СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЗОН НЕГЕРМЕТИЧНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ Российский патент 2009 года по МПК E21B33/14 

Способ локализации зон негерметичности эксплуатационной колонны относится к нефтегазодобывающей промышленности, используется при ремонте скважин с несколькими интервалами негерметичности в пластах, склонных к интенсивному поглощению.

Известен способ ликвидации негерметичности эксплуатационной колонны по патенту RU 2236560, МПК 7 Е21В 43/00, Е21В 29/10, Е21В 33/12 от 2002.03.22, опубл. 2003.11.20. «Способ добычи нефти», за счет которого определяют интервал негерметичности эксплуатационной колонны, спускают колонны насосно-компрессорных труб с закрепленными в ее нижней части пакером и промывочным клапаном, размещая промывочный клапан выше зоны негерметичности, а пакер - ниже этой зоны для отделения работающего нефтяного пласта от зоны поступления в скважину посторонних потоков.

Использование способа исключает проведение длительных дорогостоящих ремонтных работ, но не позволяет герметизировать два или более интервалов негерметичности эксплуатационной колонны.

Наиболее близким техническим решением является способ работы по патенту RU 2074306 от 1994.07.21, опубл. 1997.02.27, МПК 6 Е21В 33/12, «Устройство для изоляции пластов в скважине». В описанном способе работы устройства после спуска в предназначенный для изоляции интервал эксплуатационной колонны с перфорационными отверстиями создают избыточное давление путем закачки жидкости по НКТ с устья скважины. Жидкость по радиальным каналам через клапаны поступает в кольцевые полости, образованные корпусами с обечайками. При расчетном по величине избыточном давлении на ступенчатые втулки и действует осевая нагрузка, достаточная для среза винтов. Втулка обеспечивает заякоривание устройства в скважине, сжимая в осевом направлении уплотнительные элементы, создавая осевую нагрузку, происходит срез штифтов и седло с шаром освобождают проходной канал устройства, запакеровываются в эксплуатационной колонне.

С помощью этого способа невозможно одновременное проведение работ, при наличии нескольких поглощающих горизонтов, ввиду необходимости подъема компоновки с пакерующими и заякоривающими устройствами после проведения работ в одной зоне негерметичности эксплуатационной колонны.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка способа локализации зон негерметичности эксплуатационной колонны при ремонте скважин с несколькими интервалами негерметичности в пластах, склонных к поглощению.

Поставленная задача решена за счет способа локализации зон негерметичности эксплуатационной колонны, согласно которому перед спуском технической колонны устанавливают на этой колонне держатель, пакерный узел, соединяют несущую колонну с технической колонной посредством разъединителя, спускают техническую колонну с разъединителем в эксплуатационную колонну, подвешивают техническую колонну в эксплуатационной путем воздействия на держатель, постепенно разгружают вес технической колонны на стенки эксплуатационной колонны, после чего посредством пакерного узла, который располагают ниже зоны негерметичности, разобщают кольцевое пространство между технической и эксплуатационной колоннами, локализуют зону негерметичности, разъединяют посредством разъединителя техническую колонну от несущей без ее вращения и поднимают последнюю, при этом для герметизации трубного пространства технической колонны держатель совмещают с герметизатором, который располагают внизу технической колонны, при этом герметизатор выполняют в виде установленной с возможностью осевого перемещения цилиндрической втулки, в которой размещена разделяющая втулку на две полости горизонтальная перегородка, выше и ниже которой во втулке выполнены верхние циркуляционные отверстия, снабженные седлами для посадки герметизирующих шариков, и нижние циркуляционные отверстия, а подвеску технической колонны осуществляют, преобразовывая осевое перемещение втулки держателя с установленными на ее нижнем торце толкателями и поршнем, расположенным между стволом и кожухом держателя над раздвигающим конусом, в радиальное перемещение раздвижной цанги держателя, разъединяют техническую колонну от несущей посредством разъединителя, ниппель и муфта которого соединены подвижно удерживающим затвором и проточками, зафиксированы срезными винтами, проточки выполнены в ниппеле и связаны между собой наклонным каналом, причем одна из проточек выполнена открытой, в которой на срезных винтах установлена шторка с фиксатором, а вторая проточка выполнена закрытой, в которой размещен с возможностью перемещения по наклонному каналу и взаимодействия со шторкой удерживающий затвор, закрепленный на муфте, причем разъединяют несущую колонну от технической нагрузкой компоновки несущих труб на разъединитель за счет выхода затвора муфты из проточек в ниппеле и скольжения затвора по наклонному каналу до перекрытия шторкой входа в наклонный канал и закрытую проточку до совмещения затвора на муфте с открытыми проточками на ниппеле, приподнимают несущую колонну, сохраняя гидравлическую связь уплотнителем между несущей и технической колоннами, локализацию зоны негерметичности эксплуатационной колонны осуществляют путем закачивания цементного раствора в техническую колонну, продавливая его продавочной пробкой в кольцевое пространство между технической и эксплуатационной колоннами, используя при этом совмещенную с пакерным узлом муфту цементирования, до остановки продавочной пробки и скачка давления на устье скважины за счет разобщения трубного и кольцевого пространства стопорной втулкой муфты цементирования, размещенной в осевом канале на уровне технологических отверстий, а после ее осевого перемещения и зацепления выточек на нижнем торце стопорной втулки с ограничителями и установки стопора в седле стопорной втулки - с размещением на уровне циркуляционных отверстий, приподнимают несущую колонну над верхней трубой технической колонны, разрывая гидравлическую связь, вымывают излишки цементного раствора и производят промывку пространства над верхом технической колонны путем прямой или обратной промывки, после извлечения несущей колонны разбуривают элементы цементировочной муфты без проворота ее управляющих деталей, заклиненных в технической колонне.

