СПОСОБ БУРЕНИЯ БОКОВОГО СТВОЛА НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ Российский патент 2017 года по МПК E21B7/04 

Изобретение относится к области бурения боковых стволов нефтяных и газовых скважин.

Известен способ эксплуатации обводненной нефтяной скважины, включающий предварительное определение уровня жидкости в.скважине, бурение бокового ствола из основного ствола, установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола, цементирование обводненного забоя основного ствола на уровне продуктивного пласта и размещение глубинно-насосного оборудования на забое с последующим отбором нефти (патент РФ №2515643, Е21В 43/00, опубл. 20.05.2014 г., БИ №14).

Однако, данный способ предполагает использование для добычи нефти лишь одного ствола скважины, это снижает эффективность использования фонда скважин.

Также известен способ эксплуатации двухзабойной скважины, включающий установку извлекаемого клина-отклонителя, фрезерование окна в обсадной колонне, бурение бокового ствола из основного, бурение бокового ствола осуществляют со спуском обсадной колонны, ее сплошным цементированием, перфорацией, после фрезерования окна в обсадной колонне вырезают цементное кольцо и прилегающую породу в направлении бурения бокового ствола с образованием каверны диаметром, превышающим диаметр бокового ствола, заливают каверну герметизирующим твердеющим составом и бурят боковой ствол через каверну, затем размещают глубинно-насосное оборудование в основном стволе и осуществляют отбор нефти с забоя основного и бокового стволов (патент РФ №2542070, Е21В 43/00, опубл. 20.02.2015 г., БИ №5).

Недостатком данного способа является то, что, несмотря на наличие узла герметизации устья нового дополнительного ствола, свои функции защиты от шлама и механических частиц он выполняет лишь в процессе разбуривания бокового ствола, впоследствии его герметичность нарушается, что приводит к заколонным перетокам из дополнительного ствола в процессе эксплуатации скважины.

Наиболее близким по технической сущности является способ бурения бокового ствола нефтяной скважины в коллекторах с высокой проводимостью, включающий вырезание интервала колонны на глубине зарезки бокового ствола, изоляцию интервала расширения, установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола и бурение бокового ствола из основного, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки цилиндрической формы, в верхней части вставки выполнен канал, закачивание в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава, после полимеризации которого вставку разбуривают (патент РФ №2564421, Е21В 7/08, Е21В 33/10, опубл. 27.09.2015 г., БИ №27).

Недостатком данного способа является риск потери основного ствола скважины при разбуривании легкоразбуриваемой вставки из-за отсутствия центраторов и наклонного характера ствола скважины в зоне сплошного вырезания эксплуатационной колонны и цементного камня, вследствие естественного изменения траектории фрезы при разбуривании за счет стремления к вертикали инструмента, на который оказывает действие сила гравитации.

Задача данного изобретения заключается в забуривании бокового ствола при сохранении основного в условиях герметичности и исключения заколонных перетоков.

Поставленная задача решается тем, что способ бурения бокового ствола нефтяной скважины включает сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы сверху и усеченного конуса снизу, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания, в верхней части которой выполнен канал, закачивание в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава, разбуривание после его полимеризации легкоразбуриваемой вставки, установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола и клина-отклонителя, разбуривание бокового ствола через затвердевший герметичный состав, бурение бокового ствола из основного, открывание основного ствола разбуриванием клина-отклонителя и временного цементного моста, согласно изобретению, сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня производят в вертикальной части ствола скважины, легкоразбуриваемая вставка имеет центральный канал, сверху закрытый легкоразрушаемой мембраной, разбуривание легкоразбуриваемой вставки проводят фрезой, нижний конец которой снабжен направляющей цилиндрической формы с диаметральным размером, позволяющим перемещаться внутри центрального канала по классу широкоходовой посадки, а верхняя часть фрезы снабжена центраторами.

Работа устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1:

- А) Сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня;

- Б) Спуск легкоразбуриваемой вставки с фиксатором и закачка твердеющего герметичного агента;

- В) Разбуривание легкоразбуриваемой вставки, имеющей центральный канал, легкоразрушаемую мембрану и фрезу с направляющей;

- Г) Установка временного цементного моста и клина-отклонителя;

- Д) Бурение бокового ствола и спуск хвостовика с алюминиевым верхом;

- Е) Разбуривание алюминиевой верхней трубы хвостовика, клина-отклонителя и временного цементного моста.

