RU2382197C1 - Скважинная телеметрическая система - Google Patents
Скважинная телеметрическая система Download PDFInfo
- Publication number
- RU2382197C1 RU2382197C1 RU2008148991/03A RU2008148991A RU2382197C1 RU 2382197 C1 RU2382197 C1 RU 2382197C1 RU 2008148991/03 A RU2008148991/03 A RU 2008148991/03A RU 2008148991 A RU2008148991 A RU 2008148991A RU 2382197 C1 RU2382197 C1 RU 2382197C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- packer
- well
- pressure
- data
- annulus
- Prior art date
Links
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
- E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
- E21B47/20—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by modulation of mud waves, e.g. by continuous modulation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области геологии, а именно к скважинным телеметрическим системам. Техническим результатом является повышение точности и эффективности способа телеметрии в скважине при отсутствии необходимости герметизации пакера. Для этого скважинная телеметрическая система оборудована по меньшей мере одним генератором импульсов давления, по меньшей мере одним датчиком давления, размещенным во внутреннем межтрубном пространстве в устье скважины, по меньшей мере одним датчиком давления, размещенным в затрубном пространстве вблизи скважины. Скважинная телеметрическая система снабжена пакером, обеспечивающим гидравлическую изоляцию затрубного пространства, по меньшей мере одним датчиком, расположенным ниже пакера и реагирующим на по меньшей мере одну физическую величину, характеризующую призабойную зону. Скважинная телеметрическая система включает устройство кодирования данных, расположенное ниже пакера. Устройство кодирования данных считывает показания датчика, расположенного ниже пакера и реагирующего на по меньшей мере одну физическую величину, характеризующую призабойную зону. Скважинная телеметрическая система включает устройство модулирования импульсов давления, расположенное в затрубном пространстве под пакером, блок сбора данных, расположенный на поверхности. Блок сбора данных преобразует выходные данные датчиков и предоставляет данные для анализа блоку декодирования данных, расположенному на поверхности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области геологии, а именно к скважинным телеметрическим системам.
Предлагается новое воплощение телеметрии по акустическому каналу связи во время гидроразрыва пласта для скважин, стимулируемых с помощью насосно-компрессорной трубы (НКТ). Установлено, что через пакер осуществляется акустическая связь между устьем скважины и затрубным пространством, при этом пакер не протекает, но акустически прозрачен. Следовательно, существует акустический канал, устье - затрубное пространство, и импульс давления может быть направлен с одного конца канала и надежно принят на другом. Кодирование данных обеспечивается путем модулирования импульса при помощи устройства, расположенного под пакером. Данный метод не требует дополнительной аппаратуры, кроме указанного модулирующего устройства, монтируемого под пакером с внешней стороны НКТ.
Уровень техники
Как и при бурении, при осуществлении гидроразрыва пласта (ГРП) большую пользу может принести наличие получаемых в реальном масштабе времени данных с забоя, например, о давлении на забое. Проводную связь установить трудно, т.к. незащищенный кабель будет обрезан раствором, содержащим расклинивающий наполнитель. Использование защищенного кабеля также представляется громоздким вариантом. Существуют решения, предполагающие использование оптического кабеля, защищенного колонной гибких труб, но они привносят новые сложности эксплуатационного характера и повышают затраты. Решения, связанные с оснащенной проводкой бурильной колонной, также могут не справиться с эрозией, возникающей вследствие использования расклинивающего наполнителя.
Существует ряд видов работ по ГРП, при которых в скважину вводится НКТ, например, с целью защиты скважины от воздействия высокого давления. Пакер устанавливается над перфорационными отверстиями между НКТ и обсадной колонной, таким образом, возникает затрубное пространство. Затрубное пространство заполняется жидкостью с низкой вязкостью для противодействия давлению в НКТ давление в затрубном пространстве поддерживается с помощью специального насоса. Таким образом, затрубное пространство представляет собой акустический волновод с низким затуханием. Реализация средств телеметрии, использующих данный канал, рассматривалась в ряде патентов (см. патенты RU 2209964, 10.08.2003, RU 2310215, 07.10/2005).
Наиболее близким аналогом изобретения (прототипом) является заявка US 2005/0168349, опубл. 04.08.2005. В соответствии с данной заявкой скважинная телеметрическая система содержит, по меньшей мере, один генератор импульсов давления, по меньшей мере, один датчик давления, размещенный во внутреннем межтрубном пространстве, по меньшей мере, один датчик давления, размещенный в затрубном пространстве вблизи скважины, и пакер.
