Способ подготовки скважины к гидравлическому разрыву пласта в нефтяных и газовых скважинах Российский патент 2021 года по МПК E21B43/26 E21B43/117 

Изобретение относится к способам разработки нефтяных и газовых месторождений с горизонтальными и наклонными скважинами и может быть применено для подготовки нефтяных и газовых скважин к гидравлическому разрыву пласта (ГРП) для реализации интервального многостадийного гидравлического разрыва пласта (МГРП).

Известен способ поинтервального ГРП в горизонтальном стволе скважины, в котором раскрыт способ подготовки скважины к ГРП, включающий бурение горизонтального ствола скважины в продуктивном пласте с цементированием кольцевого пространства между обсадной колонной и горной породой, спуск в горизонтальный ствол скважины на колонне труб перфоратора и выполнение перфорационных отверстий в горизонтальном стволе скважины (см. патент на изобретение RU №2558058, кл. Е21В 43/27, опубл. 2015 г.).

Раскрытый в данном изобретении способ формирования скважины с горизонтальным стволом в продуктивном пласте предусматривает последовательное проведение перфорации в выбранном интервале скважины с последующим проведением ГРП, требует при освоении или ремонте скважины проведения многократных повторяющихся операций по формированию спускаемого в скважину оборудования и проведение многократных операций по его спуску и подъему, что приводит к необходимости проведения сложных и продолжительных по времени технологических операций, которые оказывают существенное влияние на скорость освоения скважины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки скважины к ГРП в нефтяных и газовых скважинах, заключающийся в том, что производят спуск кумулятивного перфоратора, выполняют перфорацию в горизонтальных участках эксплуатационной колонны цементного кольцевого пространства и горной породы продуктивного пласта и устанавливают в горизонтальных участках эксплуатационной колонны пакер-пробки (см. патент на изобретение RU №2634134, кл. Е21В 43/267, опубл. 24.10.2017).

Данный способ позволяет исключить использование дорогостоящего оборудования, сократить количество спуско-подъемных операций гибкой насосно-компрессорной трубы (ГНКТ), выполнить высокоскоростной ГРП и минимизировать количество времени на разбуривание композитных пакер-пробок и продавочных шаров.

Однако данный способ предполагает проведение повторяющихся операций по перфорации выбранного интервала скважины с последующим проведением ГРП перфорированного участка, а затем повторный спуск в скважину перфоратора для перфорации следующего участка скважины и последующее проведение ГРП этого участка и т.д. Данный способ подготовки скважины в ГРП приводит к необходимости проводить несколько операций по спуску и подъему оборудования для перфорации нескольких участков скважины, что усложняет процесс подготовки скважины при проведении ГРП в выбранном участке продуктивного пласта.

Технической проблемой, решаемой в изобретении, является преодоление выявленных в известных способах подготовки скважины к ГРП проблем.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность сократить время подготовки скважины в зоне продуктивного пласта с обеспечением возможности проведения последовательной перфорации нескольких участков продуктивного пласта в ходе одной операции по спуску оборудования в скважины с исключением операции по разбуриванию пакер-пробки в ходе проведения ГРП скважины.

Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что способ подготовки скважины к гидравлическому разрыву пласта (ГРП) в нефтяных и газовых скважинах заключается в том, что производят спуск в скважину кумулятивного перфоратора, выполняют перфорацию в наклонных или горизонтальных участках эксплуатационной колонны цементного кольцевого пространства и горной породы продуктивного пласта, устанавливают в наклонных или горизонтальных участках эксплуатационной колонны пакер-пробки, при этом предварительно в хвостовике скважины устанавливают реперные патрубки через каждые 50-75 метров или в качестве репера используется пакер-подвеска хвостовика, а перед спуском в скважину производят сборку спускаемого в скважину оборудования для проведения подготовки скважины к ГРП, включающую последовательно соединенные между собой последовательно снизу вверх пакер-пробку, посадочную камеру, секции кумулятивного перфоратора от одного до шести корпусов, включающие переводник-соединитель с электродетонатором, секцию-груз, магнитный локатор муфт и кабельный наконечник для соединения с грузонесущим геофизическим кабелем, перед спуском вышеописанной сборки оборудования проводят шаблонирование скважины, проводят соединение кабельного наконечника с грузонесущим геофизическим кабелем и далее через установленный на устье скважины лубрикатор производят спуск в скважину на грузонесущем геофизическом кабеле вышеописанной сборки оборудования, причем на вертикальном участке скважины спуск производят под собственным весом, отслеживают движение по локатору муфт относительно реперных патрубков, а после захода в наклонный или горизонтальный участок включают насос для подачи технологической жидкости с расходом от 0,5 до 1,8 м³/мин для прокачки сборки оборудования, позиционируют сборку оборудования в плановом интервале, производят активацию посадочной камеры по установке пакер-пробки с последующим отсоединением сборки оборудования от пакер-пробки и поднимают сборку оборудования не менее чем на 2 метра от установленной пакер-пробки и производят перфорацию скважины путем инициирования кумулятивного перфоратора, а если кумулятивных перфораторов больше одного, то производят перемещение компоновки к каждому последующему плановому интервалу перфорации и производят инициирование кумулятивных перфораторов, а затем по завершении перфорации скважины производят подъем отработанной сборки оборудования в лубрикатор, закрывают коренную задвижку фонтанной арматуры и извлекают отработанную сборку оборудования из лубрикатора, после чего перед началом проведения ГРП производят сброс в скважину шара, после чего закрывают коренную задвижку для отсечения лубрикатора и производят прокачку шара с расходом жидкости от 0,8 м3/мин до 2,0 м3/мин до посадки в седло пакер-пробки, после чего скважина готова к ГРП.

