СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОЗАБОЙНОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ Российский патент 2014 года по МПК E21B47/00 E21B47/10 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при гидродинамических исследованиях многозабойных горизонтальных скважин.

Известен способ гидродинамических исследований горизонтальных скважин, (Осадчий В.М., Телешков В.М. Состояние и перспективы развития технологии исследования горизонтальных скважин при испытании и эксплуатации. Научно-технический вестник «Каротажник», 2001. С.107-119), включающий размещение контрольно-измерительных приборов на конце колонны гибких труб, внутри которых пропущен геофизический кабель, проталкивание гибких труб в горизонтальный ствол скважины, закачку по полости гибких труб жидкости или газа и проведение исследований.

Недостатком данного способа является невозможность проведения исследований в многозабойных горизонтальных скважинах из-за невозможности попадания в боковые стволы этих скважин.

Известен способ гидродинамических исследований горизонтальных скважин (патент RU №2243372, МПК Е21В 47/00, опубл. в бюл. №36 27.12.2004 г.), включающий возбуждение скважины, замер параметров с помощью глубинных приборов, располагаемых на горизонтальных участках скважины с различными геофизическими характеристиками, и обработку результатов измерений, при этом перед проведением исследований на колонне насосно-компрессорных труб размещают контейнеры, представляющие собой участки трубы, на которых вырезаны щели. Внутри контейнеров устанавливают глубинные автономные приборы, опускают колонну насосно-компрессорных груб в скважину, в вертикальной части скважины в колонне насосно-компрессорных труб устанавливают штанговый насос, ниже которого размещают фильтр из перфорированного участка трубы колонны насосно-компрессорных труб, через щели в контейнерах и через фильтр пропускают скважинную жидкость на прием насоса по колонне насосно-компрессорных труб и по межтрубью, при этом возбуждение скважины производят этим же насосом.

Недостатками данного способа являются:

-во-первых, способ не позволяет проводить исследования многозабойных горизонтальных скважин ввиду невозможности попадания в боковые стволы многозабойных скважин;

-во-вторых, глубинные автономные приборы устанавливают внутри контейнеров, что снижает точность измерений и искажает результаты исследований;

-в-третьих, ограниченные функциональные возможности глубинных автономных приборов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ исследования многозабойной горизонтальной скважины (патент RU №2394985, МПК Е21В 47/00, опубл. в бюл. №20 20.07.2010 г.), включающий размещение глубинных приборов, замеряющих давление и температуру, в основном стволе до и после входа в боковой ствол, спуск в скважину колонны труб с глубинным насосом, отработку скважины на стабильном режиме, остановку скважины и определение кривой восстановления давления, запуск скважины в работу, увеличение или уменьшение дебита по отношению к стабильному дебиту, вывод скважины на стабильный режим, постоянный замер давления и температуры и вынесение заключения об интенсивности притока каждого бокового ствола с учетом данных по амплитуде изменения температуры на вновь установленном стабильном режиме.

Недостатками данного способа являются:

-во-первых, в ходе исследования многозабойной скважины проводят размещение глубинных приборов, замеряющих давление и температуру, в основном стволе до и после входа в боковой ствол, при этом попадание глубинного прибора в заданный боковой ствол практически невозможно;

-во-вторых, большое количество измерительных приборов, устанавливаемых в скважине, осложняют реализацию способа;

-в-третьих, невысокая точность измерений, так как замеры давления и температуры производятся в статике, а глубинные приборы размещают в определенных интервалах многозабойной горизонтальной скважины;

-в-четвертых, при обводнении многозабойной горизонтальной скважины нет необходимости исследования основного ствола, так как источником обводнения является боковой ствол, поэтому актуальными становятся вопросы попадания в заданный ствол и проведения в нем гидродинамического исследования (термометрии, дебитометрии (притока) с определением обводняющего интервала бокового ствола);

-в-пятых, при реализации способа глубинные автономные приборы устанавливают внутри контейнеров, что снижает точность измерений и искажает результаты исследований.

Техническими задачами предложения являются повышение точности и эффективности проведения гидродинамических исследований в боковых стволах многозабойной горизонтальной скважины за счет избирательного попадания в них с возможностью последующего перемещения глубинного прибора по всей длине исследуемого бокового ствола многозабойной горизонтальной скважины.

Поставленные технические задачи решаются способом исследования многозабойной горизонтальной скважины, включающим спуск в скважину глубинного прибора, проведение гидродинамических исследований, извлечение геофизического прибора из многозабойной горизонтальной скважины.