Техническим результатом предлагаемого способа является локализация зон негерметичности эксплуатационной колонны при ремонте скважин с несколькими интервалами негерметичности в пластах, склонных к поглощению, совмещение операций герметизации технической колонны с подвешиванием технической колонны на эксплуатационной колонне, ускорение процесса ремонта скважин.

Способ локализации зон негерметичности эксплуатационной колонны схематично представлен на чертежах, где изображено: на фиг.1 - компоновка устройств до проведения операций по локализации зон негерметичности, на фиг.2 - компоновка устройств после проведения операций по локализации зон негерметичности, на фиг.3 - компоновка, готовая к эксплуатации, на фиг.4 - разъединитель, на фиг.5 - держатель, совмещенный с герметизатором, на фиг.6 - муфта цементирования, совмещенная с пакерным узлом.

На фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6 изображены: несущая колонна 1, эксплуатационная колонна 2, техническая колонна 3, держатель 4, герметизатор 5, муфта цементирования 6, пакерный узел 7, пакер 8, разъединитель 9, уплотнитель 10, негерметичность 11, муфта 12, ниппель 13, шарики 14, верхние циркуляционные отверстия 15, седла 16, втулка 17, горизонтальная перегородка 18, толкатели 19, направляющие прорези 20, ствол 21, поршень 22, раздвигающий конус 23, цанга 24, затвор 25, наклонные каналы 26, открытые 27 проточки, закрытые 28 проточки, шторка 29, стопорная втулка 30, технологические отверстия 31, циркуляционные отверстия 32, выточки 33, ограничители 34, стопор 35, седло 36, ствол 37, продавочная пробка 38.

Способ локализации зон негерметичности эксплуатационной колонны осуществляют следующим образом.

Спускают на несущей колонне 1 в необходимый интервал эксплуатационной колонны 2 техническую колонну 3, на которой перед спуском устанавливают для подвески технической колонны 3 держатель 4, совмещенный с герметизатором 5, для герметизации трубного пространства технической колонны 3, располагая его в самом низу технической колонны 3, муфту цементирования 6, совмещенную с пакерным узлом 7, располагая ее ниже негерметичности 11 эксплуатационной колонны 2, и пакер 8, установленный выше негерметичности 11. Разъединитель 9 устанавливают, соединяя муфту 12 с технической колонной 3, а ниппель 13 - с несущей колонной 1. На ниппеле 13 разъединителя 9 установлен патрубок, на котором в технической колонне 3 подвешен уплотнитель 10 для сохранения гидравлической связи после операции разъединения между несущей колонной 1 и технической колонной 3. Производят промывку скважины.

В скважину вводят вязко-упругий разделитель с герметизирующими шариками 14, которые продавливаются продавочной жидкостью до держателя 4.

Верхние циркуляционные отверстия 15, снабженные седлами 16, перекрываются шариками 14, герметизируя трубное пространство технической колонны 3. Давление повышается выше рабочего, втулка 17 с внешним диаметром, равным диаметру трубного пространства, разобщая трубное пространство на две полости, за счет размещения во втулке 17 горизонтальной перегородки 18 позволяет создать максимальное осевое усилие, которое толкателями 19, установленными на нижнем торце втулки 17 по направляющим прорезям 20 ствола 21, передается на торец поршня 22 и раздвигающий конус 23 цанги 24, преобразует осевое усилие в радиальное, раздвигая цангу 24 до контакта со стенками эксплуатационной колонны 2.

