Гравийная набивка в боковом стволе скважины

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к образованию гравийных фильтров в боковом стволе скважины. Способ включает заканчивание узла сопряжения и соединение узла сопряжения с заканчиванием, развертывание внутрискважинного оборудования в заканчивании, заканчивание узла сопряжения с помощью внутрискважинного оборудования для выполнения операции гравийной набивки посредством зацепления оборудования с полированным приемным гнездом, перемещение шара во внутрискважинное оборудование и использование шара для обеспечения направления потока гравийного шлама через корпус переходного порта в направляющее устройство и по обходному каналу до его сброса. Поддерживают гидростатическое давление в боковой скважине с необсаженным стволом посредством внутрискважинного оборудования у стенки боковой скважины во время операции гравийной набивки для сохранения целостности боковой скважины, сбрасывают давление после завершения операции гравийной набивки. Упрощается операция обработки скважины до завершения требуемой гравийной набивки. 3 н. и 15 з.п.ф-лы, 8 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[001] Углеводородные флюиды, такие как нефть и природный газ, получают из подземной геологической формации путем бурения скважины, которая проходит сквозь углеводородонесущую формацию. После того как скважина пробурена, могут быть установлены различные формы элементов заканчивания для контроля и повышения эффективности получения жидкостей из подземной геологической формации. В некоторых системах добыча углеводородных флюидов увеличивается путем бурения и заканчивания боковых стволов скважин, выходящих из основной скважины, например вертикальной скважины. Для получения гравийных набивок вокруг заканчиваний в боковых стволах скважин используются различные операции гравийной набивки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[002] В общем, настоящее изобретение предоставляет методологию и систему для обработки, например, гравийной набивки, бокового ствола скважины. Эта методология и система могут быть использованы в боковой скважине с необсаженным стволом и включают заканчивание, переходящее в боковой ствол скважины. Внутрискважинное оборудование используется совместно с заканчиванием для выполнения гравийной набивки или другой операции обработки скважины при поддержании гидростатического давления на необсаженной боковой скважине с целью предотвращения обвала ствола скважины. Различные функции могут быть встроены в заканчивание или использованы вместе с заканчиванием для облегчения операции обработки скважины при поддержании гидростатического давления до окончания требуемой гравийной набивки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[003] Некоторые варианты воплощений изобретения будут описаны далее со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых позиционные обозначения указывают на составные части. Однако следует понимать, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только различные варианты воплощения, описанные здесь, и не предполагают ограничения объема различных технологий, описанных здесь.

[5] На фиг.1 показана скважинная система с примером заканчивания, развернутого в боковой скважине с необсаженным стволом, согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

[6] На фиг.2 показан чертеж, аналогичный показанному на фиг.1, но отображающий заканчивание узла сопряжения, который соединен с заканчиванием, расположенным в боковой скважине с необсаженным стволом, согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

[7] На фиг.3 показан чертеж, аналогичный показанному на фиг.2, но отображающий добавление промежуточного заканчивания, развернутого в основном стволе скважины, в соответствии с альтернативным вариантом воплощения изобретения.

[8] На фиг.4 показан чертеж, аналогичный показанному на фиг.3, но отображающий развертывание рабочей колонны и внутрискважинного оборудования вниз к заканчиванию, расположенному в боковой скважине с необсаженным стволом, согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

[9] На фиг.5 показан чертеж, аналогичный показанному на фиг.4, в которой шар опускается для отклонения гравийного шлама в обходной канал, отдельный от основного пути потока заканчивания в соответствии с одним из вариантов воплощения изобретения.

[10] На фиг.6 показан чертеж законченной гравийной набивки, расположенной вокруг заканчивания в боковой скважине с необсаженным стволом согласно варианту воплощения изобретения.

[11] На фиг.7 показан чертеж, аналогичный показанному на фиг.6, с добавлением верхнего заканчивания, соединенного с промежуточным заканчиванием, в соответствии с одним из вариантов воплощения изобретения.

