СПОСОБ ОСВОЕНИЯ МНОГОЗАБОЙНОЙ РАЗВЕТВЛЕННО-ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ Российский патент 2016 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к области завершения строительства многозабойных разветвленно-горизонтальных скважин (МРГС) с разнонаправленными разветвленными стволами (ответвлениями) по отношению к основной части горизонтального ствола скважины и, в частности, к процессу освоения при заканчивании их бурением.

Известен способ освоения многозабойных разветвленно-горизонтальных скважин (патент РФ №2299981, МПК 8 E21B 43/25, опубл. в бюл №15 от 27.05.2007 г.), включающий собственно освоение скважины с применением насосно-компрессорных труб и определение объемов притока каждого ствола. В горизонтальной части скважины с ответвлениями стволов, направленными вверх, освоение каждого ответвления производят без вхождения в стволы после замены бурового раствора на нефть, насосно-компрессорные трубы оснащают свабным ограничителем и устанавливают на нижних точках каждого ответвления, при этом освоение проводят циклами свабирования.

Недостатками данного способа являются:

- во-первых, ограниченность применения способа, так как с его помощью можно осваивать многозабойные разветвленно-горизонтальные скважины (МРГС) с направлением горизонтальной части стволов (ответвлений) вверх;

- во-вторых, освоение происходит путем замены бурового раствора на нефть с последующим освоением всех ответвлений циклами свабирования, при этом происходит щадящая депрессия на пласт, которая не позволяет эффективно освоить сильно загрязненный продуктивный пласт (например, продукты реакции кислоты после обработки призабойной зоны), в котором пробурены эти ответвления, более того, освоение проводят от устья к забою, что может привести к загрязнению уже освоенных ответвленных стволов;

- в-третьих, спуск сваба вниз ограничен свабным ограничителем, который устанавливают на нижних точках каждого ответвления, при этом из-за кривизны скважины в процессе свабирования возможно недохождение сваба до нижней точки каждого ответвления или заклинивание сваба на изогнутом участке скважины и, как следствие, обрыв каната и возникновение аварийной ситуации в скважине.

Известен способ освоения многозабойных разветвленно-горизонтальных скважин (патент РФ №2459941, МПК E21B 43/25, опубл. в бюл №24 от 27.08.2012 г.), включающий освоение скважины с применением колонны насосно-компрессорных труб - НКТ и определение объемов притока каждого ответвленного ствола, пробуренного из основной горизонтальной части скважины, причем насосно-компрессорные трубы оснащают свабным ограничителем, а освоение проводят циклами свабирования, при этом колонну НКТ перед спуском оснащают гидравлическим отклонителем с входными отверстиями и пакером, располагаемыми ближе к устью относительно входных каналов отклонителя, а свабный ограничитель размещают в нижней части вертикального участка колонны НКТ, при этом освоение ответвленных стволов проводят раздельно по каждому ответвленному стволу, начиная от самого удаленного от устья скважины, за счет последовательного ввода перед освоением при помощи отклонителя в выбранный ответвленный ствол колонны НКТ и изоляции данного ответвленного ствола от основной горизонтальной части скважины пакером.

Недостатками данного способа являются:

- во-первых, низкая эффективность освоения, обусловленная отсутствием кислотной обработки перед освоением МРГС;

- во-вторых, низкое качество освоения сильно загрязненного продуктивного пласта, вскрытого открытым разветвленным стволом МРГС, это связанно с тем, что кольматант (грязь, шлам, песок), осевший на поверхности открытого ствола, препятствует качественному освоению разветвленного ствола;

- в-третьих, продолжительный технологический процесс освоения, связанный с применением колонны НКТ, а не колонны гибких труб.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ освоения многозабойных разветвленно-горизонтальных скважин (патент РФ №2459945, МПК E21B 43/25, опубл. в бюл №24 от 27.08.2012 г.), включающий освоение скважины с применением колонны насосно-компрессорных труб - НКТ и определение объемов притока каждого ответвленного (разветвленного) ствола, пробуренного из основной горизонтальной части скважины, причем колонну НКТ оснащают свабным ограничителем, а освоение проводят циклами свабирования, при этом колонну НКТ перед спуском оснащают двумя центраторами и пакерами, между которыми располагают выходные каналы, а свабный ограничитель размещают в нижней части вертикального участка колонны НКТ, при этом освоение разветвленных стволов проводят раздельно по каждому разветвленному стволу, начиная от самого удаленного от устья скважины, отсекая в основной горизонтальной части скважины пакерами вход выбранного разветвленного ствола от сообщения с другими разветвленными стволами, причем после установки пакеров проводят сначала кислотную обработку выбранного разветвленного ствола, закачивая 10-15%-ный раствор ингибированной соляной кислоты из расчета 0,2-0,25 м³ на метр длины разветвленного ствола с последующей технологической выдержкой.

