水平井測井的井噴射設備及其操作方法
2023-11-30 23:23:56 2
專利名稱：水平井測井的井噴射設備及其操作方法
技術領域：
本發明涉及泵送工程領域，更具體涉及從井中提取油的井噴射設備。
背景技術：
已知一種井噴射設備，其包括布置在油管柱上的噴射泵以及布置在所述噴射泵下面的射孔器(SU 1146416A1)。
同一資料公開了所述井噴射設備的操作方法，該方法包括使油管柱連同噴射泵、封隔器和射孔器下降進入井內，將該射孔器布置在開採層前方，爆破(shooting)射孔器並隨後通過噴射泵泵送工作液體。
所述設備能夠進行鑽井，並由於該鑽井，加強了從井中泵出各種可提取的液體，如油。
然而，該設備不能對地層的井附近區域進行研究，在許多情況下，由於缺乏鑽孔層如何動作的信息，導致在加強井運行的同時降低了工作效率。因此，引流井的工作效率不足以產生預期效果。
對於設備來說在技術實質和實現的效果上與該發明最接近的是一種布置在油管柱上的井噴射設備，其包括帶有軸向通道的封隔器以及噴射泵，該噴射泵包括活動噴嘴、混合腔和階梯形直通通道，該通道帶有用於安裝帶有軸向通道的密封單元的安裝座，物理場的發送器和接收傳感器布置在封隔器下側區噴射泵側，用於從井泵出的介質的進入，所述接收傳感器安裝在穿過所述密封單元的所述軸向通道的測井電纜上，噴射泵的輸出側連接到環繞油管柱的空間，用於泵出介質進入的噴射泵通道側連接到油管柱在密封單元下面的內腔，用於將工作介質供給所述活動噴嘴的通道輸入側連接到油管柱在密封單元上面的內腔(RU 2121610 C1)。
該同一專利公開了井噴射設備的操作方法，該方法包括將帶有通道的噴射泵和封隔器布置在油管柱上，將該整個組件下降到井內，鬆開該封隔器，並通過利用所述噴射泵將液體介質泵出封隔器下方區在封隔器下方區產生必要的低壓。
該已知的井噴射設備及其操作方法能夠在井內在布置噴射泵的下方進行各種處理操作，包括那些用於降低密封單元上方和下方的壓力差的操作。
但是，所引用的設備不能完全利用其性能，由於其能夠研究僅在接近垂直的鑽孔內開採巖石，縮小了使用該操作方法和用於實現該方法的該井噴射設備的範圍。此外，當使用噴射泵連同自主測井塊(logging block)時，噴射泵尺寸對於研究敞開式鑽孔井不是最佳的。
發明內容
本發明要解決的任務是加強研究、測試和完成井的工作，主要是針對具有大曲率的水平井；當使用噴射泵連同測井裝置時優化噴射泵布置和尺寸；以及，基於此，提高井噴射設備運行的可靠性。
對該設備的所述任務通過下列事實得到解決。該井噴射設備包括全部布置在油管柱上的封隔器、噴射泵和密封單元，在噴射泵本體內，布置有活動噴嘴和帶有散流器的混合腔並設有階梯形通道，並且，帶有軸向通道的密封單元布置在該階梯形通道內，軟管在其下端布置有用於測量物理量如巖石的電阻率的測井裝置，並且噴射泵在井內以距離h布置在開採層上方，該距離等於hPf-Pg,]]>並具有下列尺寸關係混合腔截面的直徑Dkc與噴嘴輸出截面的直徑Dc的比率是1.1至2.4；混合腔長度Lk與混合腔截面的直徑Dkc的比率是3至7；噴嘴長度Lc與其輸出截面的直徑Dc的比率是1至8；從噴嘴輸出截面到混合腔輸入截面的長度L與噴嘴輸出截面的直徑Dc的比率是0.3至2；並且散流器母線與散流器縱軸之間的角度α是4°至14°，其中h是噴射泵和開採層的底部之間距離的垂直分量，單位是米；Pf是層壓，單位是N/m2；ΔP是開採層上低壓的最大容許值，單位是N/m2；g是重力加速度，單位是m/s2；σ是井內的液體密度，單位是kg/m3。
對該設備的所述任務也基於下列事實得到解決，所述軟管在其下端的壁可設有孔，並且該軟管的外徑Dft與密封單元的外徑Ds的關係可以是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
對該方法的所述任務基於下列事實得到解決，該井噴射設備的操作方法在於，將在體內設有通道的噴射泵以及布置在該噴射泵下方帶有通道的封隔器在油管柱上降下進入井內；該封隔器在給定的深度處鬆開，後者布置在所研究的開採層上方；然後，將布置在軟管下端的測井裝置沿油管柱降下，軟管具有帶孔的下段，該測井裝置並布置在開採層的區域內，並且，鑽孔附近區域內開採層的物理參數的背景值通過在井內使用測井裝置記錄；之後，工作液體被注入噴射泵的噴嘴，由此在封隔器下方空間內產生一系列不同值低壓，在每個低壓值處測量井流速；然後，流入井內的地層流體以及開採層的物理參數通過沿地層移動軟管上的測井裝置來測量；並且，在完成測量後，測井裝置被提升到地面，封隔器鬆開，並且油管柱連同噴射泵和封隔器被提出。