[12] На фиг.8 показан пример скважинной системы в конфигурации добычи в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[13] В последующем описании приводятся подробности, помогающие понять суть показанных воплощений данного изобретения. Однако специалистам в данной области техники понятно, что система и/или методология могут быть применены на практике без этих подробностей и что возможны многочисленные изменения или видоизменения описанных вариантов воплощения.

[14] Описанное в данном документе изобретение в целом относится к системе и методологии, которые облегчают выполнение операции обработки в боковом стволе скважины. Например, система и методология облегчает операции гравийной набивки в боковых скважинах с необсаженным стволом. В соответствии с одним из вариантов воплощения скважинной системы заканчивание развертывается в боковом стволе скважины. Затем узел сопряжения заканчивается и соединяется с заканчиванием в боковом стволе скважины для образования огражденного пути потока из основного ствола скважины, например вертикальной скважины, к боковому стволу скважины. После заканчивания узла сопряжения внутрискважинное оборудование может использоваться для облегчения образования гравийной набивки в боковом стволе скважины при сохранении гидростатического давления. Гидростатическое давление прилагается через заканчивание в боковом стволе скважины к стенке необсаженного бокового ствола скважины для поддержания целостности бокового ствола скважины путем, например, предотвращения обвала. Гидростатическое давление может быть сброшено после заканчивания гравийной набивки.

[15] Заканчивание, развертываемое в боковом стволе скважины, может включать обходную проводящую систему, которая направляет гравийный шлам для выполнения операции гравийной набивки по обходному пути потока вне основного пути потока, проходящего через заканчивание. Обходная проводящая система может включать в себя обходной канал, например шунтирующую трубу, проходящую по заканчиванию к требуемому месту сброса. Например, гравийный шлам может быть направлен по обходному каналу в кольцевую область, окружающую один или несколько противопесочных фильтров. В некоторых системах весь гравийный шлам используется для образования гравийной набивки, направляемой вниз через внутреннюю часть узла сопряжения в основном внутреннем пути потока, пока не будет направлен из него в обходной канал через, например, защищенный рукав закрытия порта. Таким образом, гравийный шлам полностью удерживается, направляется по обходному каналу и сбрасывается в требуемом месте по отношению к гравийной набивке.

[16] Обходная проводящая система может быть использована при выполнении операции гравийной набивки через законченный узел сопряжения. Тем не менее, обходная проводящая система также может быть использована в других типах систем. Например, обходная проводящая система может быть использована для облегчения образования требуемой гравийной набивки до заканчивания узла сопряжения между основным стволом скважины и боковым стволом скважины.

[17] В зависимости от конкретных параметров окружающей среды данной скважины и операции обработки скважины элементы скважинной системы и конкретная методология могут быть скорректированы. Например, заканчивание, развернутое в боковом стволе скважины, может быть запущено с различными подходящими пакерами, такими как пакер-разъединитель, пакер для затрубного пространства, набухающий пакер, а также заканчивающий пакер. Внутрискважинное оборудование может быть предназначено для поддержания гидростатического давления при выполнении гравийной набивки и для послеоперационной очистки. Для облегчения операций обработки скважин в систему могут быть включены много других типов элементов и инструментов, например операции гравийной набивки, в одну или несколько боковых стволов скважин.

[18] На фиг.1 показан пример одного типа системы и методология выполнения операции обработки в боковом стволе скважины. Пример может служить для облегчения объяснения, но следует понимать, что для скважинной системы, описанной в данном документе, могут быть использованы различные элементы и эксплуатационные методы. Различные описанные заканчивания могут использовать различные пакеры, клапаны, скользящие муфты, экраны, трубопроводы, зацепляющие устройства, переходные порты и другие элементы, выбранные для использования во многих типах сред и систем.

[19] На фиг.1 показан вариант воплощения скважинной системы 20, включающей заканчивание 22, развернутое в скважине 24. В этом примере заканчивание 22 разворачивается в боковом стволе скважины 26, которая проходит от основной скважины 28, например по существу вертикальной скважины. В показанном примере основная скважина 28 обсажена трубой 30, а боковой ствол скважины 26 является боковой скважиной с необсаженным стволом, определяемой необсаженной стенкой скважины 32. В зависимости от конкретного применения различные заканчивания скважины могут использоваться в скважине 24, а скважина 24 может включать много типов скважин, в том числе отклоненные, например, горизонтальные, с одним отверстием, многоствольные, однозонные, многозонные, обсаженные, необсаженные (открытый ствол) или другие типы скважин.