Основным недостатком данной системы является необходимость изменения процедуры герметизации пакера, что приводит к усложнению процесса измерения с помощью скважинной телеметрической системы.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании скважинной телеметрической системы, обеспечивающей быстрый и точный способ телеметрии в скважине.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в создании скважинной телеметрической системы, в которой отсутствует необходимость изменения процедуры герметизации пакера, и, соответственно, упрощении процесса измерения с помощью заявленной системы.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что скважинная телеметрическая система содержит по меньшей мере один генератор импульсов давления, по меньшей мере один датчик давления, размещенный во внутреннем межтрубном пространстве в устье скважины, по меньшей мере один датчик давления, размещенный в затрубном пространстве вблизи скважины, и пакер, обеспечивающий гидравлическую изоляцию затрубного пространства. Дополнительно система содержит по меньшей мере один датчик, расположенный ниже пакера и реагирующий на по меньшей мере одну физическую величину, характеризующую призабойную зону, устройство кодирования данных, расположенное ниже пакера и считывающее показания датчика, расположенного ниже пакера и реагирующего на по меньшей мере одну физическую величину, характеризующую призабойную зону, устройство модулирования импульсов давления, создаваемых генератором импульсов давления, расположенное в затрубном пространстве под пакером, блок сбора данных, расположенный на поверхности, преобразующий выходные данные датчиков и предоставляющий данные для анализа блоку декодирования данных, расположенному на поверхности.
Кроме того, устройство модулирования импульсов давления может быть выполнено в виде камеры со створками.
Кроме того, генератор импульсов давления представляет собой механическое устройство, способное повышать или понижать давление. Кроме того, физической величиной, характеризующей призабойную зону, на которую реагирует датчик, расположенный ниже пакера, является давление или температура.
При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих всей совокупности предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна».
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Изобретение поясняется чертежом, где представлен общий вид скважинной телеметрической системы, где
1 - Генератор импульсов давления
2 - Линия подачи жидкости ГРП
3 - Датчики давления
4 - Линия затрубного пространства
5 - Блок сбора данных
6 - Блок декодирования данных
7 - НКТ
8 - Пакер
9 - Устройство модулирования импульсов давления
10 - Система датчиков и устройство кодирования данных
11 - Перфорации
12 - Трещина гидроразрыва
Настоящее изобретение относится к скважинной телеметрической системе, т.е. к системе кодирования и передачи данных из расположенной на большой глубине точки скважины, выполненной таким образом, что существует внутренняя труба, а между данной трубой и стенкой скважины - затрубное пространство, при этом пакер обеспечивает гидравлическую изоляцию как минимум двух (верхней и нижней) частей затрубного пространства. Вышеупомянутая система состоит из:
- по меньшей мере одного генератора импульсов давления 1, соединенного либо с внутренним межтрубным пространством, либо с затрубным пространством; такой генератор представляет собой механическое устройство, такое как насос, гидравлический клапан, и т.д., способное повышать или понижать давление в определенном месте в трубе по определенному графику, например, производить импульс давления определенного вида определенное количество раз в единицу времени;
- по меньшей мере одного датчика давления 3, предназначенного для измерения давления во внутреннем межтрубном пространстве, желательно, но не обязательно в устье скважины, и по меньшей мере одного датчика давления для измерения давления в затрубном пространстве;
- пакера 8;
- по меньшей мере одного датчика, расположенного ниже пакера, реагирующего по меньшей мере на одну физическую величину, характеризующую призабойную зону, например, давление или температуру;
- устройства кодирования данных 10, расположенного в скважине ниже пакера, считывающего показания датчика и преобразующего их в кодированную последовательность сигналов, управляющих динамикой устройства модулирования импульсов;
- устройства модулирования импульсов давления 9, желательно смонтированного на внешней стороне НКТ 7 в затрубном пространстве под пакером 8, которое способно изменять амплитудные или фазовые характеристики импульса давления, создаваемого генератором импульсов давления 1; такое устройство является механическим устройством, управляемым устройством кодирования данных и изменяющим гидравлические характеристики (такие как гидравлический импеданс) той области трубы, в котором данное устройство помещено;
- блока сбора данных 5, преобразующего выходные данные датчиков в аналоговые или цифровые данные, желательно, но не обязательно обеспечивающего синхронную регистрацию данных по всем каналам сбора данных; такой блок состоит из последовательности электронных компонентов, принимающих электрические сигналы, порождаемые датчиками, и подающих эти сигналы на вход аналого-цифрового или аналогового преобразователя, предоставляющего данные для анализа блоку декодирования данных;
- блока декодирования данных 6, расположенного на поверхности и способного преобразовывать модулированный сигнал в данные, эквивалентные как минимум той части информации, которая считывается датчиками, с возможным сокращением по качеству и количеству данных.