對該方法的所述任務還可以基於下列事實得到解決，可進行開採層的附加研究，為了該目的，具有異常物理特性如異常高段熱中子俘獲的液體越過軟管穿過其下方帶孔段被泵入井內，或者通過將化學試劑壓入開採層內對開採層內鑽孔附近區域進行化學處理，之後研究該開採層；當噴射泵運行或停止時，可使用測井裝置進行研究。
井噴射設備運行的分析表明，通過優化在測試和完成井的過程中進行的動作次序，首先是利用敞開式或曲線鑽孔，以及通過優化噴射泵在井內的布置並使噴射泵處於精密限定的尺寸，可提高運行可靠性。
在通過形成用於獲得開採層狀況的全面、可靠信息的條件來研究並測試巖石內的開採層的過程中，已發現上述動作次序使得布置在油管柱上的設備的使用最有效。通過產生一系列不同值低壓，噴射泵在井內形成給定的壓差值，並且通過使用測井裝置來研究與測試該井。同時，可通過控制工作液體的泵送率來控制低壓值。通過進行地層測試，可通過改變工作液體注入噴射泵的噴嘴內的壓力來調整泵出模式。測井裝置在可能的軸向運動穿過密封單元的軟管上的布置能夠更好地測試井並使井準備運行，以及能夠處理井，並在不需重新布置井噴射設備的情況下使井準備運行，使得測試、完成井的過程更快、更簡單。因此，請求保護的設備及其操作方法能夠在鑽井後對井進行高質量的研究與測試，以及能夠在不同的運行模式下綜合研究與測試它們後，使井準備運行。
在進行研究的過程中已確定，為了獲得可靠信息，需要將噴射泵布置在地層上方一定的高度處。而且，需要使噴射泵的尺寸精密以使噴射泵運行與測井裝置運行一致。只有在該情況下，才可能實現獲得綜合、真實的地層生產巖石狀況的信息。
因此，上述相依賴的參數和動作次序總體保證了本發明所述任務的完成，即，加強對具有曲線鑽孔包括敞開式的井的研究和測試，以及當使用噴射泵連同測井裝置時，優化了噴射泵的布置和尺寸，由此提高了井噴射設備運行的可靠性。
圖1示出了請求保護的設備的縱向截面。
圖2示出了圖1中切掉部分I的放大圖。
具體實施例方式
用於實現請求保護的方法的請求保護的設備包括全部布置在油管柱1上的封隔器2、噴射泵3，在噴射泵3的本體4內，布置有活動噴嘴5和帶有散流器7的混合腔6，並設有階梯形通道8。密封單元9布置在階梯形通道8內。在封隔器2下方，在軟管10上布置有測井裝置11，用於測量物理量如巖石的電阻率。噴射泵3在井內布置在開採層上方距離h處，該距離等於hPf-Pg,]]>其中h是噴射泵和開採層的底部之間距離的垂直分量，單位是米；Pf是層壓，單位是N/m2；ΔP是開採層上低壓的最大容許值，單位是N/m2；g是重力加速度，單位是m/s2；σ是井內的液體密度，單位是kg/m3。
此外，噴射泵3具有下列尺寸關係混合腔6的截面的直徑Dkc與噴嘴5的輸出截面的直徑Dc的比率是1.1至2.4；混合腔6的長度Lk與混合腔6截面的直徑Dkc的比率是3至7；噴嘴5的長度Lc與其輸出截面的直徑Dc的比率是1至8；從噴嘴5的輸出截面到混合腔6的輸入截面的距離L與噴嘴5的輸出截面的直徑Dc的比率是0.3至2；並且散流器7母線與散流器7縱軸之間的角度α是4°至14°。保護導軸襯12可安裝在噴射泵3的輸出側，用於防止在下降測井裝置11的過程中損傷測井裝置11和噴射泵3，該損傷可由後者在噴射泵3的輸出處撞擊通道壁引起。
軟管10在其下端可在其壁上設有孔13，並且軟管10的外徑Dft與密封單元的外徑Ds的關係可以是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
請求保護的井噴射設備操作方法如下進行。
在其本體4內具有通道8的噴射泵3和布置在噴射泵3下方帶有通道的封隔器2在油管柱1上被降下進入井內。當到達給定的深度時，後者布置在所研究的開採層上方。然後，布置在軟管10下端的測井裝置11在軟管10上沿油管柱1被降下，軟管具有帶孔的下段，該測井裝置被布置在開採層的區域內。在下降過程中，密封單元9布置在噴射泵3的通道8內，並且開採層內鑽孔附近區域的物理參數的背景值利用測井裝置11記錄。而且，軟管10使得測井裝置11能夠定位於開採層的區域內，而不管它們是在直線井內還是在曲線井內。之後，工作液體被注入噴射泵3的噴嘴5內，由此在封隔器下方的空間內產生一系列不同值低壓。在每個低壓值處測量井流速，之後通過沿開採層移動在軟管10上的測井裝置11來測量開採層的地球物理學參數。完成測量後，軟管10連同測井裝置11和密封單元9被提出。