[20] В показанном примере заканчивание 22 включает пакер 34, который может быть пакером для необсаженных скважин, предназначенным для уплотнения участка бокового ствола скважины, выходящего из пакера 34 к забою бокового ствола скважины 26. В качестве примера пакер 34 может быть пакером для затрубного пространства, набухающим пакером, заканчивающим пакером или другим пакером для требуемого применения, например применения для необсаженного ствола скважины. Кроме того, заканчивание 22 также может включать различные другие элементы, такие как противопесочный фильтр 36 или ряд противопесочных фильтров 36. Заканчивание 22 также может включать полированное приемное гнездо 38 или другое подходящее устройство для приема внутрискважинного оборудования, как более подробно описано ниже. Кроме того, устанавливаемая муфта 40 может быть использована совместно с полированным приемным гнездом 38. Различные другие элементы, такие как пластинчатый клапан или другой тип устройства утечки жидкости 42, могут быть дополнительно включены в заканчивание 22.

[21] В конкретном показанном примере заканчивание 22 предназначено для направления гравийного шлама по обходной проводящей системе 44. Например, обходная проводящая система 44 может включать в себя обходной канал 46, например по меньшей мере одну шунтирующую трубу 48, расположенную так, чтобы доставлять гравийный шлам в место сброса 50. Обходной канал 46 сбрасывает гравийный шлам в месте сброса 50 для получения требуемой гравийной набивки в кольцевом пространстве вокруг, например, противопесчаных экранов 36. Согласно примеру представляемой методики гравийный шлам направляется по главному пути потока 52, который проходит во внутреннюю часть заканчивания 22. Как подробнее поясняется ниже, гравийный шлам может быть направлен по рабочей колонне и внутрискважинному оборудованию, развернутому в главном пути потока 52 и соединенному с заканчиванием 22. В такой системе рабочая колонна и внутрискважинное оборудование содержат гравийный шлам в главном пути потока 52, пока не он не будет сброшен наружу главного пути потока 52, например, по обходной проводящей системе 44.

В этом варианте воплощения направляющее устройство 54 работает совместно с внутрискважинным оборудованием для направления гравийного шлама в обходной канал 46. Во время гравийной набивки или других рабочих операций гравийный шлам может быть направлен по главному пути потока 52, оставаясь при этом полностью огражденным в рабочей колонне и внутрискважинном оборудовании, пока гравийный шлам не будет направлен в обходной канал 46 для доставки к месту сброса 50. Это дает возможность контролировать и удерживать 100% гравийного шлама, используемого в образовании требуемой гравийной набивки вокруг заканчивания 22. В качестве примера направляющее устройство 54 может включать защищенный рукав закрытия порта 56.

[22] В показанном примере отклонитель 58 или другое подходящее устройство может быть использовано для облегчения образования бокового ствола скважины 26. Кроме того, отклонитель 58 может использоваться для облегчения других операций заканчивания, таких как заканчивание узла сопряжения, используемого для соединения заканчивания 22 с промежуточным заканчиванием в области перехода между основной скважиной 28 и боковым стволом скважины 26. Отклонитель 58 может быть выполнен в виде извлекаемого элемента для получения доступа к возможным дополнительным боковым скважинам, расположенным под показанным боковым стволом скважины 26.

[23] На фиг.2 показана скважинная система 20, в которой узел сопряжения 60 был закончен и соединен с заканчиванием 22 через, например, соединитель 62, такой как разъединяющий переводник. В этом варианте воплощения изобретения узел сопряжения 60 расположен над плитой 64. Как только узел сопряжения 60 будет закончен, промежуточное заканчивание 66 может быть опущено в скважину через соответствующее спускное устройство 68 и соединено с узлом сопряжения 60 в основной скважине 28, как это показано на фиг.3. В зависимости от конкретного применения промежуточное заканчивание 66 может включать различные элементы, такие как пакер 70. В показанном варианте воплощения изобретения пакер 70 предназначен для образования уплотнения с обсадной колонной 30 в основной скважине 28. Дополнительные пакеры 70 и другие элементы могут быть развернуты в основной скважине 28 ниже узла сопряжения 60.

