерами, установленными с каждой стороны входного отверстия центрального канала, выпуск в котором открывается ниже нижнего пакера. Расстояние между верхним и нижним пакерами больше высоты выполнения перфораций. Пробоотборник располагают таким образом, что верхний пакер оказывается размещен 004407 2 ным над перфорациями, а нижний пакер - ниже перфораций. Затем пакеры устанавливают так,чтобы загерметизировать образованную между пакерами камеру приема пробы, с которой (с камерой) сообщаются все перфорационные отверстия. Система для выпуска флюидов из внутреннего канала и для подачи флюидов в контейнер для пробы включает в себя насос. Насос предварительно приводится в действие для того,чтобы удалить жидкость из камеры для приема пробы. Время, необходимое для удаления жидкости из камеры, равно величине объема камеры, разделенного на величину расхода, создаваемого насосом. Затем насос вновь приводится в действие,при этом флюид, втекающий в центральный внутренний канал, подают в контейнер для отбираемой пробы. Когда контейнер для пробы заполнен, его плотно закрывают, и пробоотборник извлекают из обсаженной скважины. На поверхности (земли) контейнер с пробой переносят в лабораторию для проведения последующего анализа пробы. Этот анализ важен, поскольку он дает ответ на вопрос, содержит или нет пластовый флюид ценный углеводород. К сожалению, отобранный для анализа флюид не всегда обязательно представляет собой пластовый флюид. Например, когда цемент в кольцевом зазоре не полностью заполняет этот зазор, то в этом случае формируется канал с низким гидравлическим сопротивлением. В результате в камеру для приема пробы преимущественно будут всасываться флюиды из этого канала. Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка и обеспечение способа получения пробы флюида, которая однозначно представляет собой пластовый флюид. Для решения этой задачи предлагаемый способ отбора пробы пластового флюида из слоя пласта, пересекаемого обсаженной скважиной, в соответствии с настоящим изобретением включает следующие стадии: а) формирование большого количества рядов перфорационных отверстий, проходящих через стенку обсадной колонны в слойпласта,причем расположение рядов перфорационных отверстий выбрано таким, что угол между соседними рядами перфораций равен частному от деления величины угла, равной 360, на количество рядов перфораций;b) погружение пробоотборника в обсаженную скважину до первого ряда перфорационных отверстий, при этом пробоотборник содержит внутренний канал, имеющий входное и выпускное отверстия, контейнеры для проб различных флюидов, сообщающиеся с внутренним каналом, и систему для выпуска флюидов из внутреннего канала и для их подачи в контейнеры 3 для проб, причем пробоотборник снабжен верхним и нижним пакерами, установленными с каждой стороны от входа в центральный внутренний канал, выпуск сообщается с областью, находящейся над верхним пакером или ниже нижнего пакера, расстояние между верхним и нижним пакерами превышает высоту ряда перфораций, длина самого длинного пакера меньше, чем промежуток (по высоте) между соседними перфорационными рядами;c) установку пакеров таким образом, чтобы один ряд перфораций был заключен между пакерами, отбор пробы из пласта, заполнение пробой первого контейнера и герметизацию первого контейнера с пробой флюида;d) размещение пробоотборника вблизи следующего ряда перфораций, установку пакеров таким образом, чтобы следующий ряд перфораций был заключен между пакерами, отбор пробы из пласта, заполнение пробой следующего контейнера флюида, и герметизцию следующего контейнера для пробы флюида;e) повторение стадии d) до тех пор, пока пробы не будут взяты почти из всех рядов перфорации, и извлечение пробоотборника. В описании и формуле настоящего изобретения понятие "ряд перфораций" подразумевает наличие по меньшей мере одного перфорационного отверстия, причем при наличии в "ряду перфораций" двух или более перфорационных отверстий они ориентированы одинаковым образом. Способ отбора пробы пластового флюида из пласта месторождения, пересекаемого обсаженной скважиной в соответствии с данным изобретением будет ниже раскрыт более подробно. Для получения проб из пластового флюида обсадную колонну перфорируют. В соответствии с настоящим изобретением, перфорирование обсадной трубы включает в себя выполнение множества рядов перфорационных отверстий, проходящих через стенку обсадной трубы в пластовый слой. Высота каждого ряда перфораций меньше расстояния между верхним и нижним пакерами проботборника, а расстояние между соседними рядами перфорации по меньшей мере равно длине самого длинного пакера пробоотборника. При размещении пробоотборника по месту отбора пробы указанное соотношение размеров обеспечивает перекрытие объемом для отбора пробы, образованным между пакерами, одного и только одного ряда перфорационных отверстий. Кроме того, взаимное расположение рядов перфорации выбрано таким образом, что угол между прилежащими рядами перфораций равен отношению величины в 360 к количеству рядов перфораций. За счет такого расположения подлежащие отбору пробы находятся вдоль периметра окружности обсадной колонны, при этом отдельная проба может быть взята от опреде 004407 4 ленного отдельного направления и на различном уровне по высоте пласта. Таким образом,вероятность того, что все пробы будут загрязненными, ничтожно мала. Загрязненность пробы возможна, например в случае, если за обсадной трубой отсутствует цемент. Далее для взятия пробы пробоотборник опускают в обсаженную скважину к первому,самому нижнему ряду перфораций. Пробоотборник содержит центральный канал с входом и выходом, несколько контейнеров для пробы флюидов, причем контейнеры сообщаются с центральным каналом, и устройство для выпуска флюидов из центрального канала и их подачи в контейнеры для проб флюидов. Кроме того,пробоотборник снабжен верхним и нижним пакером, установленными с каждой стороны входа в центральный канал. Выпуск из центрального канала сообщается с областью, находящейся