При этом устройство модулирования импульсов давления 9 может быть выполнено в виде камеры со створками, монтируемой на части насосно-компрессорной трубы 7, расположенной ниже пакера 8, способными открывать и/или закрывать как минимум одно отверстие в камере, для соединения внутренней части камеры со скважиной под воздействием сигнала, поступающего с кодирующего устройства.
Другим вариантом исполнения устройства модулирования импульсов давления 9 может являться камера или набор камер, обладающих способностью расширяться или сужаться, тем самым уменьшая или увеличивая просвет между НКТ 7 и стенкой скважины, под воздействием сигнала, поступающего с устройства кодирования данных 10. Камера или набор камер монтируется на части насосно-компрессорной трубы 7, расположенной ниже пакера 8.
Возможны и другие варианты исполнения устройства модулирования импульсов давления 9, конкретный выбор которых будет обусловлен детальной геометрией пространства под пакером 8 и который может быть уточнен специалистами в области акустических фильтров.
Сигнал генерируется генератором импульсов давления 1, соединенным с линией подачи жидкости ГРП 2, и распространяется с высокой скоростью порядка 1 км/с вглубь скважины, где отражается от системы трещины и призабойной зоны и частично проникает в затрубную зону, где претерпевает изменения, вносимые устройством модулирования импульсов давления 9, проходит сквозь пакер 8 и распространяется вверх, где регистрируется датчиком давления 3 затрубного пространства. Альтернативно, сигнал генерируется в затрубном пространстве, а регистрируется в линии подачи жидкости ГРП 2 на поверхности, при этом путь распространения импульса тот же самый.
Предложение соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку его осуществление возможно при использовании существующих средств производства с применением известных технологий.
Claims (4)
1. Скважинная телеметрическая система, содержащая по меньшей мере один генератор импульсов давления, по меньшей мере один датчик давления, размещенный во внутреннем межтрубном пространстве в устье скважины, по меньшей мере один датчик давления, размещенный в затрубном пространстве вблизи скважины, и пакер, обеспечивающий гидравлическую изоляцию затрубного пространства, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит по меньшей мере один датчик, расположенный ниже пакера и реагирующий на по меньшей мере одну физическую величину, характеризующую призабойную зону, устройство кодирования данных, расположенное ниже пакера и считывающее показания датчика, расположенного ниже пакера и реагирующего на по меньшей мере одну физическую величину, характеризующую призабойную зону, устройство модулирования импульсов давления, создаваемых генератором импульсов давления, расположенное в затрубном пространстве под пакером, блок сбора данных, расположенный на поверхности, преобразующий выходные данные датчиков и предоставляющий данные для анализа блоку декодирования данных, расположенному на поверхности.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство модулирования импульсов выполнено в виде камеры со створками.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что генератор импульсов давления представляет собой механическое устройство, способное повышать или понижать давление.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что физической величиной, характеризующей призабойную зону, на которую реагирует датчик, расположенный ниже пакера, является давление или температура.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148991/03A RU2382197C1 (ru) | 2008-12-12 | 2008-12-12 | Скважинная телеметрическая система |
US12/637,074 US9042200B2 (en) | 2008-12-12 | 2009-12-14 | Downhole telemetry system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148991/03A RU2382197C1 (ru) | 2008-12-12 | 2008-12-12 | Скважинная телеметрическая система |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2382197C1 true RU2382197C1 (ru) | 2010-02-20 |
Family
ID=42127097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008148991/03A RU2382197C1 (ru) | 2008-12-12 | 2008-12-12 | Скважинная телеметрическая система |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9042200B2 (ru) |
RU (1) | RU2382197C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475643C2 (ru) * | 2010-12-30 | 2013-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный нефтяной технический университет (ГОУ ВПО УГНТУ) | Способ и устройство для контроля и управления процессом одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых обсаженных скважин (варианты) и исполнительный модуль в составе устройства (варианты) |
RU2535324C2 (ru) * | 2012-12-24 | 2014-12-10 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения параметров забоя и призабойной зоны скважины |
US10563503B2 (en) | 2013-09-05 | 2020-02-18 | Evolution Engineering Inc. | Transmitting data across electrically insulating gaps in a drill string |
US11661813B2 (en) | 2020-05-19 | 2023-05-30 | Schlumberger Technology Corporation | Isolation plugs for enhanced geothermal systems |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3450678B1 (en) | 2013-01-16 | 2020-01-15 | Saudi Arabian Oil Company | Method and apparatus for in-well wireless control using infrasound sources |
