Устройство для добычи из двух зон скважины

 

Изобретение относится к области добычи текучих и полезных ископаемых из двух продуктивных горизонтов, в частности водоносных, одной скважиной и может быть использовано также при добыче минеральных вод и в нефтяной и газовой промышленности. Устройство для добычи из двух зон скважины включает эксплуатационные колонны, размещенные одна в другой в верхней зоне скважины, образующие эксплуатационную колонну верхней зоны и эксплуатационную колонну нижней зоны. Устройство снабжено разделительной колонной, промежуточной цементировочной трубой, промежуточной дренажной колонной и воздушной трубой. Разделительная колонна и промежуточная цементировочная труба сообщены с верхней зоной скважины промежуточной дренажной колонной. Воздушная труба соединена с промежуточной дренажной колонной, образуя при этом промежуточную двойную эрлифтную колонну, которая сообщена с эксплуатационной колонной нижней зоны. Изобретение обеспечивает высокоэффективную добычу, надежную изоляцию и разобщение двух продуктивных зон скважины и контроль в процессе эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к области бурения и добычи текучих полезных ископаемых из двух продуктивных горизонтов, в частности водоносных, одной скважины и может быть использовано также при бурении на минеральные воды и в нефтяной и газовой промышленности.

В области водоснабжения традиционным способом освоение нескольких водоносных горизонтов является общеизвестный способ кустового сооружения скважин по числу продуктивных горизонтов с расположением их в непосредственной близости друг от друга.

Недостатком известного способа является значительные капитальные и эксплуатационные затраты на сооружение и использование водозаборов и невозможность исключения загрязнения продуктивных горизонтов в процессе бурения, так как очистке и промывке подвергается только эксплуатируемый горизонт. Особенно, загрязнению подвержены горизонты при бурении в осложненных гидрогеологических условиях с поглощением промывочной жидкости и нарушением циркуляции.

Для борьбы с поглощением промывочной жидкости с буровым шламом известен способ бурения с использованием промежуточной воздушной трубы [1].

Недостатком такой технологии бурения является то, что промежуточная труба сообщена с обсадной трубой и сжатый воздух подается во внутреннюю полость ее и в связи с большой площадью кольцевого сечения между бурильной и обсадной колоннами, скорость подъема пульпы из скважины незначительна и не обеспечивается вынос крупных частей шлама.

Из области нефтяной и газовой промышленности известна система завершения скважины [2].

Система предназначена для применения при разделении потоков текучих сред, добываемых из боковых скважин.

Описываемая система высокоэффективна при дренировании некоторых формаций, но она имеет недостаток, заключающийся в том, что добываемые текучие среды перемешиваются между собой в материнской обсадной колонне.

Известна также система завершения скважины [3]. Система включает разделительную колонну, расположенную в расширенной части основной скважины, система обеспечивает изолирование и раздельную подачу добываемых жидкостей.

Однако данная система пригодна для эксплуатации напорных продуктивных горизонтов.

Кроме того, известно устройство для оборудования скважин [4], содержащее концентрично размещенные одна в другой эксплуатационные колонны со ступенчатым расположением фильтров для каждой продуктивной зоны скважины и перфорацией эксплуатационных колонн через одну для эрлифтного подъема жидкости из исследуемого горизонта.

Недостатком известного устройства является необходимость перекрытия всех продуктивных горизонтов, в том числе и горизонтов, не требующих перекрытия фильтровыми колоннами, что значительно повышает капитальные затраты на сооружение скважины, а также известное устройство предназначено для сооружения технологических и наблюдательных скважин.

В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено создание устройства для бурения и добычи из двух зон скважины, которое обеспечивает высокоэффективное бурение, надежное разобщение и раздельную эксплуатацию двух продуктивных зон скважины и контроль в процессе эксплуатации.

Указанная задача решается тем, что устройство для добычи из двух зон скважины, включающее эксплуатационные колонны, размещенные одна в другой в верхней зоне скважины, образующие эксплуатационную колонну верхней зоны и эксплуатационную колонну нижней зоны, причем оно снабжено разделительной колонной, промежуточной цементировочной трубой и сообщенными с верхней зоной скважины промежуточной дренажной колонной и соединенной с ней воздушной трубой, образующими промежуточную двойную эрлифтную колонну, сообщенную с эксплуатационной колонной нижней зоны.

Кроме того, эксплуатационная колонна нижней зоны размещена относительно эксплуатационной колонны верхней зоны эксцентрично, а дренажные колонны жестко закреплены к ней и выполнены в качестве центраторов при спуске колонны в скважину и в качестве направляющих для спуска промежуточной цементировочной трубы и насосного оборудования.

Также дренажные трубы выполнены в качестве наблюдательных.

А так же разделительная колонна выполнена в виде промежуточной обсадной колонны, эксцентрично соединенной с эксплуатационной колонной нижней зоны и установлена между зонами в водоупорной части ствола скважины и снабжена нижней камерой с приемным патрубком и отстойником, а фильтр верхней зоны выполнен селективным и эксцентрично размещен относительно эксплуатационной колонны нижней зоны.

Сущность изобретения пояснена чертежами. На фиг.1 дан общий вид устройства, на фиг.2 - вид сверху.