над верхним пакером или ниже нижнего пакера. Местонахождение выпуска зависит от конструкции пробоотборника, но его следует располагать снаружи камеры, из которой отбирают пробу, расположенной между пакерами. Пробоотборник может быть, например,опущен вниз с помощью талевого каната. Пакеры установливают таким образом,чтобы ряд перфораций был заключен между верхним и нижним пакером. Таким путем место отбора пробы отсекается от остальной части обсадной трубы. Флюиды всасываются в центральный канал и выпускаются из него до тех пор, пока весь вытесняемый объем места для отбора не будет замещен флюидами. Затем отбирают из пласта пробу и подают ее в первый контейнер для пробы флюида. Когда первый контейнер заполнен пробой, его герметизируют. Взятию пробы может предшествовать выпуск содержимого пространства, предназначенного для отбора пробы, в область, расположенную ниже нижнего пакера. После взятия первой пробы, пробоотборник располагают вблизи следующего вышерасположенного ряда перфорационных отверстий. Пакеры устанавливают так, что этот ряд перфораций оказывается заключенным между пакерами. Пробу забирают из пласта и загружают в следующий контейнер, после чего этот следующий контейнер изолируют. Последнюю стадию повторяют до тех пор,пока не будут отобраны пробы почти из всех рядов перфораций. Пробоотборник извлекают из обсаженной скважины. На поверхности (земли) контейнеры с пробами флюидов извлекают из пробоотборника, и содержимое этих контейнеров анализируют в лаборатории с целью получения необходимой информации. Возможно, чтобы стадия отбора пробы из следующего ряда перфораций повторялась, пока не будут отобраны пробы из всех рядов перфорационных отверстий. В альтернативном примере воплощения настоящего изобретения пробоотборник, кроме того, содержит анализатор флюида. Стадию отбора пробы из следующего ряда перфораций повторяют до тех пор, пока пластовый флюид обнаруживается. Например, необходимо взять пробы из слоя песка толщиной 40 м через обсаженную скважину, проходящую слой песка такой толщины. Высота ряда перфораций составляет 0,5 м, а расстояние между соседними рядами перфораций 1,5 м. Следовательно, количество рядов перфораций равно 20 (=40/(0,5+1,5), при этом угол (по периметру окружности трубы) между двумя близлежащими рядами перфораций составляет 18 (=360/20). Длина установленного на пробоотборнике пакера составляет около 0,5 м, что меньше величины указанного промежутка в 1,5 м, а расстояние между ближайшими концами пакеров 1,5 м. В этом случае пробоотборник должен содержать самое большее 20 контейнеров для проб флюида. Предпочтительно, самую нижнюю перфорацию снабжают меткой, а пробоотборник содержит средство для индикации метки. Меткой предпочтительно служит радиоактивный изотоп, а пробоотборник снабжен радиационным прибором для обнаружения радиоактивного изотопа. Предпочтительно в качестве радиационного прибора использовать детектор гаммаизлучения. Настоящее изобретение обеспечивает простой способ, который гарантирует, что по меньшей мере одна из взятых проб определенно представляет собой пробу пластового флюида. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ отбора пробы пластового флюида из слоя пласта, через который проходит обсаженная скважина, включающий в себя следующие стадии:a) формирование множества рядов перфорационных отверстий в стенке обсадной колонны, при этом расположение рядов перфораций выбрано таким образом, что угол между соседними рядами перфораций равен частному от деления угла в 360 на количество рядов перфораций;b) опускание пробоотборника в обсаженную скважину до первого ряда перфорационных отверстий, при этом пробоотборник содержит 6 внутренний канал, имеющий входное и выпускное отверстия, несколько контейнеров для проб флюидов, сообщающихся с внутренним каналом, и систему для выпуска флюидов из внутреннего канала и их подачи в контейнеры для проб, а также снабжен верхним и нижним пакерами, установленными с каждой стороны от входа в центральный внутренний канал, выпуск сообщается с областью, находящейся над верхним пакером или ниже нижнего пакера, расстояние между верхним и нижним пакерами превышает высоту ряда перфораций, а длина самого длинного пакера меньше промежутка между соседними рядами перфорационных отверстий;c) установку пакеров таким образом, чтобы один ряд перфораций был заключен между пакерами, отбор пробы из пласта, заполнение пробой первого контейнера и герметизацию первого контейнера с пробой флюида;d) размещение пробоотборника вблизи следующего ряда перфораций, установку пакеров таким образом, чтобы следующий ряд перфораций был заключен между пакерами, отбор пробы из пласта, заполнение пробой следующего контейнера и герметизацию следующего контейнера с пробой флюида;e) повторение стадии d) до тех пор, пока не будут взяты пробы почти из всех рядов перфораций, и извлечение пробоотборника. 2. Способ в соответствии с п.1, отличающийся тем, что стадию d) повторяют до тех пор,пока не будут взяты пробы из всех рядов перфораций. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пробоотборник, кроме того, включает в себя анализатор флюида, а также тем, что стадию d) повторяют до тех пор, пока пластовый флюид обнаруживается. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что самую нижнюю перфорацию снабжают меткой, а пробоотборник - прибором для обнаружения метки. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве метки используют радиоактивный изотоп, а пробоотборник оснащают радиационным прибором для регистрации наличия радиоактивного изотопа. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве радиационного прибора используют детектор гамма-излучения.

МПК / Метки

МПК: E21B 49/08

Метки: обсаженной, отбор, скважины, пробы, пластового, флюида

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/4-4407-otbor-proby-plastovogo-flyuida-iz-obsazhennojj-skvazhiny.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Отбор пробы пластового флюида из обсаженной скважины</a>

Похожие патенты