CN103195415A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-10 | 中国石油天然气集团公司 | 一种用于钻井工程中的井下高速信息传输***及方法 |
WO2019212499A1 (en) * | 2018-04-30 | 2019-11-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Packer setting and real-time verification method |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2761111B1 (fr) | 1997-03-20 | 2000-04-07 | Schlumberger Services Petrol | Procede et appareil d'acquisition de donnees dans un puits d'hydrocarbure |
US6219301B1 (en) * | 1997-11-18 | 2001-04-17 | Schlumberger Technology Corporation | Pressure pulse generator for measurement-while-drilling systems which produces high signal strength and exhibits high resistance to jamming |
US20020036085A1 (en) * | 2000-01-24 | 2002-03-28 | Bass Ronald Marshall | Toroidal choke inductor for wireless communication and control |
GB2360800B (en) * | 2000-03-29 | 2003-11-12 | Geolink | Improved signalling system for drilling |
EP1466070A1 (en) * | 2002-01-17 | 2004-10-13 | Presssol Ltd. | Two string drilling system |
US6750783B2 (en) | 2002-07-05 | 2004-06-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Low frequency electromagnetic telemetry system employing high cardinality phase shift keying |
US6970398B2 (en) * | 2003-02-07 | 2005-11-29 | Schlumberger Technology Corporation | Pressure pulse generator for downhole tool |
US7397388B2 (en) * | 2003-03-26 | 2008-07-08 | Schlumberger Technology Corporation | Borehold telemetry system |
GB2399921B (en) * | 2003-03-26 | 2005-12-28 | Schlumberger Holdings | Borehole telemetry system |
GB2405725B (en) * | 2003-09-05 | 2006-11-01 | Schlumberger Holdings | Borehole telemetry system |
US6874361B1 (en) * | 2004-01-08 | 2005-04-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Distributed flow properties wellbore measurement system |
WO2005106191A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-10 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Inhibiting reflux in a heated well of an in situ conversion system |
US7318471B2 (en) * | 2004-06-28 | 2008-01-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | System and method for monitoring and removing blockage in a downhole oil and gas recovery operation |
-
2008
- 2008-12-12 RU RU2008148991/03A patent/RU2382197C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-12-14 US US12/637,074 patent/US9042200B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475643C2 (ru) * | 2010-12-30 | 2013-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный нефтяной технический университет (ГОУ ВПО УГНТУ) | Способ и устройство для контроля и управления процессом одновременно-раздельной эксплуатации многопластовых обсаженных скважин (варианты) и исполнительный модуль в составе устройства (варианты) |
RU2535324C2 (ru) * | 2012-12-24 | 2014-12-10 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения параметров забоя и призабойной зоны скважины |
US10563503B2 (en) | 2013-09-05 | 2020-02-18 | Evolution Engineering Inc. | Transmitting data across electrically insulating gaps in a drill string |
US11661813B2 (en) | 2020-05-19 | 2023-05-30 | Schlumberger Technology Corporation | Isolation plugs for enhanced geothermal systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100149919A1 (en) | 2010-06-17 |
US9042200B2 (en) | 2015-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2382197C1 (ru) | Скважинная телеметрическая система | |
US10465505B2 (en) | Reservoir formation characterization using a downhole wireless network | |
CA3033222C (en) | Downhole wireless communication node and sensor/tools interface | |
US10480308B2 (en) | Apparatus and method for monitoring fluid flow in a wellbore using acoustic signals | |
US10591623B2 (en) | Multilateral well sensing system | |
CA2264632C (en) | Wellbores utilizing fiber optic-based sensors and operating devices | |
US6899178B2 (en) | Method and system for wireless communications for downhole applications | |
CN107923237A (zh) | 具有高采样速率的井下压力测量工具 | |
US20090034368A1 (en) | Apparatus and method for communicating data between a well and the surface using pressure pulses | |
Baldwin | Fiber optic sensors in the oil and gas industry: Current and future applications | |
SA518391548B1 (ar) | مستشعر سدادة جسرية لقياسات أسفل البئر | |
US20110241897A1 (en) | System and method for real time data transmission during well completions | |
AU2017321138B2 (en) | Reservoir formation characterization using a downhole wireless network | |
US20210238983A1 (en) | Downhole pressure sensing for fluid identification | |
CA3028103C (en) | Energy efficient method of retrieving wireless networked sensor data | |
CN107735547A (zh) | 流量监测工具 | |
US20220206172A1 (en) | Global Positioning System Encoding On A Data Stream | |
CN102797456B (zh) | 连续管钻机井下通信装置的耐高温、耐高压封装方法 | |
US11668153B2 (en) | Cement head and fiber sheath for top plug fiber deployment | |
RU2801378C1 (ru) | Бескабельная система контроля внутрискважинных параметров (варианты) | |
Kyle et al. | Acoustic telemetry for oilfield operations | |
RU2008132635A (ru) | Способ исследования негерметичности в скважинах с пакерами |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181213 |