Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины Российский патент 2019 года по МПК E21B7/04 

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

Известен 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, согласно которому производят сплошное вырезание эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы сверху и усеченного конуса снизу, затем изолируют интервал расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания, с подпружиненными фиксаторами, смонтированными в нижней части вставки, причем в верхней части вставки выполнен канал, сообщающий внутреннюю полость обсадной колонны, обращенную к дневной поверхности, с кольцевым пространством, образованным вставкой и стенкой расширенного интервала, закачивают в интервал расширения твердеющий герметизирующий состав, после полимеризации которого вставку разбуривают, устанавливают временный цементный мост и клин-отклонитель, и разбуривают боковой ствол через затвердевший герметичный состав, после чего открывают материнский ствол разбуриванием клина-отклонителя и временного цементного моста; причем легкоразбуриваемая вставка выполнена из мягкого металла, (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.

Также известен способ бурения бокового ствола нефтяной скважины, принятый нами за прототип, 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. 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, (патент РФ №2626103, Е21В 7/04)

Недостатком данного способа является сложность спуска и установки легкоразбуриваемой вставки на фиксаторах, недостаточная надежность конструкции.

Задачей изобретения является создание способа бурения ствола нефтяной скважины с достижением следующего технического результата: повышение надежности легкоразбуриваемой вставки и технологичности зарезки бокового ствола.

Поставленная задача решается тем, что в способе бурения бокового ствола нефтяной скважины, включающем сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы, установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания, в верхней части которой выполнен канал для закачки в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава и центрального канала, сверху закрытого легкоразрушаемой мембраной, закачивание в интервал расширения герметизирующего состава, разбуривание после его полимеризации легкоразбуриваемой вставки фрезой, нижний конец которой снабжен направляющей цилиндрической формы с диаметральным размером, позволяющим перемещаться внутри центрального канала, а верхняя часть снабжена центраторами, установка 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 выполняют цилиндрической формы по всей длине, легкоразбуриваемую вставку устанавливают на временный цементный мост, разбуриваниелегкоразбуриваемой вставки проводят фрезой, длина направляющей которой цилиндрической формы имеет длину меньше толщины цементного моста, а диаметр центрального канала выше мембраны больше, чем диаметр центрального канала ниже мембраны, клин-отклонитель устанавливают на поверхность цементного моста.

Для изоляции интервала расширения устанавливают легкоразбуриваемую вставку из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания с упором на временный цементный мост. В верхней части вставки выполнен канал для закачки в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава, который разбуривается после его полимеризации. В разбуренный ствол устанавливается клин-отклонитель, производится вырезание окна и разбуривается боковой ствол через затвердевший герметичный состав.

Работа устройства поясняется чертежами, где на фигуре:

A) сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня;

Б) установка легкоразбуриваемой вставки на временный цементный мост и закачка твердеющего герметичного агента;

B) разбуривание легкоразбуриваемой вставки, имеющей центральный канал, легкоразрушаемую мембрану и фрезу с направляющей;

Г) изоляция интервала;

Д) установка клина-отклонителя;

Е) бурение бокового ствола и спуск хвостовика с алюминиевым верхом;

Ж) разбуривание алюминиевой верхней трубы хвостовика и клина-отклонителя.

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 2800 м, на глубине 1670 м произвели сплошное вырезание эксплуатационной колонны 1 и цементного камня цилиндрической формы (на чертеже не показан). Динамический уровень составляет 1670 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 с упором на временный цементный мост 10. 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. 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 на 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 цементный мост 10.

Усовершенствование способа бурения бокового ствола нефтяной скважины дает возможность упростить установку и крепление легкоразбуриваемой вставки в скважине. Установка цементного моста непосредственно после сплошного вырезания интервала эксплуатационной колонны и цементного камня и отсутствие фиксаторов легкоразбуриваемой вставки в среде затвердевшего герметичного состава повышают технологичность зарезки бокового ствола.

Изобретение относится к области бурения боковых стволов нефтяных и газовых скважин. Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины включает сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы, установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания, в верхней части которой выполнен канал для закачки в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава и центрального канала, сверху закрытого легкоразрушаемой мембраной, закачивание в интервал расширения герметезирующего состава, разбуривание после его полимеризации легкоразбуриваемой вставки фрезой, нижний конец которой снабжен направляющей цилиндрической формы с диаметральным размером, позволяющим перемещаться внутри центрального канала а верхняя часть снабжена центраторами, установка клина-отклонителя, разбуривание бокового ствола через затвердевший герметичный состав, бурение бокового ствола из основного, открывание основного ствола разбуриванием клина-отклонителя и временного цементного моста, причем сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня выполняют цилиндрической формы по всей длине, легкоразбуриваемую вставку устанавливают на временный цементный мост, разбуривание легкоразбуриваемой вставки проводят фрезой, длина направляющей которой цилиндрической формы имеет длину меньше толщины цементного моста, а диаметр центрального канала выше мембраны больше, чем диаметр центрального канала ниже мембраны, клин-отклонитель устанавливают на поверхность цементного моста. Обеспечивается повышение надежности легкоразбуриваемой вставки и технологичности зарезки бокового ствола. 7 ил.

Способ бурения бокового ствола нефтяной скважины, включающий сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы, установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания, в верхней части которой выполнен канал для закачки в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава и центрального канала, сверху закрытого легкоразрушаемой мембраной, закачивание в интервал расширения герметезирующего состава, разбуривание после его полимеризации легкоразбуриваемой вставки фрезой, нижний конец которой снабжен направляющей цилиндрической формы с диаметральным размером, позволяющим перемещаться внутри центрального канала, а верхняя часть снабжена центраторами, установка 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 выполняют цилиндрической формы по всей длине, легкоразбуриваемую вставку устанавливают на временный цементный мост, разбуривание легкоразбуриваемой вставки проводят фрезой, длина направляющей которой цилиндрической формы имеет длину меньше толщины цементного моста, а диаметр центрального канала выше мембраны больше, чем диаметр центрального канала ниже мембраны, клин-отклонитель устанавливают на поверхность цементного моста.