Способ строительства многоствольной скважины

Изобретение относится к области строительства скважин и может быть использовано при строительстве многоствольных скважин. Способ включает спуск в обсадную колонну колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, вскрытие обсадной колонны в требуемом интервале, чередование спуска в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа, под действием отклонителя, в зону вскрытия обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным ее поступательным движением для формирования дополнительных стволов до необходимой длины с извлечением гибкой трубы до получения необходимого числа дополнительных стволов, после чего гибкую трубу с соплом окончательно извлекают из обсадной колонны. Перед спуском обсадную колонну дополнительно оснащают жестко фиксированной полой вставкой, содержащей технологический корпус со сквозными отверстиями и втулкой, при этом на внутренней поверхности технологического корпуса выполнены направляющие и упор. Втулку вставляют в технологический корпус герметично, перекрывая сквозные отверстия, и ограничивают упором от осевого перемещения вниз. Во время спуска сквозные отверстия устанавливают в требуемом интервале вскрытия с последующим креплением обсадной колонны, а отклонитель, снабженный несколькими направляющими каналами и осевыми проточками, в процессе спуска смещает вниз втулку до упора, а его осевые проточки взаимодействуют с направляющими полой вставки, устанавливая выходные отверстия направляющих каналов напротив сквозных отверстий. После формирования каждого дополнительного ствола извлекают гибкую колонну с соплом только из отклонителя до получения необходимого числа дополнительных стволов. Изобретение позволяет сократить количество спуско-подъемных операций при строительстве скважины. 4 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству кустов нефтяных и газовых скважин.

Известен "Способ строительства многоствольной скважины" (а.с. №1798466, МКИ Е 21 В 7/06, опубл. БИ №8, 28.02.93 г.), включающий бурение вертикального основного ствола, установку и крепление в основном стволе барабана с расположенными в его плоскости направляющими колоннами и отклоняющим узлом в нижней части, поочередное забуривание, бурение и крепление дополнительных стволов, при этом при бурении нижнего участка основного ствола увеличивают его диаметр, барабан устанавливают непосредственно над нижним участком основного ствола, а забуривание дополнительных стволов скважины осуществляют через стенку последнего.

Недостатками данного способа являются:

во-первых, необходимость бурения основного ствола большого диаметра, что требует больших затрат времени, особенно при строительстве глубоких скважин, и, как следствие, больших материальных затрат;

во-вторых, наличие направляющих колонн также приводит к удорожанию строительства многоствольной скважины;

в-третьих, такая компоновка скважины сложна как при строительстве, так и при эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является "Способ и устройства для горизонтального бурения скважин" (патент US №5413184, МПК Е 21 В 7/08, опубл.09.05.1995 г.), включающий спуск в обсадную колонну на заданную глубину колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, спуск в колонну труб гибкого вала с фрезой на конце до взаимодействия с отклонителем, вращение с поступательным перемещением гибкого вала с фрезой, которая в результате взаимодействия с отклонителем вскрывает обсадную колонну и входит в пласт на заданное расстояние с получением технологического канала, извлечение гибкого вала с фрезой из скважины, спуск в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа, под действием отклонителя, в зону вскрытия обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным поступательным движением для увеличения технологического канала до необходимой длины.

Недостатками данного способа являются: необходимость при строительстве многоствольной скважины выполнения последовательно операций - поворот на необходимый угол колонны труб, спуск гибкого вала с фрезой, вырезка канала, углубление канала при помощи гибких труб с соплом под действием напора жидкости, и так для каждого горизонтального дополнительного ствола, что приводит к большим потерям времени и, как следствие, к значительным материальным и финансовым затратам (см. инструкцию Rad-Tech International Inc. no строительству скважин (US №5413184), в том числе многоствольных).

Технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение материальных и финансовых затрат за счет: сокращения количества спуско-подъемов оборудования и исключения поворота колонны труб при строительстве многоствольной скважины с применением для проходки гибких труб с соплом под действием напора жидкости, вскрытия обсадной колонны в радиальном направлении в зависимости от необходимого количества дополнительных стволов, не нарушая ее целостности.

Техническая задача решается способом строительства многоствольной скважины, включающим спуск в обсадную колонну колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, вскрытие обсадной колонны в требуемом интервале, чередование спуска в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа, под действием отклонителя, в зону вскрытия обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным ее поступательным движением для формирования дополнительных стволов до необходимой длины с извлечением гибкой трубы до получения необходимого числа дополнительных стволов, после чего гибкую трубу с соплом окончательно извлекают из обсадной колонны.

