геофизический кабель для исследования наклонных и горизонтальных скважин и способ его использования

Формула изобретения

1. Геофизический кабель для исследования наклонных и горизонтальных скважин, состоящий из токоведущих жил, электрической изоляции, двухслойного повива брони, отличающийся тем, что поверх этой брони нанесено покрытие из пластичного материала толщиной 1,5 2,5 мм, дополнительная двухслойная броня с взаимно противоположным повивом и промежутками между отдельными проволоками в повивах, равными 0,5 1 диаметра проволок, поверх которой нанесено общее покрытие из пластичного материала, заполняющего промежутки между проволоками.

2. Способ использования геофизического кабеля при исследованиях наклонных и горизонтальных скважин, отличающийся тем, что используют кабель по п.1, с помощью которого осуществляют проталкивание геофизического прибора на забой скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геофизическим исследованиям наклонных и горизонтальных скважин приборами на кабеле.

В целях повышения эффективности разработки нефтяных и газовых месторождений, повышения продуктивности работы скважин в нефтяной практике все более широкое применение находит инструкция скважин с условно горизонтальным участком ствола, проведенного по продуктивному пласту для увеличения поверхности стока нефти или газа в скважину. Информационное обеспечение таких скважин при строительстве их и дальнейшей эксплуатации является сложной проблемой из-за технических трудностей доставки геофизических приборов в горизонтальные участки скважин.

Известны различные способы и устройства доставки геофизических приборов в горизонтальный участок ствола скважины и проведения геофизических исследований: исследования в процессе бурения приборами, установленными на буровом инструменте; доставка геофизических приборов на забой скважины потоком промывочной жидкости; исследование непрерывной колонной гибких труб, внутри которой размещается кабель, соединяемый с прибором на конце колонны, такие трубы наматываются на специальный барабан большого диаметра; система спуска геофизических приборов на бурильных трубах, при этом передача информации производится через геофизический кабель, пропущенный за колонной бурильных труб, а в нижней части через специальный переводник внутри бурильных труб. Эта система разработана французским институтом нефти и широко используется под различными промышленными названиями большинством фирм. В России эту систему использует АО НПФ "Геофизика" под названием "Горизонталь 1; 2; 3; 4; 5.

"Горизонталь 2". В скважину на бурильных трубах со встроенным кабелем электробура спускают геофизический прибор, установленный неподвижно в защищенном горизонтальном контейнере, при этом прибор с помощью электрического разъема присоединен к встроенному электрическому силовому кабелю электробура. Регистрацию производят при подъеме.

"Горизонталь 3". На бурильных трубах спускают в горизонтальный ствол набор "прозрачных" пластиковых труб, через колонну бурильных труб, в скважину до искривленной части ствола спускают на геофизическом кабеле геофизический прибор. На устье закрепляют лубрикатор 1 и путем циркуляции промывочной жидкости продавливают геофизический прибор в интервал исследований "Горизонталь 5". В обсадную колонну или НКТ с устья скважины последовательно опускают геофизический прибор, закрепленный с помощью стыковочного узла на нижнем конце набора стальных герметичных тонкостенных труб, затем присоединяют набор толстостенных утяжеленных труб и производят дальнейший спуск труб в скважину, после чего внутрь наборов труб и сбрасывают токопровод с контактной муфтой. Затем к верхнему концу утяжеленных труб с помощью верхнего стыковочного узла механически и электрически присоединяют геофизический кабель и продолжают дальнейший спуск прибора и наборов труб непосредственно на геофизическом кабеле. По горизонтальному участку прибор движется под действием силы тяжести утяжеленных труб. Общая длина набора труб 500 м.

Основные недостатки технологических систем типа "Горизонталь": частые случаи вывода из строя дорогостоящего геофизического кабеля при работах с бурильными трубами; не всегда удается обеспечить одинаковую скорость перемещения бурильных труб и геофизического кабеля, что приводит к ошибке регистрации глубин; нахождение прибора в специальном контейнере, который искажает регистрируемые параметры изучаемого геофизического поля (электрического, ядерного и т.д.); большая технологическая трудоемкость, высокая стоимость, большие затраты времени на проведение исследований до нескольких суток, требует доставки на скважины специальным транспортом переводников, контейнеров и труб по несколько сот метров; высокая аварийность, вызванная быстрым износом резьбовых соединений "Горизонталь-5".