Скважина состоит из двух продуктивных зон, верхней 1 и нижней 2.

Верхняя зона обсажена в верхней части скважины эксплуатационной колонной 3, нижняя зона эксплуатационной колонной 4, размещенной эксцентрично относительно колонны 3.

К эксплутационной колонне 4 соединена эксцентрично разделительная колонна 5, установленная в водоупорной части ствола скважины и снабжена нижней камерой 6 приемным патрубком 7 и отстойником 8.

К колонне 4 жестко соединены дренажные колонны 9, 10, а к ним соединены воздушные трубы 11, 12.

Устройство снабжено также промежуточной цементировочной трубой 13, выполненной с центрирующим устройством 14. Дренажные колонны 9, 10 размещены относительно колонны 4 из расчета, чтобы служить в качестве центраторов при спуске в скважину и в качестве направляющих при спуске цементировочной трубы 13 и насосного оборудования, на чертеже не показано. К колонне 4 жестко соединен фильтр 15, установленный в трещиноватой части верхней зоны скважины.

Разделительная колонна 5 и фильтр 15 размещены соосно с эксплуатационной колонной 3.

Работа устройства заключается в следующем. Бурится скважина под обсадную колонну 3. Диаметр скважины, при этом, выбирается из расчета размещения необходимого откачивающего и насосного оборудования.

После бурения, обсаживания и цементации колонны 3 вскрывают водоносный горизонт первой зоны 1 и тем же диаметром породоразрушающего инструмента бурение продолжают в водоупорной части ствола скважины до вскрытия нижней продуктивной зоны 2.

После бурения спускают колонну 4 вместе с закрепленными к ней узлами, в т. ч. и фильтром 14, если в процессе бурения были вскрыты трещиноватые и обрушающиеся части ствола скважины.

Во время спуска колонны 4 производят одновременно очистку ствола скважины за счет подачи сжатого воздуха в воздушную трубу 12 и откачки шлама через дренажную трубу 10.

После посадки колонны 4 на забой верхней зоны 1 производится цементация разделительной колонны 5. Для этого спускают цементировочную трубу 13 в патрубок 7, используя направляющие 9, 10 и центратор 14, и под давлением подают цементный раствор в камеру 6, а из нее в затрубное пространство разделительной колонны 5.

После цементирования разделительной колонны 5 извлекают цементировочную трубу 13 и производят окончательную, промывку и откачку верхней зоны скважины, используя, при этом, двойную эрлифтную колонну 9, 11.

В процессе откачки из верхней зоны скважины одновременно приступают к разбуриванию продуктивной зоны 2. С этой целью используется вращательный буровой инструмент с подачей промывочной жидкости на забой, на чертеже не показано.

При этом, в качестве промывочной жидкости используется откачиваемая жидкость из верхней зоны 1 скважины, а для подъема бурового шлама включают эрлифтную систему 10, 12.

После окончания бурения нижней зоны 2, производится промывка и откачка по указанной выше схеме.

После окончания откачки буровой инструмент извлекается из колонны 4 и производится спуск насосного оборудования для эксплуатации, на чертеже не показано. Дренажные колонны 9, 10 во время эксплуатации используются в качестве наблюдательных.

Источники информации 1. Murray J. W. Parasite Tubing string solves lost-circulation problem Oil and Gas J. 66, 22, 1968, р. 87-90.

2. US 5462120 А, 31.10.95.

3. Патент РФ 2136856, МПК7 Е 21 В 43/14, 28.09.99.

4. Авторское свидетельство СССР 775298, Е 21 В 43/14, 30.10.80.

Формула изобретения

1. Устройство для добычи из двух зон скважины, включающее эксплуатационные колонны, размещенные одна в другой в верхней зоне скважины, образующие эксплуатационную колонну верхней зоны и эксплуатационную колонну нижней зоны, отличающееся тем, что оно снабжено разделительной колонной, промежуточной цементировочной трубой и сообщенными с верхней зоной скважины промежуточной дренажной колонной и соединенной с ней воздушной трубой, образующими промежуточную двойную эрлифтную колонну, сообщенную с эксплуатационной колонной нижней зоны.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эксплутационная колонна нижней зоны размещена относительно эксплуатационной колонны верхней зоны эксцентрично, а дренажные колонны жестко закреплены к ней и выполнены в качестве центраторов при спуске колонны в скважину и в качестве направляющих для спуска цементировочной трубы и насосного оборудования.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что разделительная колонна выполнена в виде промежуточной обсадной колонны, эксцентрично размещенной относительно эксплуатационной колонны нижней зоны, снабжена нижней камерой с приемным патрубком и отстойником и установлена между зонами в водоупорной части скважины.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что дренажные трубы выполнены в качестве наблюдательных.

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что фильтр верхней зоны выполнен селективным и эксцентрично размещен относительно эксплуатационной колонны нижней зоны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 27.12.2007

Извещение опубликовано: 10.04.2009        БИ: 10/2009

RH4A - Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение

Дата выдачи дубликата: 15.10.2010

Наименование лица, которому выдан дубликат:Закрытое акционерное общество "Русбурмаш"

Извещение опубликовано: 20.11.2010        БИ: 32/2010

---