Осевое усилие на конус 23 и цангу 24 кратно увеличивается за счет равенства внешнего диаметра цилиндрической втулки 17 диаметру трубного пространства, по сравнению с аналогами и прототипом, где давление воздействует только на площадь поршня. Конус 23 и цанга 24 после срабатывания и удержания колонны фиксируются в конечном положении от обратного хода.

Подвешивают за счет держателя 4 техническую колонну 3, преобразовывают осевое перемещение втулки 17 держателя 4 с установленными на нижнем ее торце толкателями 19 и поршня 22, расположенного над раздвигающим конусом 23, в радиальное перемещение раздвижной цанги 24, постепенно разгружают вес технической колонны 3 на стенки эксплуатационной колонны 2.

Разъединяют техническую колонну 3 от несущей колонны 1, без вращения несущей колонны 1, нагрузкой компоновки несущей колонны 1 на соединенные между собой подвижно затвором 25 и объединенными наклонными каналами 26, открытыми 27 и закрытыми 28 проточками муфту 12 и ниппель 13 разъединителя 9 за счет выхода затвора 25 муфты 12 разъединителя 9 на технической колонне 3 из проточек в ниппеле 13 разъединителя 9 и скольжения затворов 25 по наклонным каналам 26 до перекрытия шторкой 29 входа в наклонный канал 26 и закрытую проточку 28, под действием веса несущей колонны 1, до совмещения затвора 25 на нижней муфте 12 с открытыми проточками 27 на верхней муфте 13. Приподнимают несущую колонну 1, сохраняя гидравлическую связь уплотнителем 10 между несущей колонной 1 и технической колонной 3.

Поднимают давление до расчетного в технической колонне 3, разобщают пакерным узлом 7 кольцевое пространство между стволом скважины и технической колонной 3.

Через отверстия 32 цементировочной муфты 6 закачивают цементный раствор в межтрубное пространство. Закачивают цементный раствор в техническую колонну 3, продавливая его продавочной пробкой 38 в затрубное пространство технической колонны 3 в интервал негерметичности 11 выше разъединителя 9, до остановки пробки 38 и скачка давления на устье скважины. Разобщают трубное и кольцевое пространство технической колонны 3 стопорной втулкой 30, размещенной в осевом канале на уровне технологических отверстий 31, а после осевого перемещения на уровне циркуляционных отверстий 32, снабженной выточками 33 на нижнем торце стопорной втулки 30, которые после ее осевого перемещения входят в зацепление с ограничителями 34, и установки стопора 35 в седле 36 стопорной втулки 30.

Поднимают давление до расчетного в технической колонне 3, разобщают пакером 8 кольцевое пространство между эксплуатационной колонной 2 и верхней частью технической колонны 3, выше интервала негерметичности 11.

Приподнимают несущую колонну 1 над верхней трубой технической колонны 3, разрывая гидравлическую связь. Производят, вымыв излишков цементного раствора, и промывку пространства над верхом технической колонны 3 путем прямой или обратной циркуляции. И сразу выполняют гидравлические испытания без ожидания времени затвердения цемента.

Поднимают несущую колонну 1, после чего разбуривают без проворота управляющие детали 38, 30 цементировочной муфты за счет фиксирования выточками 33 нижнего торца стопорной втулки 30, размещенной в осевом канале ствола 37 цементировочной муфты 6, которые после осевого перемещения стопорной втулки 30 входят в зацепление с ограничителями 34, установленными в стволе 37 цементировочной муфты 6, а также за счет установления стопора 35 в седле 36 стопорной втулки 30.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Способ заключается в том, что перед спуском технической колонны устанавливают на ней держатель, пакерный узел, соединяют несущую колонну с технической колонной посредством разъединителя, спускают техническую колонну с разъединителем в эксплуатационную колонну, подвешивают техническую колонну в эксплуатационной путем воздействия на держатель, постепенно разгружают вес технической колонны на стенки эксплуатационной колонны, после чего посредством пакерного узла, который располагают ниже зоны негерметичности, разобщают кольцевое пространство между технической и эксплуатационной колоннами, локализуют зону негерметичности, разъединяют посредством разъединителя техническую колонну от несущей без ее вращения и поднимают последнюю. Локализацию зоны негерметичности эксплуатационной колонны осуществляют путем закачивания цементного раствора в техническую колонну, продавливая его продавочной пробкой в кольцевое пространство между технической и эксплуатационной колоннами, используя при этом совмещенную с пакерным узлом муфту цементирования, до остановки продавочной пробки и скачка давления на устье скважины за счет разобщения трубного и кольцевого пространства стопорной втулкой муфты цементирования, приподнимают несущую колонну над верхней трубой технической колонны, разрывая гидравлическую связь, вымывают излишки цементного раствора и производят промывку пространства над верхом технической колонны путем прямой или обратной промывки, после извлечения несущей колонны разбуривают элементы цементировочной муфты без проворота ее управляющих деталей, заклиненных в технической колонне. Обеспечивает локализацию зон негерметичности эксплуатационной колонны при ремонте скважин с несколькими интервалами негерметичности в пластах, склонных к поглощению, совмещение операций герметизации технической колонны с подвешиванием технической колонны на эксплуатационной колонне, ускорение процесса ремонта скважин. 6 ил.