1 - эксплуатационная колонна;

2 - легкоразбуриваемая вставка;

3 - канал;

4 - центральный канал;

5 - мембрана;

6 - твердеющий герметизирующий состав;

7 - фреза;

8 - направляющая;

9 - центраторы;

10 - временный цементный мост;

11 - клин-отклонитель;

12 - окно;

13 - боковой ствол;

14 - хвостовик.

Пример конкретного осуществления способа

В основном стволе скважины, глубина которой 2790 м, на глубине 1700 м произвели сплошное вырезание эксплуатационной колонны 1 и цементного камня (на чертеже не показан) в вертикальной части ствола в форме цилиндра сверху и усеченного конуса снизу. Динамический уровень составляет 1700 м, статический 100 м. Пластовая температура - 80°С, Пластовое давление - 250 атм. Произвели спуск легкоразбуриваемой вставки 2 цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания с каналом 3 в верхней части и центральным каналом 4, сверху закрытым легкоразрушаемой мембраной 5. Легкоразбуриваемая вставка 2 выполнена из мягкого металла, например алюминия. В интервал расширения закачали установкой ЦА-320 твердеющий герметизирующий состав 6, например смолу, армированную композитным материалом, после полимеризации которого легкоразбуриваемую вставку 2 разбурили фрезой 7, нижний конец которой снабжен направляющей 8 цилиндрической формы с диаметральным размером, позволяющим перемещаться внутри центрального канала 3 легкоразбуриваемой вставки 2 по классу широкоходовой посадки. Закачка в вышеупомянутую область твердеющего герметизирующего состава 6 создает и поддерживает герметичную изоляцию в интервале расширения основного ствола для забуривания и последующей эксплуатации бокового ствола 13. Существующие технологии не предусматривают расширение основного ствола для зарезки бокового ствола 13, кроме того, для изоляции используется лишь цементный камень, который легко разрушаем, а следовательно, бурение боковых стволов невозможно проводить качественно и получить скважину без перетоков добываемой продукции. Верхняя часть фрезы 7 снабжена центраторами 9. Затем установили временный цементный мост 10, спустили клин-отклонитель 11 и произвели фрезерование окна 12. Осуществили бурение бокового ствола 13, спустили алюминиевую обсадную колонну с хвостовиком 14, разбурили алюминиевую верхнюю трубу хвостовика 14, клин-отклонитель 11 и цементный мост 10.

Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины включает сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы сверху и усеченного конуса снизу, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания, в верхней части которой выполнен канал, закачивание в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава, разбуривание после его полимеризации легкоразбуриваемой вставки, установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола и клина-отклонителя, разбуривание бокового ствола через затвердевший герметичный состав, бурение бокового ствола из основного, открывание основного ствола разбуриванием клина-отклонителя и временного цементного моста. Сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня производят в вертикальной части ствола скважины. Легкоразбуриваемая вставка имеет центральный канал, сверху закрытый легкоразрушаемой мембраной. Разбуривание легкоразбуриваемой вставки проводят фрезой, нижний конец которой снабжен направляющей цилиндрической формы с диаметральным размером, позволяющим перемещаться внутри центрального канала по классу широкоходовой посадки, а верхняя часть фрезы снабжена центраторами. Обеспечивается забуривание бокового ствола при сохранении основного в условиях герметичности и исключения заколонных перетоков. 6 ил.

Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины, включающий сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы сверху и усеченного конуса снизу, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания, в верхней части которой выполнен канал, закачивание в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава, разбуривание после его полимеризации легкоразбуриваемой вставки, установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола и клина-отклонителя, разбуривание бокового ствола через затвердевший герметичный состав, бурение бокового ствола из основного, открывание основного ствола разбуриванием клина-отклонителя и временного цементного моста, отличающийся тем, что сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня производят в вертикальной части ствола скважины, легкоразбуриваемая вставка имеет центральный канал, сверху закрытый легкоразрушаемой мембраной, разбуривание легкоразбуриваемой вставки проводят фрезой, нижний конец которой снабжен направляющей цилиндрической формы с диаметральным размером, позволяющим перемещаться внутри центрального канала по классу широкоходовой посадки, а верхняя часть фрезы снабжена центраторами.