专利名称：水平井测井的井喷射设备及其操作方法
技术领域：
本发明涉及泵送工程领域，更具体涉及从井中提取油的井喷射设备。
背景技术：
已知一种井喷射设备，其包括布置在油管柱上的喷射泵以及布置在所述喷射泵下面的射孔器(SU 1146416A1)。
同一资料公开了所述井喷射设备的操作方法，该方法包括使油管柱连同喷射泵、封隔器和射孔器下降进入井内，将该射孔器布置在开采层前方，爆破(shooting)射孔器并随后通过喷射泵泵送工作液体。
所述设备能够进行钻井，并由于该钻井，加强了从井中泵出各种可提取的液体，如油。
然而，该设备不能对地层的井附近区域进行研究，在许多情况下，由于缺乏钻孔层如何动作的信息，导致在加强井运行的同时降低了工作效率。因此，引流井的工作效率不足以产生预期效果。
对于设备来说在技术实质和实现的效果上与该发明最接近的是一种布置在油管柱上的井喷射设备，其包括带有轴向通道的封隔器以及喷射泵，该喷射泵包括活动喷嘴、混合腔和阶梯形直通通道，该通道带有用于安装带有轴向通道的密封单元的安装座，物理场的发送器和接收传感器布置在封隔器下侧区喷射泵侧，用于从井泵出的介质的进入，所述接收传感器安装在穿过所述密封单元的所述轴向通道的测井电缆上，喷射泵的输出侧连接到环绕油管柱的空间，用于泵出介质进入的喷射泵通道侧连接到油管柱在密封单元下面的内腔，用于将工作介质供给所述活动喷嘴的通道输入侧连接到油管柱在密封单元上面的内腔(RU 2121610 C1)。
该同一专利公开了井喷射设备的操作方法，该方法包括将带有通道的喷射泵和封隔器布置在油管柱上，将该整个组件下降到井内，松开该封隔器，并通过利用所述喷射泵将液体介质泵出封隔器下方区在封隔器下方区产生必要的低压。
该已知的井喷射设备及其操作方法能够在井内在布置喷射泵的下方进行各种处理操作，包括那些用于降低密封单元上方和下方的压力差的操作。
但是，所引用的设备不能完全利用其性能，由于其能够研究仅在接近垂直的钻孔内开采岩石，缩小了使用该操作方法和用于实现该方法的该井喷射设备的范围。此外，当使用喷射泵连同自主测井块(logging block)时，喷射泵尺寸对于研究敞开式钻孔井不是最佳的。
发明内容
本发明要解决的任务是加强研究、测试和完成井的工作，主要是针对具有大曲率的水平井；当使用喷射泵连同测井装置时优化喷射泵布置和尺寸；以及，基于此，提高井喷射设备运行的可靠性。
对该设备的所述任务通过下列事实得到解决。该井喷射设备包括全部布置在油管柱上的封隔器、喷射泵和密封单元，在喷射泵本体内，布置有活动喷嘴和带有散流器的混合腔并设有阶梯形通道，并且，带有轴向通道的密封单元布置在该阶梯形通道内，软管在其下端布置有用于测量物理量如岩石的电阻率的测井装置，并且喷射泵在井内以距离h布置在开采层上方，该距离等于h≥Pf-ΔPgσ,]]>并具有下列尺寸关系混合腔截面的直径Dkc与喷嘴输出截面的直径Dc的比率是1.1至2.4；混合腔长度Lk与混合腔截面的直径Dkc的比率是3至7；喷嘴长度Lc与其输出截面的直径Dc的比率是1至8；从喷嘴输出截面到混合腔输入截面的长度L与喷嘴输出截面的直径Dc的比率是0.3至2；并且散流器母线与散流器纵轴之间的角度α是4°至14°，其中h是喷射泵和开采层的底部之间距离的垂直分量，单位是米；Pf是层压，单位是N/m2；ΔP是开采层上低压的最大容许值，单位是N/m2；g是重力加速度，单位是m/s2；σ是井内的液体密度，单位是kg/m3。
对该设备的所述任务也基于下列事实得到解决，所述软管在其下端的壁可设有孔，并且该软管的外径Dft与密封单元的外径Ds的关系可以是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
对该方法的所述任务基于下列事实得到解决，该井喷射设备的操作方法在于，将在体内设有通道的喷射泵以及布置在该喷射泵下方带有通道的封隔器在油管柱上降下进入井内；该封隔器在给定的深度处松开，后者布置在所研究的开采层上方；然后，将布置在软管下端的测井装置沿油管柱降下，软管具有带孔的下段，该测井装置并布置在开采层的区域内，并且，钻孔附近区域内开采层的物理参数的背景值通过在井内使用测井装置记录；之后，工作液体被注入喷射泵的喷嘴，由此在封隔器下方空间内产生一系列不同值低压，在每个低压值处测量井流速；然后，流入井内的地层流体以及开采层的物理参数通过沿地层移动软管上的测井装置来测量；并且，在完成测量后，测井装置被提升到地面，封隔器松开，并且油管柱连同喷射泵和封隔器被提出。
