Способ соединения скважин в пластах растворимых пород

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к сооружению подземных емкостей в пластах каменной соли. Сущность изобретения: проводят вертикальную скважину, соединяемую по меньшей мере с двумя направленными скважинами, ориентируя на их горизонтальные участки к забою наиболее глубоко заложенной скважины. Формируют соединительную полость под воздействием на массив вращающимся потоком растворителя, создающего в начале горизонтальную круговую полость, а затем, при постепенном перемещении устройства по вертикали, производят наращивание горизонтальной полости до обеспечения гидравлической связи между всеми направленными скважинами. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к технологии соединения скважин при создании подземных емкостей, например, в каменной соли, при добыче полезных ископаемых, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, горнодобывающей и других отраслях промышленности.

Известен способ соединения забоев скважин с помощью гидроврубовой выработки таких геометрических размеров, которые обеспечивали бы установление гидравлической связи между скважинами.

Данное техническое решение требует значительных затрат времени на сооружение подземных емкостей, средств и обязательное применение нерастворителя для обеспечения преимущественного радиального развития подземной выработки в требуемой зоне [1] Другой известный способ соединения забоев скважин осуществляют посредством гидроразрыва [2] Применение гидроразрыва для образования соединительных каналов между скважинами характеризуется неуправляе- мостью процесса, отсутствием надежных методов определения трещин гидроразрыва, а также сложностью или невозможностью создания гидроразрыва из-за отсутствия в пласте каменной соли естественных ослабленных зон.

Известен способ соединения скважин в пластах растворимых пород, преимущественно в формациях каменной соли, включающий бурение вертикальной скважины, оборудованной обсадной и рабочей колоннами, и направленной скважины, имеющей горизонтальный участок ствола, подведение забоя горизонтального участка ствола к призабойной зоне вертикальной скважины, создание из ствола вертикальной скважины в направлении горизонтального участка направленной скважины канала путем бурения шпура под углом 50-60^о к горизонтальному участку направленной скважины и создание в целике между горизонтальным участком направленной скважины и стволом вертикальной скважины соединительной полости с помощью насадки для радиально направленной подачи растворителя, установленной на конце рабочей колонны трубы, размещенной на забое пробуренного шпура [3] Недостатки известного способа заключаются в сложности осуществления и невозможности одновременного соединения забоев двух или более горизонтальных скважин, в необходимости проходки вертикальной скважины с заглублением на 1-2 м в подошву соляного пласта, что затруднено, когда подстилающий пласт обладает коллекторскими свойствами. Кроме того, требуются большие затраты времени на операции по проходке горизонтального шпура и создание соединительной полости, что сопряжено со спуском устройства для бурения боковых ответвлений к месту забуривания шпура, ориентацией устройства по азимуту забуривания шпура, проходкой шпура, извлечением породоразрушающего наконечника из шпура через вертикальную скважину и спуском насадка для радиально направленной подачи растворителя.

Цель изобретения скоростное образование гидравлической связи между скважинами при создании подземных емкостей в формациях растворимых пород.

При этом, по сравнению с прототипом, значительно сокращаются затраты времени на создание гидравлической связи между скважинами, упрощается и сама технология их соединения, а также устраняется возможность нарушения монолитной структуры соляного и подстилающего соляной пласт породного массива.

Для решения указанной задачи в способе соединения скважин в пластах растворимых пород, предусматривающем бурение направленных скважин с горизонтальными участками стволов и вертикальной скважины, оборудованной обсадной и рабочей колоннами, создание из ствола вертикальной скважины в направлении горизонтальных участков направленных скважин соединительной полости воздействием на массив породы радиально направленного потока растворителя, заложение вертикальной скважины ориентируют на горизонтальные участки пробуренных направленных скважин, после чего подводят забой вертикальной скважины к забою наиболее глубокого заложенной направленной скважины, а создаваемую при этом соединительную полость формируют в целике между горизонтальными участками направленных скважин из ствола вертикальной скважины в виде горизонтальной круговой выработки, воздействуя на породу дальнобойным, вращающимся скоростным потоком растворителя. Затем тем же потоком в зависимости от глубины заложения горизонтальных участков направленных скважин производят наращивание образованной круговой выработки вверх или вниз по вертикали до возникновения гидравлической связи соединяемых скважин.

