專利名稱：水平井測井的井噴射設(shè)備及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泵送工程領(lǐng)域，更具體涉及從井中提取油的井噴射設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知一種井噴射設(shè)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(shè)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(jìn)入井內(nèi)，將該射孔器布置在開采層前方，爆破(shooting)射孔器并隨后通過噴射泵泵送工作液體。
所述設(shè)備能夠進(jìn)行鉆井，并由于該鉆井，加強(qiáng)了從井中泵出各種可提取的液體，如油。
然而，該設(shè)備不能對地層的井附近區(qū)域進(jìn)行研究，在許多情況下，由于缺乏鉆孔層如何動作的信息，導(dǎo)致在加強(qiáng)井運(yùn)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(chǎn)生預(yù)期效果。
對于設(shè)備來說在技術(shù)實(shí)質(zhì)和實(shí)現(xiàn)的效果上與該發(fā)明最接近的是一種布置在油管柱上的井噴射設(shè)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，該通道帶有用于安裝帶有軸向通道的密封單元的安裝座，物理場的發(fā)送器和接收傳感器布置在封隔器下側(cè)區(qū)噴射泵側(cè)，用于從井泵出的介質(zhì)的進(jìn)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(cè)連接到環(huán)繞油管柱的空間，用于泵出介質(zhì)進(jìn)入的噴射泵通道側(cè)連接到油管柱在密封單元下面的內(nèi)腔，用于將工作介質(zhì)供給所述活動噴嘴的通道輸入側(cè)連接到油管柱在密封單元上面的內(nèi)腔(RU 2121610 C1)。
該同一專利公開了井噴射設(shè)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(nèi)，松開該封隔器，并通過利用所述噴射泵將液體介質(zhì)泵出封隔器下方區(qū)在封隔器下方區(qū)產(chǎn)生必要的低壓。
該已知的井噴射設(shè)備及其操作方法能夠在井內(nèi)在布置噴射泵的下方進(jìn)行各種處理操作，包括那些用于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(shè)備不能完全利用其性能，由于其能夠研究僅在接近垂直的鉆孔內(nèi)開采巖石，縮小了使用該操作方法和用于實(shí)現(xiàn)該方法的該井噴射設(shè)備的范圍。此外，當(dāng)使用噴射泵連同自主測井塊(logging block)時，噴射泵尺寸對于研究敞開式鉆孔井不是最佳的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的任務(wù)是加強(qiáng)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(dāng)使用噴射泵連同測井裝置時優(yōu)化噴射泵布置和尺寸；以及，基于此，提高井噴射設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
對該設(shè)備的所述任務(wù)通過下列事實(shí)得到解決。該井噴射設(shè)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(nèi)，布置有活動噴嘴和帶有散流器的混合腔并設(shè)有階梯形通道，并且，帶有軸向通道的密封單元布置在該階梯形通道內(nèi)，軟管在其下端布置有用于測量物理量如巖石的電阻率的測井裝置，并且噴射泵在井內(nèi)以距離h布置在開采層上方，該距離等于h≥Pf-ΔPgσ,]]>并具有下列尺寸關(guān)系混合腔截面的直徑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；并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是噴射泵和開采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是開采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(nèi)的液體密度，單位是kg/m3。
對該設(shè)備的所述任務(wù)也基于下列事實(shí)得到解決，所述軟管在其下端的壁可設(shè)有孔，并且該軟管的外徑Dft與密封單元的外徑Ds的關(guān)系可以是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