Недостатками данного способа являются:

- во-первых, низкая эффективность кислотной обработки перед освоением МРГС закачкой кислоты из основной горизонтальной части скважины. Это связано с тем, что всплывающая нефть и/или вода, находящаяся в ответвленном (разветвленном) стволе МРГС, блокируют верхнюю часть разветвленных стволов и препятствуют реакции кислоты с карбонатными породами при заполнении разветвленного ствола кислотой;

- во-вторых, низкое качество освоения загрязненного продуктивного пласта, вскрытого открытым разветвленным стволом МРГС, это связанно с тем, что кольматант (грязь, шлам, песок), осевший на поверхности открытого ствола в процессе бурения и промывки, препятствует качественному освоению разветвленного ствола;

- в-третьих, низкая надежность реализации способа, связанная с посадкой двухпакерной компоновки, увеличивающей вероятность негерметичной посадки в сравнении с однопакерной компоновкой.

Технической задачей изобретения является создание способа, позволяющего проводить эффективную кислотную обработку разветвленных стволов перед освоением МРГС и производить качественное освоение загрязненного пласта, вскрытого открытыми разветвленными стволами, а также повышение надежности реализации способа при освоении МРГС.

Поставленная техническая задача решается способом освоения многозабойной разветвленно-горизонтальной скважины, включающим раздельное освоение каждого разветвленного ствола, пробуренного из основной горизонтальной части скважины с применением колонны насосно-компрессорных труб - НКТ, оснащенной пакером и свабным ограничителем, размещенным в нижней части вертикального участка колонны НКТ, посадку пакера и проведение кислотной обработки разветвленного ствола, закачкой 10-15%-ного раствора соляной кислоты с последующей технологической выдержкой на реакцию с последующим освоением скважины циклами свабирования.

Новым является то, что в скважину сначала спускают колонну гибких труб, оснащенную снизу гидравлическим отклонителем с гидромониторной насадкой на конце, производят раздельную кислотную обработку по каждому разветвленному стволу, начиная от самого ближнего к устью скважины, при этом гибкую колонну труб с гидравлическим отклонителем и гидромониторной насадкой спускают в разветвленный ствол скважины до упора гидромониторной насадки в забой разветвленного ствола, после чего при открытой затрубной задвижке начинают закачку кислоты с одновременным подъемом колонны гибких труб из разветвленного ствола, не доводя 3 м до входа в разветвленный ствол из основной части горизонтальной скважины, со скоростью, обеспечивающей непрерывное замещение всего объема разветвленного ствола кислотой, после заполнения разветвленного ствола кислотой при закрытой затрубной задвижке производят продавку кислоты технологической жидкостью по колонне гибких труб через гидравлический отклонитель и гидромониторную насадку из разветвленного ствола в пласт, после этого извлекают колонну гибких труб и гидравлический отклонитель с гидромониторной насадкой из разветвленного ствола скважины в основную горизонтальную часть скважины и производят технологическую выдержку на реакцию, аналогичным образом производят обработку оставшихся разветвленных стволов скважины, по окончании кислотных обработок всех разветвленных стволов извлекают из скважины колонну гибких труб с гидравлическим отклонителем и гидромониторной насадкой, спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб со свабным ограничителем и надувным пакером на нижнем конце, производят поочередное раздельное освоение всех разветвленных стволов, начиная от самого удаленного от устья скважины, при этом посадку надувного пакера производят в основной горизонтальной части скважины с размещением нижнего конца колонны НКТ напротив входа в осваиваемый разветвленный ствол, а освоение каждого разветвленного ствола проводят циклами свабирования по колонне НКТ в объеме основной горизонтальной части скважины от забоя до входа в разветвленный ствол плюс два объема осваиваемого разветвленного ствола.

На фиг. 1 и 2 изображены схемы осуществления способа освоения многозабойной разветвленно-горизонтальной скважины.

Предлагаемый способ освоения многозабойной разветвленно-горизонтальной скважины осуществляется следующим образом.