在需要時對開採層進行附加研究，為了該目的，具有異常物理特性如異常高段熱中子俘獲的液體14越過軟管10、穿過在其下方帶孔段上設置的孔13而被泵入井內，或者開採層內鑽孔附近區域通過將化學試劑壓入開採層內而進行化學處理，之後研究該開採層。當噴射泵運行或停止時，可利用測井裝置進行研究。
工業實用性本發明可用於石油行業，用於測量、完成井，也可用於其它行業，其中各種液體從井中抽出。
權利要求
1.一種井噴射設備，其包括全部布置在油管柱上的封隔器、噴射泵和密封單元，在噴射泵本體內，布置有活動噴嘴和帶有散流器的混合腔並設有階梯形通道，並且，帶有軸向通道的密封單元布置在該階梯形通道內，軟管在其下端布置有用於測量物理量如巖石的電阻率的測井裝置，並且噴射泵在井內以距離h布置在開採層上方，該距離等於HPf-Pg,]]>並具有下列尺寸關係混合腔截面的直徑Dkc與噴嘴輸出截面的直徑Dc的比率是1.1至2.4；混合腔長度Lk與混合腔截面的直徑Dkc的比率是3至7；噴嘴長度Lc與其輸出截面的直徑Dc的比率是1至8；從噴嘴輸出截面到混合腔輸入截面的長度L與噴嘴輸出截面的直徑Dc的比率是0.3至2；並且散流器母線與散流器縱軸之間的角度α是4°至14°，其中h是噴射泵和開採層的底部之間距離的垂直分量，單位是米；Pf是層壓，單位是N/m2；ΔP是開採層上低壓的最大容許值，單位是N/m2；g是重力加速度，單位是m/s2；σ是井內的液體密度，單位是kg/m3。
2.根據權利要求1所述的井噴射設備，其特徵在於，軟管在其下端在其壁上具有孔。
3.根據權利要求1所述的井噴射設備，其特徵在於，軟管的外徑Dft與密封單元的外徑Ds的關係是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
4.一種井噴射設備的操作方法，其包括將在本體內設有通道的噴射泵以及布置在該噴射泵下方帶有通道的封隔器在油管柱上降下進入井內；將該封隔器在給定的深度處鬆開，使之布置在所研究的開採層上方；然後，將布置在軟管下端的測井裝置沿油管柱降下，軟管具有帶孔的下段，將該測井裝置布置在開採層的區域內，並且，鑽孔附近區域內開採層的物理參數的背景值通過在井內使用測井裝置記錄；之後，工作液體被注入噴射泵的噴嘴，由此在封隔器下方空間內產生一系列不同值低壓，在每個低壓值處測量井流速；然後，流入井內的地層流體以及開採層的物理參數通過沿地層移動軟管上的測井裝置來測量；並且，在完成測量後，測井裝置被提升到地面，封隔器鬆開，並且油管柱連同噴射泵和封隔器被提出。
5.根據權利要求4所述的操作方法，其特徵在於，進行開採層的附加研究，為了該目的，將具有異常物理特性如異常高段熱中子俘獲的液體越過軟管穿過其下帶孔段泵入井內，或者開採層內鑽孔附近區域通過將化學試劑壓入開採層內進行化學處理，之後研究該開採層。
6.根據權利要求4所述的操作方法，其特徵在於，當噴射泵運行或停止時，可使用測井裝置進行研究。
全文摘要
本發明的井噴射設備包括布置在油管柱上的封隔器、噴射泵和密封單元，在噴射泵體內，布置有噴嘴和混合腔並制有階梯形通道，密封單元設有軸向通道並安裝在所述階梯形通道內。在其下端布置有測井裝置，用於測量物理量的軟管穿過密封單元的軸向通道並相對於其可移動。當到達規定的深度時鬆開封隔器。測井裝置進入井內並通過所述軟管布置在開採層區域內。在下降過程中，密封單元被安裝在噴射泵的通道內，並記錄開採層物理參數的背景值。之後，流體工作介質被供給噴射泵噴嘴，由此在封隔器下方區域內形成一系列不同值低壓。測量每個低壓值的井流速。之後，測量開採層和地層流體的物理參數。測量裝置被提升到地面，並且油管柱連同噴射泵和鬆開的封隔器被提出。所述發明加強了測量、測試和準備工作，並提高了井噴射設備的運行可靠性。
文檔編號F04F5/46GK1882784SQ200480034339
公開日2006年12月20日 申請日期2004年6月22日 優先權日2003年11月20日
發明者吉諾維·德米特利耶維奇·哈米涅茨 申請人:吉諾維·德米特利耶維奇·哈米涅茨