對該方法的所述任務(wù)基于下列事實(shí)得到解決，該井噴射設(shè)備的操作方法在于，將在體內(nèi)設(shè)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(jìn)入井內(nèi)；該封隔器在給定的深度處松開，后者布置在所研究的開采層上方；然后，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，該測井裝置并布置在開采層的區(qū)域內(nèi)，并且，鉆孔附近區(qū)域內(nèi)開采層的物理參數(shù)的背景值通過在井內(nèi)使用測井裝置記錄；之后，工作液體被注入噴射泵的噴嘴，由此在封隔器下方空間內(nèi)產(chǎn)生一系列不同值低壓，在每個低壓值處測量井流速；然后，流入井內(nèi)的地層流體以及開采層的物理參數(shù)通過沿地層移動軟管上的測井裝置來測量；并且，在完成測量后，測井裝置被提升到地面，封隔器松開，并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(wù)還可以基于下列事實(shí)得到解決，可進(jìn)行開采層的附加研究，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(nèi)，或者通過將化學(xué)試劑壓入開采層內(nèi)對開采層內(nèi)鉆孔附近區(qū)域進(jìn)行化學(xué)處理，之后研究該開采層；當(dāng)噴射泵運(yùn)行或停止時，可使用測井裝置進(jìn)行研究。
井噴射設(shè)備運(yùn)行的分析表明，通過優(yōu)化在測試和完成井的過程中進(jìn)行的動作次序，首先是利用敞開式或曲線鉆孔，以及通過優(yōu)化噴射泵在井內(nèi)的布置并使噴射泵處于精密限定的尺寸，可提高運(yùn)行可靠性。
在通過形成用于獲得開采層狀況的全面、可靠信息的條件來研究并測試巖石內(nèi)的開采層的過程中，已發(fā)現(xiàn)上述動作次序使得布置在油管柱上的設(shè)備的使用最有效。通過產(chǎn)生一系列不同值低壓，噴射泵在井內(nèi)形成給定的壓差值，并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(jìn)行地層測試，可通過改變工作液體注入噴射泵的噴嘴內(nèi)的壓力來調(diào)整泵出模式。測井裝置在可能的軸向運(yùn)動穿過密封單元的軟管上的布置能夠更好地測試井并使井準(zhǔn)備運(yùn)行，以及能夠處理井，并在不需重新布置井噴射設(shè)備的情況下使井準(zhǔn)備運(yùn)行，使得測試、完成井的過程更快、更簡單。因此，請求保護(hù)的設(shè)備及其操作方法能夠在鉆井后對井進(jìn)行高質(zhì)量的研究與測試，以及能夠在不同的運(yùn)行模式下綜合研究與測試它們后，使井準(zhǔn)備運(yùn)行。
在進(jìn)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(yùn)行與測井裝置運(yùn)行一致。只有在該情況下，才可能實(shí)現(xiàn)獲得綜合、真實(shí)的地層生產(chǎn)巖石狀況的信息。
因此，上述相依賴的參數(shù)和動作次序總體保證了本發(fā)明所述任務(wù)的完成，即，加強(qiáng)對具有曲線鉆孔包括敞開式的井的研究和測試，以及當(dāng)使用噴射泵連同測井裝置時，優(yōu)化了噴射泵的布置和尺寸，由此提高了井噴射設(shè)備運(yùn)行的可靠性。


圖1示出了請求保護(hù)的設(shè)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(shí)施例方式
用于實(shí)現(xiàn)請求保護(hù)的方法的請求保護(hù)的設(shè)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(nèi)，布置有活動噴嘴5和帶有散流器7的混合腔6，并設(shè)有階梯形通道8。密封單元9布置在階梯形通道8內(nèi)。在封隔器2下方，在軟管10上布置有測井裝置11，用于測量物理量如巖石的電阻率。噴射泵3在井內(nèi)布置在開采層上方距離h處，該距離等于h≥Pf-ΔPgσ,]]>其中h是噴射泵和開采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是開采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(nèi)的液體密度，單位是kg/m3。
此外，噴射泵3具有下列尺寸關(guān)系混合腔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；并且散流器7母線與散流器7縱軸之間的角度α是4°至14°。保護(hù)導(dǎo)軸襯12可安裝在噴射泵3的輸出側(cè)，用于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，該損傷可由后者在噴射泵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(shè)有孔13，并且軟管10的外徑Dft與密封單元的外徑Ds的關(guān)系可以是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
請求保護(hù)的井噴射設(shè)備操作方法如下進(jìn)行。
在其本體4內(nèi)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(jìn)入井內(nèi)。當(dāng)?shù)竭_(dá)給定的深度時，后者布置在所研究的開采層上方。然后，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采層的區(qū)域內(nèi)。在下降過程中，密封單元9布置在噴射泵3的通道8內(nèi)，并且開采層內(nèi)鉆孔附近區(qū)域的物理參數(shù)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能夠定位于開采層的區(qū)域內(nèi)，而不管它們是在直線井內(nèi)還是在曲線井內(nèi)。之后，工作液體被注入噴射泵3的噴嘴5內(nèi)，由此在封隔器下方的空間內(nèi)產(chǎn)生一系列不同值低壓。在每個低壓值處測量井流速，之后通過沿開采層移動在軟管10上的測井裝置11來測量開采層的地球物理學(xué)參數(shù)。完成測量后，軟管10連同測井裝置11和密封單元9被提出。