Новым является то, что при исследовании многозабойной горизонтальной скважины используют гидравлический отклонитель, причем на его нижний конец устанавливают легкоразбуриваемую сбивную насадку с калиброванным отверстием и фиксируют срезным штифтом, на устье многозабойной горизонтальной скважины на нижний конец колонны труб устанавливают гидравлический отклонитель, затем спускают колонну труб с гидравлическим отклонителем с одновременной промывкой до интервала зарезки исследуемого бокового ствола, причем в процессе спуска колонну труб оснащают пусковыми клапанами, создают избыточное гидравлическое давление в колонне труб и спускают ее в исследуемый боковой ствол многозабойной горизонтальной скважины, увеличивают избыточное давление в колонне труб до разрушения срезного штифта и отсоединения сбивной насадки от гидравлического отклонителя, далее на устье скважины глубинный прибор соединяют с жестким кабелем, спускают глубинный прибор с жестким кабелем в колонну труб до выхода прибора из колонны труб и размещения его в исследуемом боковом стволе, вызывают приток жидкости из пласта закачкой газа в межколонное пространство через пусковые клапаны, производят гидродинамические исследования в исследуемом боковом стволе проталкиванием глубинного прибора до его забоя, после проведения гидродинамических исследований извлекают жесткий кабель с глубинным прибором из колонны труб, затем извлекают из многозабойной горизонтальной скважины колонну труб с гидравлическим отклонителем, при гидродинамических исследованиях других боковых стволов многозабойной горизонтальной скважины операции, описанные выше, повторяют.

На фиг.1 и 2 схематично изображен предлагаемый способ исследования многозабойной горизонтальной скважины.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Многозабойная горизонтальная скважина 1 (см. фиг.1) имеет боковые стволы 1' и 1”(см. фиг.1). В процессе эксплуатации многозабойной горизонтальной скважины возможен прорыв воды из пласта в ее боковые стволы. Для определения обводняющих интервалов проводят исследование многозабойной горизонтальной скважины.

Например, многозабойная горизонтальная скважина 1 обсажена эксплуатационной колонной диаметром 168 мм и длиной 1340 м. Из многозабойной горизонтальной скважины 1 пробурены несколько открытых боковых стволов 1' и 1” диаметром 124 мм. Каждый из боковых стволов 1' и 1” имеет свою глубину забоя.

Для определения обводняющих интервалов боковых стволов производят последовательное гидродинамическое исследование боковых стволов 1' и 1” или избирательное гидродинамическое исследование одного из стволов - 1' или 1”, если известно, какой из этих боковых стволов является обводняющим. Например, гидродинамические исследования начинают с бокового ствола 1' в многозабойной горизонтальной скважине 1, имеющего глубину забоя 1185 м.

Для этого на устье многозабойной горизонтальной скважины 1 на нижний конец колонны труб 2 устанавливают гидравлический отклонитель 3, обеспечивающий попадание колонны труб 2 в исследуемый боковой ствол, например ствол 1' многозабойной горизонтальной скважины 1. Для исследований используют гидравлический отклонитель 3. В качестве гидравлического отклонителя 3 применяют устройства, широко используемые в ОАО «Татнефть» для проведения промывок и кислотных обработок многозабойных скважин, например, описанные в патентах RU №2318111, МПК Е21В 23/00, опубл. 27.02.2008 г. или №2318112, МПК Е21В 23/00, опубл. 27.02.2008 г. в бюл. №6. Гидравлический отклонитель 3 снабжают штоком 3' (см. фиг.2).

Устанавливают на нижний конец гидравлического отклонителя 3 легкоразбуриваемую сбивную насадку 4 с калиброванным отверстием 5 и фиксируют ее срезным штифтом 6.

В качестве колонны труб 2 могут применять, например, колонну насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм по ГОСТ 633-80.

Сбивную насадку 4 (см. фиг.1) выполняют из легкоразбуриваемого материала, например, марки Амг6 по ГОСТ 4784-97.

Диаметр калиброванного отверстия 5 определяют опытным путем на лабораторном стенде с учетом диаметров колонны труб 2 и гидравлического отклонителя 3, избыточного давления, расхода жидкости. Например, диаметр калиброванного отверстия 5 составляет 4,0 мм.

В качестве срезного штифта 6 применяют, например, три винта диаметром 7 мм, изготовленных из марки стали 45 и разрушающихся под избыточным давлением в колонне труб 2, например, 15 МПа.

Подачей технологической жидкости насосным агрегатом в колонну труб 2 и выходом технологической жидкости по межтрубью 7 спускают колонну труб 2 с гидравлическим отклонителем 3 до интервала зарезки 8 исследуемого бокового ствола 1', который находится в интервале, например, 975 м. Причем в процессе спуска колонну труб оснащают пусковыми клапанами (на фиг.1, 2 не показаны), например тремя пусковыми клапанами в интервале 500, 650 и 800 м.

Калиброванное отверстие 5 позволяет производить промывку многозабойной горизонтальной скважины 1 в процессе спуска устройства в скважину и предотвращает заклинивание и прихваты гидравлического отклонителя 3 в процессе спуско-подъемных операций.