Новым является то, что обсадную колонну дополнительно перед спуском оснащают жестко фиксированной полой вставкой, содержащей технологический корпус со сквозными отверстиями и втулкой, при этом на внутренней поверхности технологического корпуса выполнены направляющие и упор, причем втулка вставлена в технологический корпус герметично, перекрывая сквозные отверстия, и ограничена упором от осевого перемещения вниз, при этом во время спуска сквозные отверстия устанавливают в требуемом интервале вскрытия с последующим креплением обсадной колонны, а отклонитель, снабженный несколькими направляющими каналами и осевыми проточками, в процессе спуска смещает вниз втулку до упора, а его осевые проточки взаимодействуют с направляющими полой вставки, устанавливая выходные отверстия направляющих каналов напротив сквозных отверстий, при этом гибкую колонну с соплом после формирования каждого дополнительного ствола извлекают только из отклонителя до получения необходимого числа дополнительных стволов.

На Фиг.1 изображена схема компоновки обсадной колонны перед формированием дополнительного ствола.

На Фиг.2 изображен разрез А-А технологического корпуса с направляющими.

На Фиг.3 изображен вид сбоку отклонителя с направляющим каналом и осевой проточкой.

На Фиг.4 изображена схема формирования дополнительного ствола.

Пример конкретного выполнения.

Способ строительства многоствольной скважины осуществляется следующим образом.

Обсадную колонну 1 (см.Фиг.1) перед спуском в скважину оснащают жестко фиксированной полой вставкой 2, содержащей технологический корпус 3 со сквозными отверстиями 4 и втулкой 5. На внутренней поверхности технологического корпуса 3 выполнены направляющие 6 (см.Фиг.2) и упор 7 (см.Фиг.1), ограничивающий осевое перемещения втулки 5 вниз. Втулка 5 герметично вставлена в технологический корпус 3 и перекрывает сквозные отверстия 4 полой вставки 2, которые во время спуска обсадной колонны 1 устанавливают в требуемом интервале вскрытия напротив продуктивного пласта 8. Помимо этого втулка 5 соединена с технологическим корпусом 3 посредством срезных элементов 9.

Далее производят цементирование обсадной колонны 1 по любой из существующих технологий (на Фиг. не показано). После ожидания затвердевания цемента в обсадную колонну 1 производят спуск колонны труб 10 с отклонителем 11. Отклонитель 11 внутри снабжен несколькими направляющими каналами 12, а снаружи осевыми проточками 13 (см. Фиг.3). Отклонитель 11 имеет возможность вращения относительно колонны труб 10.

В качестве примера рассмотрим отклонитель 11, имеющий два направляющих канала 12' и 12''.

Отклонитель 11 спускается в скважину и в определенный момент своими осевыми проточками 13 вступает во взаимодействие с направляющими 6 полой вставки 2. В результате отклонитель 11 поворачивается относительно колонны труб 10 на определенный угол и опускается вниз по направляющим 6 технологического корпуса 3, находящимся во взаимодействии с осевыми проточками 13 до тех пор, пока отклонитель 11 не сядет на верхний торец втулки 5, что фиксируется появлением веса колонны труб 10 на индикаторе веса, расположенного на устье скважины (на Фиг. не показано).

Далее производят разгрузку колонны труб 10 с отклонителем 11 на втулку 5 (Фиг.4), при этом при расчетной нагрузке срезной элемент 9 разрушается, а втулка 5 опускается вниз и садится на упор 7 полой вставки 2. Далее отклонитель 11 доспускают вниз до тех пор, пока он не сядет на верхний торец втулки 5, при этом осевые проточки 13 отклонителя 12 продолжают двигаться по направляющим 6 технологического корпуса 3, благодаря чему выходные отверстия направляющих каналов 12 отклонителя 11 устанавливаются напротив сквозных отверстий 4 технологического корпуса 3 полой вставки 2.