Для образования гидравлической связи между тремя или большим числом направленных скважин с горизонтальными участками достаточно создать одну соединительную горизонтальную круговую или цилиндрическую полости. При этом высота цилиндрической полости будет определяться разницей глубин заложения горизонтальных стволов направленных скважин.

В предлагаемом способе заложение и бурение вертикальной скважины производят после того, как будет определена азимутальная ориентация всех ранее пробуренных направленных скважин для того, чтобы ствол вертикальной скважины оказался максимально приближенным к забоям направленных скважин.

Формирование горизонтальной круговой соединительной полости на начальном этапе образования гидравлической связи позволяет в одной выработке одновременно объединить горизонтальные участки сразу нескольких направленных скважин, находящихся на различных pасстояниях от оси ствола вертикальной скважины. Формирование цилиндрической соединительной полости производят в том случае, когда горизонтальные участки направленных скважин пройдены на разных по высоте уровнях.

Создание соединительной полости с использованием дальнобойного вращающегося скоростного потока растворителя управляемый процесс, в котором регулируются скорость вращения жидкостного потока и его производительность.

На фиг. 1 изображены соединяемые скважины, вертикальный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 горизонтальный разрез для трех соединяемых скважин.

Способ осуществляют следующим образом.

Пластовую залежь каменной соли 1 вскрывают по меньшей мере двумя направленными скважинами 2, имеющими горизонтальные участки 3 (фиг. 1). Скважины 2 закрепляют обсадными колоннами 4, заглубленными в кровлю соляного пласта 1, и цементируют. После этого известными геофизическими методами определяют пространственное расположение горизонталь- ных участков 3 и по этим данным устанавливают оптимальную точку заложения для проходки вертикальной скважины 5, пробурив которую, закрепляют обсадной колонной 6, цементируют до устья и углубляют ствол ее забоя с таким расчетом, чтобы он оказался в зоне максимального сближения с горизонтальными участками 3 направленных скважин 2.

В вертикальную скважину 5 погружают гидравлическое устройство 7 на необходимую для формирования соединительной полости 8 глубину. В устройство 7 подают растворитель, воду и посредством формируемого в нем дальнобойного вращающегося скоростного потока создают горизонтальную круговую полость 8 до установления устойчивой гидравлической связи с горизонтальными участками 3 направленных скважин 2, определяемой по равномерному изливу соляного раствора из стволов направленных скважин 2 при перекрытии рассолоотводящей линии вертикальной скважины 5.

Если образованная горизонтальная круговая полость 8 не обеспечивает гидравлической связи направленных скважин 2, это означает, что их горизонтальные участки 3 расположены на разных уровнях. Тогда гидравлическое устройство 7 в стволе вертикальной скважины 5 перемещают в верхнее или нижнее по оси положение, продолжая посредством создаваемого потока растворителя формирование соединительной полости, которая в этом случае образуется в виде цилиндрической полости 9 с высотой, определяемой разницей уровней стволов горизонтальных участков 3 направленных скважин 2.

При необходимости обеспечения гидравлической связи горизонтальных участков трех и более направленных скважин (фиг. 3) все технологические операции, описанные для соляного пласта, вскрываемого двумя направленными скважинами, повторяются в той же последовательности, осуществляя проходку дополнительных направленных скважин в необходимом количестве, для которых затем создают общую соединительную полость 8 горизонтальных участков 3 из ствола вертикальной скважины 5.

Формула изобретения

СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СКВАЖИН В ПЛАСТАХ РАСТВОРИМЫХ ПОРОД, преимущественно каменной соли, включающий бурение направленных скважин с горизонтальными участками и вертикальной скважины, оборудованной обсадной и рабочей колоннами труб, создание в целике между забоями скважин из ствола вертикальной скважины в направлении горизонтальных участков соединительной круговой выработки воздействием на массив породы радиально направленным вращающимся потоком растворителя, отличающийся тем, что бурение вертикальной скважины, соединяемой в пластах по меньшей мере с двумя направленными скважинами, производят до забоя наиболее глубоко заложенной направленной скважины, круговую выработку создают горизонтальной, наращиваемой по вертикали до возникновения гидравлической связи между горизонтальными участками разных уровней заложения направленных скважин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3