В многозабойную разветвленно-горизонтальную скважину 1 (см. фиг. 1), состоящую из разветвленных стволов 2′, 2″, … 2ⁿ. Например, трех разветвленных стволов 2′, 2″ и 2′′′, пробуренных из основной горизонтальной части 3 скважины 1 спускают колонну гибких труб 4, оснащенную снизу гидравлическим отклонителем 5 с гидромониторной насадкой 6 на конце. Гидромониторная насадка 6 имеет на конце радиальные отверстия (на фиг. 1 показано условно), например, в количестве 6 штук диаметром 3 мм.

Далее производят раздельную кислотную обработку по каждому разветвленному стволу 2′, 2″, … 2ⁿ, начиная от самого ближнего 2′ к устью скважины 1.

Создают избыточное гидравлическое давление, например 6,0 МПа, в гидравлическом отклонителе 5, который отклоняет гибкую колонну труб 4 с гидравлическим отклонителем 5 и гидромониторной насадкой 6 в разветвленный ствол 2′.

Производят доспуск гибкой трубы 4 в разветвленный ствол 2′ скважины 1 так, чтобы гидравлический отклонитель 5 гидромониторной насадкой 6 уперся в забой разветвленного ствола 2′.

По глубине забоя разветвленного ствола 2′, например 400 м, и упору гидромониторной насадки 6 в забой разветвленного ствола 2′ убеждаются в попадании именно в ствол разветвленного ствола 2′ скважины 1. Например, глубина забоя разветвленного ствола 2′ скважины 1 составляет 400 м, а показания датчика на установке гибких труб после упора в забой разветвленного ствола 2′ скважины 1 также составляет 400 м. Это означает, что гибкая труба 4, оснащенная снизу гидравлическим отклонителем и гидромониторной насадкой 6 ,находится на забое разветвленного ствола 2′ скважины 1.

Гидравлический отклонитель может быть выполнен таким, как описано в патенте №2318111 «Гидравлический скважинный отклоняющий узел», опубл. в бюл. 6 от 27.02.2008 г., в котором описан принцип действия данного устройства.

После чего при открытой затрубной задвижке 7 производят закачку кислоты, например 15%-ный раствор ингибированной соляной кислоты, с одновременным подъемом колонны гибких труб 4 с гидравлическим отклонителем 5 и гидромониторной насадкой 6 на длину L, например равную 200 м, до расстояния за S=3 м до входа в разветвленный ствол из основной части горизонтальной скважины со скоростью, обеспечивающей непрерывное замещение всего объема разветвленного ствола 2″ скважины 1 кислотой, полностью вытесняя нефть и/или воду из разветвленного ствола 2″ скважины 1 в основную горизонтальную часть 3 скважины 1.

Например, разветвленный ствол 2″ скважины 1 имеет диаметр: d=122 мм=0,122 м. Тогда при длине L=200 м объем разветвленного ствола 2″ скважины 1 равен: V_2″=(3,14·d²/4)·L=3,14·(0,122 м)²/4·200 м=2,336 м³=2,4 м³.

Таким образом, разветвленный ствол 2″ скважины 1 замещают кислотой в объеме 2,4 м³ закачкой ее по гибкой трубе 4 через гидравлический отклонитель 5 и радиальные отверстия гидромониторной насадкой 6 в разветвленной ствол 2″ скважины 1.

Повышается эффективность кислотной обработки перед освоением МРГС за счет постоянного удаления (смывания) пленки нефти и/или воды путем заполнения в движении открытого разветвленного ствола кислотой и вытеснения нефти из разветвленного ствола многозабойной скважины в основной горизонтальный ствол скважины.

В процессе перемещения гибкой трубы 4 снизу вверх с гидравлическим отклонителем 5 и гидромониторной насадкой 6 относительно разветвленного ствола 2″ струя кислоты вытекает из радиальных отверстий гидромониторной насадки 6 под давлением и оказывает разрушающее воздействие на кольматанты (грязь, шлам, песок), находящиеся на поверхности разветвленного ствола 2″, очищая поверхность открытого разветвленного ствола 2″ перед продавкой кислоты в пласт. Отсутствие кольматанта на поверхности разветвленного ствола 2″ позволяет глубже продавить кислоту в пласт, так как кольматант разрушенный струей из под гидромониторной насадки не препятствует проникновению кислоты в пласт.

В результате повышается качество освоения продуктивного пласта за счет того, что гидромониторная насадка 6 при осевом перемещении колонны гибких труб 4 разрушает кольматант (грязь, шлам, песок), осевший на поверхности открытого разветвленного ствола, что позволяет произвести качественное освоение разветвленных стволов МРГС после кислотной обработки пласта.