[24] После размещения промежуточного заканчивания 66 внутрискважинное оборудование 72 опускается по стволу скважины на рабочей колонне 74, как показано на фиг.4. Внутрискважинное оборудование 72 разворачивается вниз через промежуточное заканчивание 66 и узел сопряжения 60, прежде чем будет принято в заканчивании 22 через полированное приемное гнездо 38. Внутрискважинное оборудование 72 предназначено для зацепления и уплотнения в полированном приемном гнезде 38 с целью поддержания гидростатического давления в боковой скважине с необсаженным стволом 26 во время операции гравийной набивки. Гидростатическое давление поддерживается в заканчивании 22 и в кольцевом канале 76 между заканчиванием 22 и окружающей стенкой необсаженной скважины 32 для сохранения целостности боковой скважины с необсаженным стволом 26, например, для предотвращения обвала бокового ствола скважины. Кроме того, конструкция внутрискважинного оборудования 72, заканчивания 22 и узла сопряжения 60 обеспечивает недопущение попадания песка в узел сопряжения 60 во время операции гравийной набивки.

[25] Внутрискважинное оборудование 72 может иметь множество элементов и функций для облегчения выполнения требуемой операции обработки скважины. В показанном примере внутрискважинное оборудование 72 предназначено для облегчения операции гравийной набивки и включает корпус переходного порта 78, служащий для направления гравийного шлама из внутрискважинного оборудования 72 в защищенный рукав закрытия порта 56, а затем в обходной канал 46 для доставки на место сброса 50. В еще одном примере внутрискважинное оборудование 72 может включать один или более клапанов регулирования потока 80, конусный зажим внутрискважинного оборудования 82, устройство утечки жидкости 84 и подходящие уплотнения 86 для получения уплотнения с окружающим полированным приемным гнездом 38. Эти элементы описаны и показаны в качестве примеров элементов, которые могут быть включены во внутрискважинное оборудование 72, но другие варианты воплощения внутрискважинного оборудования могут включать дополнительные, альтернативные и/или модифицированные элементы для облегчения требуемой операции обработки скважины. Кроме того, внутрискважинное оборудование 72 и заканчивание 22 может быть использовано для выполнения операции очистки после гравийной набивки.

[26] На фиг.5 опускаемый элемент, например шар 88, перемещается вниз по рабочей колонне 74 и внутрискважинному оборудованию 72, пока не опустится рядом с корпусом переходного порта 78. Когда гравийный шлам поступает вниз по рабочей колонне 74 и внутрискважинному оборудованию 72 в пути главного потока 52, шар 88 направляет поток гравийного шлама через корпус переходного порта 78. Затем гравийный шлам поступает в направляющее устройство 54, например в защищенный рукав закрытия порта 56, и по обходному каналу 46 сбрасывается в месте сброса 50. Во время течения гравийного шлама гидростатическое давление поддерживается в боковом стволе скважины 26.

[27] В этом примере весь гравийный шлам выпускается по обходному каналу 46 для получения гравийной набивки 90, как показано на фиг.6. Гравийная набивка 90 размещается в кольцевом пространстве 76 между заканчиванием 22 и окружающей стенкой необсаженного ствола скважины 32. Когда скважинная жидкость течет из окружающего пласта, гравийная набивка 90 служит для фильтрации поступающей скважинной жидкости перед поступлением в заканчивание 22 через противопесочные фильтры 36. После образования гравийной набивки 90 гидростатическое давление может быть сброшено в боковом стволе скважины 26. После образования гравийной набивки 90 внутрискважинное оборудование 72 может быть извлечено, а устройство утечки жидкости 42 можно закрыть, тем самым предотвращая дальнейшее течение жидкости по основному пути потока 52.

