Способ доставки геофизического кабеля, в том числе оптического, в горизонтальную скважину

Способ доставки геофизического кабеля, в том числе оптического, в горизонтальную скважину

Реферат

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может применяться преимущественно для геофизических исследований скважин, имеющих горизонтальные участки. Актуальность решаемой задачи определяется тем, что в последние годы появились технологии, основанные на использовании так называемых распределенных волоконно-оптических датчиков, когда оптический кабель выполняет функцию совокупности чувствительных элементов для регистрации температуры, акустических параметров и т.д.

Спуск геофизического кабеля в вертикальную или слабонаклонную скважину, как правило, не является сложной задачей. Иначе обстоит дело в горизонтальных скважинах, где требуется применение сложных технологий, поскольку спуск кабеля под собственным весом невозможен.

Известно техническое решение (Патент US 6273189 (2001)), при котором кабель затягивается в горизонтальную скважину так называемым скважинным трактором. Этот способ состоит в прикреплении конца кабеля к трактору, имеющему собственный привод, создающий тяговое усилие, которое достаточно для протягивания кабеля по горизонтальной части скважины, спуска сцепки в скважину, приведения трактора в движение и остановке в заданной позиции. Недостатками и ограничениями этого способа являются невозможность работы в необсаженных скважинах, высокий риск застревания трактора, нецелесообразность долговременного мониторинга скважины с оставлением трактора в скважине ввиду его высокой стоимости. Кроме того, для использования трактора имеется необходимость подготовки скважины (скреперование, шаблонирование).

Известен также способ (Патент РФ №2138613) доставки геофизических приборов на кабеле в горизонтальные скважины, основанный на применении колонны труб, устьевого сальникового устройства и гидронасосной системы, включающий создание в колонне труб давления и проталкивание геофизического прибора из колонны труб, отличающийся тем, что применяют комбинированный кабель, верхняя часть которого состоит из геофизического кабеля, а нижняя - из кабеля, который имеет повышенную жесткость и увеличенный диаметр 28-36 мм, при этом создают в колонне труб давление 6-7 МПа, а проталкивание геофизического прибора из колонны труб обеспечивают силой, возникающей за счет разницы в диаметрах нижней и верхней частей кабеля. Недостаток способа состоит в необходимости выполнения специальной неоднородной по длине конструкции кабеля, а также в сложности аппаратуры и процедуры создания в колонне труб давления жидкости. Кроме того, нагнетание в добывающую скважину посторонней жидкости, как правило, негативно сказывается на дебите скважины.

Прототипом настоящего изобретения является патент US 8522869 (2013), в котором предлагается располагать оптический кабель свободно внутри колтюбинга (называемого также гибкой насосно-компрессорной трубой, ГНКТ), соединять оптический кабель с геофизическим зондом, свободное пространство в колтюбинге использовать для подачи жидкости с целью обеспечения обработки скважины. Кабель опускается с поверхности смоткой колтюбинга с катушки. Особо отмечается возможность применения указанного технического решения в горизонтальных скважинах.

Недостатком описанного технического решения является невозможность извлечения дорогостоящего колтюбинга из скважины таким образом, чтобы оптический кабель остался в скважине с целью мониторинга параметров скважины (например, температурного распределения) в реальном времени. Кроме того, наличие колтюбинга создает дополнительную преграду для измерительного процесса (искажает реальное температурное распределение, снижает чувствительность по отношению к акустическим сигналам и т.д.).

Технический результат использования предлагаемого изобретения состоит в том, что достигается возможность оснащения скважины с горизонтальной частью, в том числе необсаженной, геофизическим кабелем для долговременного мониторинга скважины.

Технический результат достигается тем, что доставка геофизического кабеля в скважину производится за счет жесткости ГНКТ, а оснащение ГНКТ якорем с разрывным элементом позволяет удалить ГНКТ из скважины, оставив в скважине сам геофизический кабель для целей мониторинга.

Предлагаемый способ включает в себя следующие операции:

- оснащение ГНКТ на всем ее протяжении геофизическим, в том числе оптическим, кабелем. Осуществляется, например, путем смотки ГНКТ с катушки, расположения ее по возможности прямолинейно, с последующим протягиванием кабеля с помощью лидера - троса или проволоки, предварительно продетых в ГНКТ, либо на катушке путем прокачки жидкости внутри ГНКТ, подаваемой под высоким давлением с использованием сальникового уплотнителя;

- оснащение окончания ГНКТ управляемым якорем через разрывной элемент или муфту с нормированным усилием расстыковки. Якорь может управляться, например, за счет изменения давления среды внутри ГНКТ;

- спуска ГНКТ с кабелем в скважину до целевой отметки. При этом прохождение горизонтальной части скважины происходит за счет высокой жесткости ГНКТ;

- срабатывание якоря;

- извлечение ГНКТ из скважины с разрушением разрывного элемента или расстыковкой указанной муфты. Усилие разрыва (расстыковки) должно при этом быть менее усилия срыва якоря.

В итоге решается задача оснащения скважины геофизическим кабелем для целей долгосрочного мониторинга параметров скважины.

Способствует достижению технического результата вариант реализации способа, в котором для уменьшения трения о стенки скважины плотность снаряженной кабелем ГНКТ должна быть максимально приближена к плотности скважинной жидкости.

В случае обеспечения прочности геофизического кабеля на разрыв, превышающей усилие срыва якоря, возможно извлечение казанного кабеля из скважины по окончании исследований или мониторинга.

Использование изобретения позволяет максимально быстро и с минимальными материальными затратами, а также с минимальным риском аварии на скважине доставить геофизический кабель в скважину, имеющую горизонтальный участок значительной протяженности, в том числе не обсаженный эксплуатационной колонной.

1. Способ доставки геофизического кабеля, в том числе оптического, в горизонтальную скважину, состоящий из операций оснащения гибкой насосно-компрессорной трубы (ГНКТ) кабелем на всем ее протяжении, оснащения окончания ГНКТ управляемым якорем с разрывным элементом или муфтой с нормированным усилием расстыковки, связывающей ГНКТ с якорем, спуска ГНКТ с кабелем в скважину до целевой отметки, срабатывания якоря, извлечения ГНКТ из скважины с разрывом указанного элемента или расстыковкой указанной муфты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плотность сборки ГНКТ и кабеля подбирается близкой к плотности скважинной жидкости, находящейся в горизонтальной части скважины.

3. Способ по п.1, в котором якорь управляется посредством изменения статического давления жидкости или газа внутри ГНКТ.

4. Способ по п.1, в котором за счет обеспечения разрывной прочности геофизического кабеля производится извлечение указанного кабеля за счет срыва якоря.