После полного заполнения разветвленного ствола кислотой при закрытой затрубной задвижке производят продавку кислоты технологической жидкостью, например пресной водой плотностью 1000 кг/м³ в объеме не менее объема кислоты, закачанной в разветвленный ствол 2″ скважины 1 по колонне гибких труб 4 через гидравлический отклонитель 5 и гидромониторную насадку 6 из разветвленного ствола 2″ в пласт, например, продавливают кислоту из разветвленного ствола 2″ в пласт в объеме 2,5 м³.

После этого извлекают колонну гибких труб 4 и гидравлический отклонитель 5 с гидромониторной насадкой 6 из разветвленного ствола 2″ скважины 1 в основную горизонтальную часть 3 и производят технологическую выдержку, например в течение 3-4 часов.

Аналогичным образом производят кислотную обработку оставшихся разветвленных стволов 2″, 2′′′ скважины 1. По окончанию кислотных обработок всех разветвленных стволов 2′, 2″, 2′′′ извлекают из скважины колонну гибких труб с гидравлическим отклонителем и гидромониторной насадкой 6.

Спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 8 (см. фиг. 2) со свабным ограничителем 9 и надувным пакером 10 на нижнем конце. Пакер 10 может быть любой известной конструкции, соответствующего типоразмера, работающий в открытом стволе, например надувной пакер фирмы Baker Oil Tools.

Производят раздельное освоение всех разветвленных стволов 2′, 2″, 2′′′ скважины 1, начиная от самого удаленного от устья скважины 1.

Для этого производят посадку надувного пакера 10 в основной горизонтальной части 3 скважины 1 с размещением нижнего конца 11 колонны НКТ 8 напротив входа в самый удаленный от устья скважины 1, осваиваемый разветвленный ствол 2′′′.

Повышается надежность реализации способа за счет того, что освоение МРГС осуществляют с применением однопакерной компоновкой, что значительно снижает вероятность негерметичной посадки пакера в сравнении с прототипом.

Освоение каждого разветвленного ствола 2′, 2″, 2′′′ скважины 1 проводят поочередно циклами свабирования до достижения свабом (на фиг. 1 и 2 не показано) ограничителя 9 (см. фиг. 2) по колонне НКТ 8 в объеме (V₁) основной горизонтальной части 3 скважины 1 от забоя 12 до входа в соответствующий разветвленный ствол 2′′′, 2″, 2′ скважины 1 плюс два объема (V₂) осваиваемого разветвленного ствола 2′′′, 2″, 2′.

То есть объем свабирования каждого из разветвленных стволов 2′′′, 2″, 2′ равен

Например, при освоении разветвленного ствола 2′′′ скважины 1 объем основной горизонтальной части 3 скважины 1 от забоя 12 до входа в соответствующий разветвленный ствол 2′′′ (расстояние A) составляет: V₁=5 м³, а объем осваиваемого разветвленного ствола 2′′′ составляет: V₂=3 м³.

Подставляя в формулу 1, получаем

V_c=5 м³+2·3 м³=11 м³.

Освоение разветвленных стволов 2′′′, 2″, 2′ в двух их объемах позволяет гарантировано извлечь как кислоту, закачанную в продуктивный пласт через разветвленный ствол, так и продукты реакции кислоты с породой пласта.

На фигуре 2 условно изображены интервалы установки пакера 10 при освоении оставшихся разветвленных стволов 2″, 2′. По окончании освоения всех разветвленных стволов распакеровывают пакер 10 . извлекают колонну НКТ 2 из скважины 1. Спускают эксплуатационное оборудование в скважину 1, например электроцентробежный насос (на фиг. 1 и 2 не показано), и запускают скважину 1 в эксплуатацию.

Предлагаемый способ освоения многозабойной разветвленно-горизонтальной скважины позволяет повысить:

- эффективность кислотной обработки разветвленных стволов перед освоением МРГС;

- качество освоения загрязненного продуктивного пласта вскрытого открытыми разветвленными стволами после кислотной обработки;