В целях повышения технологичности проведения геофизических исследований наклонных и горизонтальных скважин, сокращения стоимости и затрат времени на проведение исследований, исключения необходимости изготовления дорогостоящих технологических оснасток предлагается конструкция геофизического кабеля и способ исследования горизонтальных скважин с этим кабелем.

Наиболее близким по существу является бронированный кабель по патенту США N 3634607, кл. 174/120.

Указанный кабель имеет броню и оболочку из полипропиленового материала. Однако этот кабель не может быть использован для доставки геофизических приборов в горизонтальные скважины.

Предлагаемый кабель имеет следующее устройство. В качестве основы берется кабель, содержащий токоведущие жилы 1, двухслойный повив брони из проволок со взаимно противоположным направлением повива 2. На поверхность наносится оболочка из пластичного материала 3, например из полиэтилена низкого давления. Поверх этого покрытия наносится двухслойный повив брони 4 с противоположным направлением повива из проволоки с последующим нанесением второго слоя оболочки из пластичного материала 5.

Дополнительная двухслойная броня в пластмассовой оболочке выполняет роль армирующей основы и придает кабелю дополнительную жесткость для проталкивания геофизических приборов в горизонтальных участках и предотвращает складывание кабеля в петли, сохраняя при этом достаточную гибкость для возможности намотки на серийный геофизический подъемник. Отличие армирующей двухслойной брони заключается в том, что отдельные проволоки навиваются не плотно друг к другу, а с технологическим зазором, чем достигается главная цель увеличение жесткости конструкции для проталкивания приборов при сохранении достаточной гибкости для удобства работы с ним. Получение необходимых параметров кабеля жесткости и гибкости, казалось бы взаимно исключающих, достигается подбором диаметра проволок брони, технологическим зазором в нанесении армирующей брони, материалом и толщиной покрывающих оболочек. Изготовление такого кабеля на кабельных заводах не представляет технологических сложностей, так как используются стандартные повивочные машины и материалы. Изготавливаться этот кабель может отдельными кусками или в виде части длины серийного кабеля, взятого в качестве основы.

Способ исследований скважин с большим углом наклона и горизонтальных при использовании этого кабеля значительно упрощается и заключается в следующем. К серийному кабелю, намотанному на геофизическом подъемнике, подсоединяется кабель предложенной конструкции. Длина его должна быть на 30-40% больше протяженности горизонтального участка ствола скважины. Кабель выполняет роль информационного канала связи, грузонесущую и проталкивающую роль. При необходимости выше армированного куска кабеля могут быть установлены дополнительные грузы (движители). Технологическая схема работы на скважине представлена на фиг. 2.

На фиг. 1 приведен предлагаемый геофизический кабель. За основу берется кабель типа КГЗ-60-90. Первый слой оболочки выполнен из полиэтилена низкого давления толщиной 2,5 мм. Затем идет первый повив брони 30 проволок диаметром 1,3 мм, направление правое. Второй повив брони содержит 36 проволок того же диаметра, направление левое. В первом и втором повивах имеется зазор между проволоками. Далее идет второй слой оболочки, выполненный из полиэтилена низкого давления толщиной 2,5 мм.

На фиг. 2 приведена технологическая схема исследования скважины с предложенным кабелем. Здесь 1 обсадная колонна скважины, 2 серийный геофизический кабель, к которому с помощью переходной муфты 3 подсоединен кабель 4 предлагаемой конструкции. К концу кабеля подсоединен геофизический прибор 5. Сверху соединительной муфты использованы дополнительные утяжелители 6.

Экономический эффект от внедрения геофизического кабеля указанной конструкции и технологии его использования состоит в исключении громоздких технологических операций, связанных с опусканием труб в скважину, и пропускании через них кабеля, исключении аварийных ситуаций. Повышается также производительность труда.