在需要時對開采層進(jìn)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(shè)置的孔13而被泵入井內(nèi)，或者開采層內(nèi)鉆孔附近區(qū)域通過將化學(xué)試劑壓入開采層內(nèi)而進(jìn)行化學(xué)處理，之后研究該開采層。當(dāng)噴射泵運(yùn)行或停止時，可利用測井裝置進(jìn)行研究。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可用于石油行業(yè)，用于測量、完成井，也可用于其它行業(yè)，其中各種液體從井中抽出。
權(quán)利要求
1.一種井噴射設(shè)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(nèi)，布置有活動噴嘴和帶有散流器的混合腔并設(shè)有階梯形通道，并且，帶有軸向通道的密封單元布置在該階梯形通道內(nèi)，軟管在其下端布置有用于測量物理量如巖石的電阻率的測井裝置，并且噴射泵在井內(nèi)以距離h布置在開采層上方，該距離等于H≥Pf-ΔPgσ,]]>并具有下列尺寸關(guān)系混合腔截面的直徑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；并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是噴射泵和開采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是開采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(nèi)的液體密度，單位是kg/m3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井噴射設(shè)備，其特征在于，軟管在其下端在其壁上具有孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井噴射設(shè)備，其特征在于，軟管的外徑Dft與密封單元的外徑Ds的關(guān)系是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
4.一種井噴射設(shè)備的操作方法，其包括將在本體內(nèi)設(shè)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(jìn)入井內(nèi)；將該封隔器在給定的深度處松開，使之布置在所研究的開采層上方；然后，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采層的區(qū)域內(nèi)，并且，鉆孔附近區(qū)域內(nèi)開采層的物理參數(shù)的背景值通過在井內(nèi)使用測井裝置記錄；之后，工作液體被注入噴射泵的噴嘴，由此在封隔器下方空間內(nèi)產(chǎn)生一系列不同值低壓，在每個低壓值處測量井流速；然后，流入井內(nèi)的地層流體以及開采層的物理參數(shù)通過沿地層移動軟管上的測井裝置來測量；并且，在完成測量后，測井裝置被提升到地面，封隔器松開，并且油管柱連同噴射泵和封隔器被提出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的操作方法，其特征在于，進(jìn)行開采層的附加研究，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(nèi)，或者開采層內(nèi)鉆孔附近區(qū)域通過將化學(xué)試劑壓入開采層內(nèi)進(jìn)行化學(xué)處理，之后研究該開采層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的操作方法，其特征在于，當(dāng)噴射泵運(yùn)行或停止時，可使用測井裝置進(jìn)行研究。
全文摘要
本發(fā)明的井噴射設(shè)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(nèi)，布置有噴嘴和混合腔并制有階梯形通道，密封單元設(shè)有軸向通道并安裝在所述階梯形通道內(nèi)。在其下端布置有測井裝置，用于測量物理量的軟管穿過密封單元的軸向通道并相對于其可移動。當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定的深度時松開封隔器。測井裝置進(jìn)入井內(nèi)并通過所述軟管布置在開采層區(qū)域內(nèi)。在下降過程中，密封單元被安裝在噴射泵的通道內(nèi)，并記錄開采層物理參數(shù)的背景值。之后，流體工作介質(zhì)被供給噴射泵噴嘴，由此在封隔器下方區(qū)域內(nèi)形成一系列不同值低壓。測量每個低壓值的井流速。之后，測量開采層和地層流體的物理參數(shù)。測量裝置被提升到地面，并且油管柱連同噴射泵和松開的封隔器被提出。所述發(fā)明加強(qiáng)了測量、測試和準(zhǔn)備工作，并提高了井噴射設(shè)備的運(yùn)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(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)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