对该方法的所述任务还可以基于下列事实得到解决，可进行开采层的附加研究，为了该目的，具有异常物理特性如异常高段热中子俘获的液体越过软管穿过其下方带孔段被泵入井内，或者通过将化学试剂压入开采层内对开采层内钻孔附近区域进行化学处理，之后研究该开采层；当喷射泵运行或停止时，可使用测井装置进行研究。
井喷射设备运行的分析表明，通过优化在测试和完成井的过程中进行的动作次序，首先是利用敞开式或曲线钻孔，以及通过优化喷射泵在井内的布置并使喷射泵处于精密限定的尺寸，可提高运行可靠性。
在通过形成用于获得开采层状况的全面、可靠信息的条件来研究并测试岩石内的开采层的过程中，已发现上述动作次序使得布置在油管柱上的设备的使用最有效。通过产生一系列不同值低压，喷射泵在井内形成给定的压差值，并且通过使用测井装置来研究与测试该井。同时，可通过控制工作液体的泵送率来控制低压值。通过进行地层测试，可通过改变工作液体注入喷射泵的喷嘴内的压力来调整泵出模式。测井装置在可能的轴向运动穿过密封单元的软管上的布置能够更好地测试井并使井准备运行，以及能够处理井，并在不需重新布置井喷射设备的情况下使井准备运行，使得测试、完成井的过程更快、更简单。因此，请求保护的设备及其操作方法能够在钻井后对井进行高质量的研究与测试，以及能够在不同的运行模式下综合研究与测试它们后，使井准备运行。
在进行研究的过程中已确定，为了获得可靠信息，需要将喷射泵布置在地层上方一定的高度处。而且，需要使喷射泵的尺寸精密以使喷射泵运行与测井装置运行一致。只有在该情况下，才可能实现获得综合、真实的地层生产岩石状况的信息。
因此，上述相依赖的参数和动作次序总体保证了本发明所述任务的完成，即，加强对具有曲线钻孔包括敞开式的井的研究和测试，以及当使用喷射泵连同测井装置时，优化了喷射泵的布置和尺寸，由此提高了井喷射设备运行的可靠性。
图1示出了请求保护的设备的纵向截面。
图2示出了图1中切掉部分I的放大图。
具体实施例方式
用于实现请求保护的方法的请求保护的设备包括全部布置在油管柱1上的封隔器2、喷射泵3，在喷射泵3的本体4内，布置有活动喷嘴5和带有散流器7的混合腔6，并设有阶梯形通道8。密封单元9布置在阶梯形通道8内。在封隔器2下方，在软管10上布置有测井装置11，用于测量物理量如岩石的电阻率。喷射泵3在井内布置在开采层上方距离h处，该距离等于h≥Pf-ΔPgσ,]]>其中h是喷射泵和开采层的底部之间距离的垂直分量，单位是米；Pf是层压，单位是N/m2；ΔP是开采层上低压的最大容许值，单位是N/m2；g是重力加速度，单位是m/s2；σ是井内的液体密度，单位是kg/m3。
此外，喷射泵3具有下列尺寸关系混合腔6的截面的直径Dkc与喷嘴5的输出截面的直径Dc的比率是1.1至2.4；混合腔6的长度Lk与混合腔6截面的直径Dkc的比率是3至7；喷嘴5的长度Lc与其输出截面的直径Dc的比率是1至8；从喷嘴5的输出截面到混合腔6的输入截面的距离L与喷嘴5的输出截面的直径Dc的比率是0.3至2；并且散流器7母线与散流器7纵轴之间的角度α是4°至14°。保护导轴衬12可安装在喷射泵3的输出侧，用于防止在下降测井装置11的过程中损伤测井装置11和喷射泵3，该损伤可由后者在喷射泵3的输出处撞击通道壁引起。
软管10在其下端可在其壁上设有孔13，并且软管10的外径Dft与密封单元的外径Ds的关系可以是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
请求保护的井喷射设备操作方法如下进行。
在其本体4内具有通道8的喷射泵3和布置在喷射泵3下方带有通道的封隔器2在油管柱1上被降下进入井内。当到达给定的深度时，后者布置在所研究的开采层上方。然后，布置在软管10下端的测井装置11在软管10上沿油管柱1被降下，软管具有带孔的下段，该测井装置被布置在开采层的区域内。在下降过程中，密封单元9布置在喷射泵3的通道8内，并且开采层内钻孔附近区域的物理参数的背景值利用测井装置11记录。而且，软管10使得测井装置11能够定位于开采层的区域内，而不管它们是在直线井内还是在曲线井内。之后，工作液体被注入喷射泵3的喷嘴5内，由此在封隔器下方的空间内产生一系列不同值低压。在每个低压值处测量井流速，之后通过沿开采层移动在软管10上的测井装置11来测量开采层的地球物理学参数。完成测量后，软管10连同测井装置11和密封单元9被提出。