- надежность реализации способа при освоении МРГС.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности кислотной обработки, качества освоения загрязненного продуктивного пласта, надежности. Способ освоения многозабойной разветвленно-горизонтальной скважины включает раздельное освоение каждого разветвленного ствола, пробуренного из основной горизонтальной части скважины с применением колонны насосно-компрессорных труб - НКТ, оснащенной пакером и свабным ограничителем, размещенным в нижней части вертикального участка колонны НКТ, посадку пакера и проведение кислотной обработки разветвленного ствола, закачкой 10-15%-ного раствора соляной кислоты с последующей технологической выдержкой на реакцию с последующим освоением скважины циклами свабирования. В скважину сначала спускают колонну гибких труб, оснащенную снизу гидравлическим отклонителем с гидромониторной насадкой на конце, производят раздельную кислотную обработку по каждому разветвленному стволу, начиная от самого ближнего к устью скважины, при этом гибкую колонну труб с гидравлическим отклонителем и гидромониторной насадкой спускают в разветвленный ствол скважины до упора гидромониторной насадки в забой разветвленного ствола. Затем при открытой затрубной задвижке начинают закачку кислоты с одновременным подъемом колонны гибких труб из разветвленного ствола, не доводя 3 м до входа в разветвленный ствол из основной части горизонтальной скважины, со скоростью, обеспечивающей непрерывное замещение всего объема разветвленного ствола кислотой. После заполнения разветвленного ствола кислотой при закрытой затрубной задвижке производят продавку кислоты технологической жидкостью по колонне гибких труб через гидравлический отклонитель и гидромониторную насадку из разветвленного ствола в пласт. Затем извлекают колонну гибких труб и гидравлический отклонитель с гидромониторной насадкой из разветвленного ствола скважины в основную горизонтальную часть скважины и производят технологическую выдержку на реакцию. Аналогичным образом производят обработку оставшихся разветвленных стволов скважины. По окончании кислотных обработок всех разветвленных стволов извлекают из скважины колонну гибких труб с гидравлическим отклонителем и гидромониторной насадкой, спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб со свабным ограничителем и надувным пакером на нижнем конце, производят поочередное раздельное освоение всех разветвленных стволов, начиная от самого удаленного от устья скважины. При этом посадку надувного пакера производят в основной горизонтальной части скважины с размещением нижнего конца колонны НКТ напротив входа в осваиваемый разветвленный ствол, а освоение каждого разветвленного ствола проводят циклами свабирования по колонне НКТ в объеме основной горизонтальной части скважины от забоя до входа в разветвленный ствол плюс два объема осваиваемого разветвленного ствола. 2 ил.

Способ освоения многозабойной разветвленно-горизонтальной скважины, включающий раздельное освоение каждого разветвленного ствола, пробуренного из основной горизонтальной части скважины с применением колонны насосно-компрессорных труб - НКТ, оснащенной пакером и свабным ограничителем, размещенным в нижней части вертикального участка колонны НКТ, посадку пакера и проведение кислотной обработки разветвленного ствола, закачкой 10-15%-ного раствора соляной кислоты с последующей технологической выдержкой на реакцию с последующим освоением скважины циклами свабирования, отличающийся тем, что в скважину сначала спускают колонну гибких труб, оснащенную снизу гидравлическим отклонителем с гидромониторной насадкой на конце, производят раздельную кислотную обработку по каждому разветвленному стволу, начиная от самого ближнего к устью скважины, при этом гибкую колонну труб с гидравлическим отклонителем и гидромониторной насадкой спускают в разветвленный ствол скважины до упора гидромониторной насадки в забой разветвленного ствола, после чего при открытой затрубной задвижке начинают закачку кислоты с одновременным подъемом колонны гибких труб из разветвленного ствола, не доводя 3 м до входа в разветвленный ствол из основной части горизонтальной скважины, со скоростью, обеспечивающей непрерывное замещение всего объема разветвленного ствола кислотой, после заполнения разветвленного ствола кислотой при закрытой затрубной задвижке производят продавку кислоты технологической жидкостью по колонне гибких труб через гидравлический отклонитель и гидромониторную насадку из разветвленного ствола в пласт, после этого извлекают колонну гибких труб и гидравлический отклонитель с гидромониторной насадкой из разветвленного ствола скважины в основную горизонтальную часть скважины и производят технологическую выдержку на реакцию, аналогичным образом производят обработку оставшихся разветвленных стволов скважины, по окончании кислотных обработок всех разветвленных стволов извлекают из скважины колонну гибких труб с гидравлическим отклонителем и гидромониторной насадкой, спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб со свабным ограничителем и надувным пакером на нижнем конце, производят поочередное раздельное освоение всех разветвленных стволов, начиная от самого удаленного от устья скважины, при этом посадку надувного пакера производят в основной горизонтальной части скважины с размещением нижнего конца колонны НКТ напротив входа в осваиваемый разветвленный ствол, а освоение каждого разветвленного ствола проводят циклами свабирования по колонне НКТ в объеме основной горизонтальной части скважины от забоя до входа в разветвленный ствол плюс два объема осваиваемого разветвленного ствола.