[28] После извлечения внутрискважинного оборудования 72 верхнее заканчивание 92 может быть доставлено вниз через основную скважину 28 для зацепления с промежуточным заканчиванием 66, как показано на фиг.7. Во время развертывания верхнего заканчивания 92 клапан 94 в промежуточном заканчивании 66 может быть использован для предотвращения потока по основному пути потока 52. Однако как только скважина 24 будет полностью закончена, клапан 94 может быть открыт для получения конфигурации, которая позволяет добываемой жидкости течь вверх по скважине 24, как показано на фиг.8.

[29] В некоторых системах способность заканчивать узел сопряжения 60, а затем выполнять операцию гравийной набивки, поддерживая при этом гидростатическое давление, значительно облегчает получение требуемой гравийной набивки 90. В этих системах обходная проводящая система 44 может быть использована для доставки гравийного шлама, однако другие системы доставки гравийного шлама также могут быть использованы для направления гравийного шлама в требуемое место по заканчиванию 22. Кроме того, для облегчения операции гравийной набивки может быть использована в различных приложениях обходная проводящая система 44. В некоторых из этих систем обходная проводящая система канала 44 используется для хранения и доставки 100% гравийного шлама для контролируемого сброса всего гравийного шлама при образовании гравийной набивки 90. Система с обходным путем 44 может быть использована в приложениях, которые выполняют операции гравийной набивки после заканчивания узла сопряжения 60 или перед заканчиванием узла сопряжения 60.

[30] Конкретная конфигурация скважинной системы 20 и заканчивания 22 может изменяться в зависимости от параметров конкретной системы. Кроме того, узел сопряжения 60, направляющее устройство 54, система с обходным путем 44 и другие элементы системы могут образовывать различные конфигурации и из различных материалов, пригодных для выбранной операции и окружающей среды. Кроме того, различные типы внутрискважинного оборудования 72 и рабочих колонн 74 могут быть использованы для доставки гравийного шлама или других жидкостей для обработки до заканчивания 22 по основному пути потока 52.

[31] Кроме того, в зависимости от специфики конкретного применения для обработки и/или добычи могут быть использованы несколько типов промежуточных заканчивании и верхних заканчивании. Кроме того, в дополнительных боковых стволах скважины могут быть развернуты дополнительные заканчивания. Каждый из дополнительных боковых стволов скважин может быть набит гравием или иным образом обработан, как описано выше. Например, гравийная набивка каждого дополнительного бокового ствола скважины может быть выполнена путем заканчивания соответствующего узла сопряжения и затем образования гравийной набивки при одновременном поддержании гидростатического давления. Кроме того, система с обходным путем потока может быть использована с каждым соответствующим заканчиванием, расположенным в дополнительных боковых стволах скважины.

[32] Хотя выше были описаны подробно только несколько вариантов воплощения системы и методологии, специалистам в данной области техники понятно, что в пределах сферы применения идеи этого изобретения возможны многие видоизменения. Следовательно, такие видоизменения должны быть включены в область применения данного изобретения, как это определено в формуле изобретения.

1. Способ обработки скважины, включающий:
заканчивание узла сопряжения и соединение узла сопряжения с заканчиванием, расположенным в боковой скважине с необсаженным стволом;
развертывание внутрискважинного оборудования в заканчивании;
последующее заканчивание узла сопряжения с помощью внутрискважинного оборудования для выполнения операции гравийной набивки в боковой скважине с необсаженным стволом посредством зацепления внутрискважинного оборудования с полированным приемным гнездом;
перемещение шара во внутрискважинное оборудование и использование шара для обеспечения направления потока гравийного шлама через корпус переходного порта в направляющее устройство и по обходному каналу до его сброса;
поддержание гидростатического давления в боковой скважине с необсаженным стволом посредством внутрискважинного оборудования и у стенки боковой скважины с необсаженным стволом во время операции гравийной набивки на уровне для сохранения целостности боковой скважины с необсаженным стволом; и
сброс гидростатического давления после завершения операции гравийной набивки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает выполнение операции гравийной набивки через обходной канал, отделенный от основного пути потока заканчивания.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что выполнение включает направление гравийного шлама по огражденному пути внутри внутренней части узла сопряжения и пропуск в обходной канал для доставки в требуемое место сброса.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что выполнение включает направление гравийного шлама по огражденному пути внутри внутренней части узла сопряжения и пропуск в обходной канал в виде по меньшей мере одной шунтирующей трубы.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает недопущение попадания песка в узел сопряжения.