在需要时对开采层进行附加研究，为了该目的，具有异常物理特性如异常高段热中子俘获的液体14越过软管10、穿过在其下方带孔段上设置的孔13而被泵入井内，或者开采层内钻孔附近区域通过将化学试剂压入开采层内而进行化学处理，之后研究该开采层。当喷射泵运行或停止时，可利用测井装置进行研究。
工业实用性本发明可用于石油行业，用于测量、完成井，也可用于其它行业，其中各种液体从井中抽出。
权利要求
1.一种井喷射设备，其包括全部布置在油管柱上的封隔器、喷射泵和密封单元，在喷射泵本体内，布置有活动喷嘴和带有散流器的混合腔并设有阶梯形通道，并且，带有轴向通道的密封单元布置在该阶梯形通道内，软管在其下端布置有用于测量物理量如岩石的电阻率的测井装置，并且喷射泵在井内以距离h布置在开采层上方，该距离等于H≥Pf-ΔPgσ,]]>并具有下列尺寸关系混合腔截面的直径Dkc与喷嘴输出截面的直径Dc的比率是1.1至2.4；混合腔长度Lk与混合腔截面的直径Dkc的比率是3至7；喷嘴长度Lc与其输出截面的直径Dc的比率是1至8；从喷嘴输出截面到混合腔输入截面的长度L与喷嘴输出截面的直径Dc的比率是0.3至2；并且散流器母线与散流器纵轴之间的角度α是4°至14°，其中h是喷射泵和开采层的底部之间距离的垂直分量，单位是米；Pf是层压，单位是N/m2；ΔP是开采层上低压的最大容许值，单位是N/m2；g是重力加速度，单位是m/s2；σ是井内的液体密度，单位是kg/m3。
2.根据权利要求1所述的井喷射设备，其特征在于，软管在其下端在其壁上具有孔。
3.根据权利要求1所述的井喷射设备，其特征在于，软管的外径Dft与密封单元的外径Ds的关系是Dft≤(0.3-0.7)Ds。
4.一种井喷射设备的操作方法，其包括将在本体内设有通道的喷射泵以及布置在该喷射泵下方带有通道的封隔器在油管柱上降下进入井内；将该封隔器在给定的深度处松开，使之布置在所研究的开采层上方；然后，将布置在软管下端的测井装置沿油管柱降下，软管具有带孔的下段，将该测井装置布置在开采层的区域内，并且，钻孔附近区域内开采层的物理参数的背景值通过在井内使用测井装置记录；之后，工作液体被注入喷射泵的喷嘴，由此在封隔器下方空间内产生一系列不同值低压，在每个低压值处测量井流速；然后，流入井内的地层流体以及开采层的物理参数通过沿地层移动软管上的测井装置来测量；并且，在完成测量后，测井装置被提升到地面，封隔器松开，并且油管柱连同喷射泵和封隔器被提出。
5.根据权利要求4所述的操作方法，其特征在于，进行开采层的附加研究，为了该目的，将具有异常物理特性如异常高段热中子俘获的液体越过软管穿过其下带孔段泵入井内，或者开采层内钻孔附近区域通过将化学试剂压入开采层内进行化学处理，之后研究该开采层。
6.根据权利要求4所述的操作方法，其特征在于，当喷射泵运行或停止时，可使用测井装置进行研究。
全文摘要
本发明的井喷射设备包括布置在油管柱上的封隔器、喷射泵和密封单元，在喷射泵体内，布置有喷嘴和混合腔并制有阶梯形通道，密封单元设有轴向通道并安装在所述阶梯形通道内。在其下端布置有测井装置，用于测量物理量的软管穿过密封单元的轴向通道并相对于其可移动。当到达规定的深度时松开封隔器。测井装置进入井内并通过所述软管布置在开采层区域内。在下降过程中，密封单元被安装在喷射泵的通道内，并记录开采层物理参数的背景值。之后，流体工作介质被供给喷射泵喷嘴，由此在封隔器下方区域内形成一系列不同值低压。测量每个低压值的井流速。之后，测量开采层和地层流体的物理参数。测量装置被提升到地面，并且油管柱连同喷射泵和松开的封隔器被提出。所述发明加强了测量、测试和准备工作，并提高了井喷射设备的运行可靠性。
文档编号F04F5/46GK1882784SQ200480034339
公开日2006年12月20日 申请日期2004年6月22日 优先权日2003年11月20日
发明者吉诺维·德米特利耶维奇·哈米涅茨 申请人:吉诺维·德米特利耶维奇·哈米涅茨