Создают избыточное гидравлическое давление в колонне труб 2, например 6,0 МПа, и спускают колонну труб 2 в исследуемый боковой ствол Г (см. фиг.1 и 2) многозабойной горизонтальной скважины 1.

Спуск колонны труб 2 (см. фиг.1) с гидравлическим отклонителем 3 в исследуемый боковой ствол 1' осуществляют благодаря отклонению штока 3' гидравлического отклонителя 3 в сторону бокового ствола 1' под действием избыточного давления.

После попадания колонны труб 2 (см. фиг.1) с гидравлическим отклонителем 3 в исследуемый боковой ствол Г увеличивают избыточное давление в колонне труб 2 до разрушения срезного штифта 6 и отсоединения сбивной насадки 4 от гидравлического отклонителя 3. Например, при достижении избыточного давления 15,0 МПа, создаваемого насосным агрегатом, срезной штифт 6 разрушается, и сбивная насадка 4 отсоединяется от гидравлического отклонителя 3 и выпадает в исследуемый боковой ствол 1'.

Гидравлический отклонитель 3 благодаря попаданию в боковой ствол гарантирует последующую доставку глубинного прибора в заданный боковой ствол многозабойной скважины.

Далее на устье многозабойной горизонтальной скважины 1 глубинный (геофизический) прибор 9 (см. фиг.2) соединяют с жестким кабелем 10.

В качестве глубинного прибора 9 для проведения гидродинамических исследований боковых стволов 1' и 1” многозабойной горизонтальной скважины 1 используют геофизический прибор любой известной конструкции, например комплексный прибор модульного типа марки ГДИ-7 производства ООО «Татнефтегеофизика-Универсал» (Республика Татарстан, г.Бугульма), предназначенный для проведения гидродинамических исследований в открытых стволах горизонтальных скважин. Данный геофизический прибор обеспечивает проведение геофизических исследований, например замера температуры и дебитометрии (притока) с определением обводняющего интервала при его перемещении по боковому стволу 1' многозабойной горизонтальной скважины 1.

Внутренний проходной диаметр D гидравлического отклонителя 3 выбирают в зависимости от наружного диаметра d глубинного прибора 9, причем проходной диаметр D гидравлического отклонителя 3 должен быть больше наружного диаметра d глубинного прибора 9 (D>d) с возможностью прохождения глубинного прибора 9 через гидравлический отклонитель 3. Например, наружный диаметр d глубинного прибора 9 равен 45 мм, тогда внутренний проходной диаметр D гидравлического отклонителя 3 равен 55 мм.

В качестве жесткого кабеля 10 применяют, например, кабель переменного сечения марки КЛ 3-160/230-90Оа (диметром 22-28 мм) или кабель постоянного сечения (диаметром 28 мм) марки КГ 3×0,75-150-150 Оа, выпускаемые ЗАО ТИСприбор-М” (Россия, г.Псков, ул. Алмазная, д. 3).

Жесткий кабель 10 с глубинным прибором 9 на конце спускают в колонну труб 2 до выхода глубинного прибора 9 из колонны труб 2 и размещения его в исследуемом боковом стволе 1'. Затем вызывают приток жидкости из пласта закачкой газа в межколонное пространство через пусковые клапаны (на фиг.1 и 2 не показаны). Например, производят закачку азота в межколонное пространство скважины азотным компрессором, при этом пусковые клапаны на колонне труб 2 открываются, скважинная жидкость из межколонного пространства скважины перетекает внутрь колонны труб 2, при этом происходит вызов притока жидкости из многозабойной горизонтальной скважины 1, что позволяет произвести гидродинамические исследования в боковом стволе 1' многозабойной горизонтальной скважины 1.

Проталкиванием глубинного прибора 9 посредством жесткого кабеля 10 до забоя 11, например до интервала 1185 м исследуемого бокового ствола 1', производят гидродинамические исследования в боковом стволе 1'.

В результате гидродинамических исследований определяют наличие или отсутствие обводняющего интервала в боковом стволе 1'. Например, определили обводняющий интервал 1020-1062 м (на фиг.1 и 2 не показан).

Жесткий кабель 10 благодаря своей жесткости позволяет эффективно протолкнуть глубинный прибор 9 до забоя 11 исследуемого бокового ствола 1' и произвести гидродинамическое исследование бокового ствола 1' в динамике, что значительно повышает точность измерений в отличие от измерений в статике, как указано в способе -прототипе.

После проведения гидродинамических исследований извлекают глубинный прибор 9 с жестким кабелем 10 из колонны труб 2.

Затем извлекают из многозабойной горизонтальной скважины 1 колонну труб 2 с гидравлическим отклонителем 3.