Способ локализации зон негерметичности эксплуатационной колонны, согласно которому перед спуском технической колонны устанавливают на этой колонне держатель, пакерный узел, соединяют несущую колонну с технической колонной посредством разъединителя, спускают техническую колонну с разъединителем в эксплуатационную колонну, подвешивают техническую колонну в эксплуатационной путем воздействия на держатель, постепенно разгружают вес технической колонны на стенки эксплуатационной колонны, после чего посредством пакерного узла, который располагают ниже зоны негерметичности, разобщают кольцевое пространство между технической и эксплуатационной колоннами, локализуют зону негерметичности, разъединяют посредством разъединителя техническую колонну от несущей без ее вращения и поднимают последнюю, отличающийся тем, что для герметизации трубного пространства технической колонны, держатель совмещают с герметизатором, который располагают внизу технической колонны, при этом герметизатор выполняют в виде установленной с возможностью осевого перемещения цилиндрической втулки, в которой размещена разделяющая втулку на две полости горизонтальная перегородка, выше и ниже которой во втулке выполнены верхние циркуляционные отверстия, снабженные седлами для посадки герметизирующих шариков, и нижние циркуляционные отверстия, а подвеску технической колонны осуществляют, преобразовывая осевое перемещение втулки держателя с установленными на ее нижнем торце толкателями и поршнем, расположенным между стволом и кожухом держателя над раздвигающим конусом, в радиальное перемещение раздвижной цанги держателя, разъединяют техническую колонну от несущей посредством разъединителя, ниппель и муфта которого соединены подвижно удерживающим затвором и проточками, зафиксированы срезными винтами, проточки выполнены в ниппеле и связаны между собой наклонным каналом, причем одна из проточек выполнена открытой, в которой на срезных винтах установлена шторка с фиксатором, а вторая проточка выполнена закрытой, в которой размещен с возможностью перемещения по наклонному каналу и взаимодействия со шторкой удерживающий затвор, закрепленный на муфте, причем разъединяют несущую колонну от технической нагрузкой компоновки несущих труб на разъединитель за счет выхода затвора муфты из проточек в ниппеле и скольжения затвора по наклонному каналу до перекрытия шторкой входа в наклонный канал и закрытую проточку до совмещения затвора на муфте с открытыми проточками на ниппеле, приподнимают несущую колонну, сохраняя гидравлическую связь уплотнителем между несущей и технической колоннами, локализацию зоны негерметичности эксплуатационной колонны осуществляют путем закачивания цементного раствора в техническую колонну, продавливая его продавочной пробкой в кольцевое пространство между технической и эксплуатационной колоннами, используя при этом совмещенную с пакерным узлом муфту цементирования, до остановки продавочной пробки и скачка давления на устье скважины за счет разобщения трубного и кольцевого пространства стопорной втулкой муфты цементирования, размещенной в осевом канале на уровне технологических отверстий, а после ее осевого перемещения и зацепления выточек на нижнем торце стопорной втулки с ограничителями и установки стопора в седле стопорной втулки - с размещением на уровне циркуляционных отверстий, приподнимают несущую колонну над верхней трубой технической колонны, разрывая гидравлическую связь, вымывают излишки цементного раствора и производят промывку пространства над верхом технической колонны путем прямой или обратной промывки, после извлечения несущей колонны разбуривают элементы цементировочной муфты без проворота ее управляющих деталей, заклиненных в технической колонне.