Далее в колонну труб 10 спускают гибкие трубы 14 с соплом 15 (см.Фиг.4) до входа их через направляющий канал 12' отклонителя 11 в интервал вскрытия обсадной колонны 1 напротив продуктивного пласта 8, что фиксируется на устье по индикатору веса, и тут же на устье скважины наносят метку (на Фиг. не показана) на гибкой трубе 14 - начала формирования дополнительного ствола 16. Далее подают жидкость под давлением через гибкую трубу 14 с соплом 15 с одновременным поступательным движением, в результате чего в продуктивном пласте 8 образуется дополнительный ствол 16, который увеличивается до необходимой длины. После чего гибкую трубу 14 с соплом 15 извлекают из дополнительного ствола 16 обсадной колонны 1 и отклонителя 11 колонны труб 10 до вышеуказанной метки плюс длина направляющего канала 12'. Затем гибкую трубу 14 с соплом 15 заводят во второй направляющий канал 12'' отклонителя 11 - это определяется снижением веса гибкой трубы 14 (по индикатору веса) при ее опускании до метки на устье. После чего формируют новый дополнительный ствол 16'. Для этого под действием напора жидкости, подаваемой через гибкие трубы 14 с соплом 15, образуют второй дополнительный ствол 16' требуемой длины L в заданном интервале.

В случаях, когда на устье метка гибкой трубы 14 опускается значительно ниже без изменения веса, то извлекают гибкую трубу 14 до метки плюс длина направляющего канала 12', после чего гибкую трубу 14 поворачивают на небольшой угол, чтобы естественная ее остаточная кривизна изменила свою ориентацию, и вновь повторяют попытку до тех пор, пока гибкая труба 14 не остановится у метки, что зафиксируется по индикатору веса. Практически попадание в следующий направляющий канал 12'' гибкой трубой обеспечивается за 1-3 попытки при наличии четырех направляющих каналов 12 в отклонителе 11.

По окончании строительства необходимого количества дополнительных стволов 16 гибкую трубу 14 с соплом 15 извлекают из обсадной колонны 1, а колонну труб 10 с отклонителем 11 полностью разгружают на втулку 5, в результате упор 7 разрушается, а втулка 5 падает на забой скважины. При необходимости втулку 5 можно разбурить, так как она изготовлена из чугуна.

В приведенном примере нами рассмотрен вариант строительства кустовой скважины с двумя дополнительными стволами 16, аналогичным образом проводятся работы для требуемого количества дополнительных стволов 16, но для этого необходимо использовать отклонитель 11 с количеством направляющих каналов 12 и, соответственно, сквозных отверстий 4 технологического корпуса 3, равным количеству дополнительных стволов 16.

Использование предлагаемого способа за счет вскрытия обсадной трубы в радиальном направлении, в зависимости от необходимого количества дополнительных стволов, не нарушает ее целостность и позволяет сократить количество спуско-подъемов оборудования, а возможность отклонителя с несколькими направляющими каналами свободно поворачиваться относительно колонны труб на требуемый угол позволяет исключить операцию по повороту колонны труб, что в совокупности позволяет снизить материальные и финансовые затраты на строительство кустовой скважины с применением для проходки гибкой трубы с соплом под действием напора жидкости.

Способ строительства многоствольной скважины, включающий спуск в обсадную колонну колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, вскрытие обсадной колонны в требуемом интервале, чередование спуска в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа, под действием отклонителя, в зону вскрытия обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным ее поступательным движением для формирования дополнительных стволов до необходимой длины с извлечением гибкой трубы до получения необходимого числа дополнительных стволов, после чего гибкую трубу с соплом окончательно извлекают из обсадной колонны, отличающийся тем, что обсадную колонну дополнительно перед спуском оснащают жестко фиксированной полой вставкой, содержащей технологический корпус со сквозными отверстиями и втулкой, при этом на внутренней поверхности технологического корпуса выполнены направляющие и упор, причем втулка вставлена в технологический корпус герметично, перекрывая сквозные отверстия, и ограничена упором от осевого перемещения вниз, при этом во время спуска сквозные отверстия устанавливают в требуемом интервале вскрытия с последующим креплением обсадной колонны, а отклонитель, снабженный несколькими направляющими каналами и осевыми проточками, в процессе спуска смещает вниз втулку до упора, а его осевые проточки взаимодействуют с направляющими полой вставки, устанавливая выходные отверстия направляющих каналов напротив сквозных отверстий, при этом гибкую колонну с соплом после формирования каждого дополнительного ствола извлекают только из отклонителя до получения необходимого числа дополнительных стволов.