Для гидродинамических исследований в боковом стволе 1” вышеописанные операции повторяют: с установки на нижний конец гидравлического отклонителя 3 легкоразбуриваемой сбивной насадки 4 с калиброванным отверстием 5 и до извлечения колонны труб 2 с гидравлическим отклонителем 3 из бокового ствола 1” многозабойной горизонтальной скважины 1.

Таким образом, определяют наличие или отсутствие обводняющих интервалов в боковом стволе 1” многозабойной горизонтальной скважины 1.

По результатам исследований многозабойной горизонтальной скважины производят водоизоляционные работы по отсечению обводняющих интервалов боковых стволов многозабойной скважины 1.

Реализация предлагаемого способа позволяет точно определить обводняющие интервалы боковых стволов многозабойной горизонтальной скважины.

В процессе проведения гидродинамических исследований в боковых стволах многозабойной горизонтальной скважины глубинный прибор находится непосредственно в контакте со стенками боковых стволов многозабойной скважины, что дает возможность повысить эффективность гидродинамических измерений и тем самым определить обводняющие интервалы боковых стволов многозабойной скважины, а также измерить интенсивность и состав потока.

Предлагаемый способ исследования многозабойной горизонтальной скважины позволяет повысить точность и эффективность проведения гидродинамических исследований в боковых стволах многозабойной горизонтальной скважины за счет избирательного попадания в боковые стволы многозабойной горизонтальной скважины с возможностью последующего перемещения глубинного прибора по всей длине исследуемого бокового ствола многозабойной горизонтальной скважины.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при гидродинамических исследованиях многозабойных скважин. Предложен способ исследования многозабойной горизонтальной скважины, содержащий этапы, на которых осуществляют спуск в скважину глубинного прибора, проведение гидродинамических исследований и извлечение геофизического прибора из многозабойной горизонтальной скважины. При этом перед спуском глубинного прибора на устье многозабойной горизонтальной скважины на нижний конец колонны труб устанавливают гидравлический отклонитель с легкоразбуриваемой сбивной насадкой с калиброванным отверстием и фиксирующим срезным штифтом. Спускают колонну труб с гидравлическим отклонителем с одновременной промывкой до интервала зарезки исследуемого бокового ствола. Причем в процессе спуска колонну труб оснащают пусковыми клапанами. Затем создают избыточное гидравлическое давление в колонне труб и спускают ее в исследуемый боковой ствол и увеличивают избыточное давление в колонне труб до разрушения срезного штифта и отсоединения сбивной насадки от гидравлического отклонителя. Далее на устье скважины соединяют глубинный прибор с жестким кабелем и спускают его в колонну труб до выхода из колонны и размещения его в исследуемом боковом стволе. После чего вызывают приток жидкости из пласта закачкой газа в межколонное пространство через пусковые клапаны и производят гидродинамические исследования в исследуемом боковом стволе проталкиванием глубинного прибора до его забоя. После проведения гидродинамических исследований последовательно извлекают жесткий кабель с глубинным прибором из колонны труб и колонну труб с гидравлическим отклонителем. Техническим результатом является повышение точности и эффективности проведения гидродинамических исследований в боковых стволах многозабойной горизонтальной скважины. 2 ил.

Способ исследования многозабойной горизонтальной скважины, включающий спуск в скважину глубинного прибора, проведение гидродинамических исследований, извлечение геофизического прибора из многозабойной горизонтальной скважины, отличающийся тем, что при исследовании многозабойной горизонтальной скважины используют гидравлический отклонитель, причем на его нижний конец устанавливают легкоразбуриваемую сбивную насадку с калиброванным отверстием и фиксируют срезным штифтом, на устье многозабойной горизонтальной скважины на нижний конец колонны труб устанавливают гидравлический отклонитель, затем спускают колонну труб с гидравлическим отклонителем с одновременной промывкой до интервала зарезки исследуемого бокового ствола, причем в процессе спуска колонну труб оснащают пусковыми клапанами, создают избыточное гидравлическое давление в колонне труб и спускают ее в исследуемый боковой ствол многозабойной горизонтальной скважины, увеличивают избыточное давление в колонне труб до разрушения срезного штифта и отсоединения сбивной насадки от гидравлического отклонителя, далее на устье скважины глубинный прибор соединяют с жестким кабелем, спускают глубинный прибор с жестким кабелем в колонну труб до выхода прибора из колонны труб и размещения его в исследуемом боковом стволе, вызывают приток жидкости из пласта закачкой газа в межколонное пространство через пусковые клапаны, производят гидродинамические исследования в исследуемом боковом стволе проталкиванием глубинного прибора до его забоя, после проведения гидродинамических исследований извлекают жесткий кабель с глубинным прибором из колонны труб, затем извлекают из многозабойной горизонтальной скважины колонну труб с гидравлическим отклонителем, при гидродинамических исследованиях других боковых стволов многозабойной горизонтальной скважины операции, описанные выше, повторяют.