6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что направление включает использование защищенного рукава закрытия порта для направления гравийного шлама в обходной канал.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает использование внутрискважинного оборудования для выполнения операции очистки после гравийной набивки в боковой скважине с необсаженным стволом.

8. Скважинная система, включающая:
заканчивание с противопесочным фильтром, защищенным рукавом закрытия порта, обходным каналом, выходящим из защищенного рукава закрытия порта в противопесочный фильтр, и пакером,
причем заканчивание позволяет гидростатическому давлению сохраняться в формации, когда заканчивание помещается в боковой ствол скважины;
узел сопряжения, который может быть закончен и соединен с заканчиванием для огораживания основного пути течения между промежуточным заканчиванием в, как правило, вертикальном стволе скважины и заканчиванием в боковом стволе скважины; и
внутрискважинное оборудование, выполненное с возможностью избирательного зацепления и уплотнения с указанным заканчиванием в полированном приемном гнезде, в то время как гравийный шлам поступает через внутрискважинное оборудование и к шару, который обеспечивает направление потока гравийного шлама через корпус переходного порта в направляющее устройство и по обходному каналу до его сброса, причем внутрискважинное оборудование выполнено с возможностью поддерживания гидростатического давления посредством внутрискважинного оборудования, в то время как гравийный шлам поступает по основному пути потока в узле сопряжения и заканчивания для образования гравийной набивки, при этом внутрискважинное оборудование выполнено с возможностью перемещения для сброса гидростатического давления после образования гравийной набивки.

9. Скважинная система по п. 8, отличающаяся тем, что обходной канал включает по меньшей мере одну шунтирующую трубу.

10. Скважинная система по п. 8, отличающаяся тем, что пакер является пакером для затрубного пространства.

11. Скважинная система по п. 8, отличающаяся тем, что пакер является разбухающим пакером.

12. Скважинная система по п. 8, отличающаяся тем, что пакер является пакером заканчивания.

13. Система по п. 8, отличающаяся тем, что дополнительно включает разъединяющий переводник, соединяющий заканчивание с узлом сопряжения.

14. Способ, включающий:
обеспечение заканчивания противопесочным фильтром и пакером, который уплотняет относительно необсаженной стенки бокового ствола скважины;
запуск заканчивания вниз по стволу в боковой ствол скважины;
зацепление внутрискважинного оборудования с заканчиванием посредством размещения уплотнения в полированном приемном гнезде;
перемещение шара во внутрискважинное оборудование и использование шара для обеспечения направления потока гравийного шлама через корпус переходного порта в направляющее устройство и по обходному каналу до его сброса;
выполнение операции гравийной набивки для создания гравийной набивки вокруг заканчивания через внутрискважинное оборудование путем направления гравийного шлама из внутрискважинного оборудования и выпуска по обходному каналу отдельно от основного пути потока заканчивания,
заканчивание узла сопряжения и соединение узла сопряжения с заканчиванием перед выполнением операции гравийной набивки;
поддержание гидростатического давления в боковой скважине посредством внутрискважинного оборудования, уплотненного в полированном приемном гнезде, и у стенки необсаженного ствола боковой скважины во время операции гравийной набивки на уровне для сохранения целостности боковой скважины; и
сброс гидростатического давления после завершения операции гравийной набивки.

15. Способ по п. 14, дополнительно включающий поддержание устойчивости необсаженного отверстия в боковом стволе скважины.

16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает выполнение операции очистки после гравийной набивки.

17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что выполнение включает направление гравийного шлама по огражденному пути внутри внутренней части узла сопряжения и пропуск в обходной канал для доставки в требуемое место сброса.

18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что выполнение операции гравийной набивки включает доставку гравия через обходной канал в виде по меньшей мере одной шунтирующей трубы.