В ходе проведения научно исследовательской работы было выявлено, что представляется возможность спуска в скважину и инициирование узлов сборки оборудования по геофизическому кабелю, который передает различные кодированные электрические импульсы, причем один импульс инициирует пороховой заряд для установки и отсоединения пакер-пробки от посадочного инструмента, а другой импульс инициирует сам кумулятивный перфоратор, при этом возможно инициирование нескольких секций перфораторов последовательно или в любой последовательности, а установку пакер-пробки и перфорацию представляется возможность производить за одну спускоподъемную операцию. В вертикальной секции скважины (до 65°) спуск сборки оборудования представляется возможность производить под собственным весом, а скорость спуска может достигать до 8000 метров в час, а после завершения подготовки интервала продуктивного пласта извлечение отработанной сборки оборудования на поверхность можно проводить со скоростью до 8000 метров в час. Таким образом раскрытая выше последовательность технологических операций позволяет достигнуть вышеуказанный технический результат и решить выявленные технические проблемы.

На фиг. 1 показана сборка оборудования для подготовки скважины к ГРП.

На фиг. 2 показан спуск на геофизическом кабеле в зону продуктивного пласта компоновки оборудования.

На фиг. 3 показана операция по отводу сборки оборудования от установленной пакер-пробки.

На фиг. 4 показана операция по перфорации первого участка продуктивного пласта.

На фиг. 5 показана операция по перфорации второго участка продуктивного пласта.

На фиг. 6 показан подготовленный к проведению ГРП участок скважины в зоне продуктивного пласта.

Для подготовки скважины к ГРП на поверхности производят сборку спускаемого в скважину оборудования, включающую последовательно соединенные между собой последовательно снизу вверх пакер-пробку 1, посадочную камеру 2, секции кумулятивного перфоратора 3, включающие переводник-соединитель с электродетонатором, секцию-груз 4, магнитный локатор муфт 5 и кабельный наконечник 6 для соединения с грузонесущим геофизическим кабелем 7.

Способ подготовки скважины к гидравлическому разрыву пласта (ГРП) в нефтяных и газовых скважинах реализуется следующим образом.

Предварительно в хвостовике скважины устанавливают реперные патрубки через каждые 50 - 75 метров или в качестве репера используется пакер-подвеска хвостовика, а перед спуском в скважину производят сборку спускаемого в скважину оборудования для проведения подготовки скважины к ГРП, включающую последовательно соединенные между собой последовательно снизу вверх пакер-пробку 1, посадочную камеру 2, секции кумулятивного перфоратора 3 от одного до шести корпусов, включающие переводник-соединитель с электродетонатором, секцию-груз 4, магнитный локатор муфт 5 и кабельный наконечник 6 для соединения с грузонесущим геофизическим кабелем 7.

Перед спуском вышеописанной сборки оборудования проводят шаблонирование скважины, а затем проводят соединение кабельного наконечника 6 с грузонесущим геофизическим кабелем 7.

Далее через установленный на устье скважины лубрикатор производят спуск в скважину на грузонесущем геофизическом кабеле 7 вышеописанной сборки оборудования.

На вертикальном участке скважины спуск производят под собственным весом, а после захода в наклонный или горизонтальный участок включают насос (не показан на чертежах) для подачи технологической жидкости с расходом от 0,5 до 1,8 м³/мин для прокачки сборки оборудования. Отслеживают движение по локатору муфт 5 относительно реперных патрубков и позиционируют сборку оборудования в плановом интервале. Затем производят активацию посадочной камеры 2 по установке пакер-пробки 1 с последующим отсоединением сборки оборудования от пакер-пробки 1.

Далее поднимают сборку оборудования не менее чем на 2 метра от установленной пакер-пробки 1 и производят перфорацию скважины путем инициирования кумулятивного перфоратора 3.

Если кумулятивных перфораторов 3 больше одного, то производят перемещение компоновки к каждому последующему плановому интервалу перфорации и производят последовательное инициирование кумулятивных перфораторов 3, а затем по завершении перфорации скважины производят подъем отработанной сборки оборудования в лубрикатор, закрывают коренную задвижку фонтанной арматуры и извлекают отработанную сборку оборудования из лубрикатора.

Перед началом проведения ГРП производят сброс в скважину шара, после чего закрывают коренную задвижку для отсечения лубрикатора и производят прокачку шара с расходом жидкости от 0,8 м³/мин до 2,0 м³/мин до посадки в седло пакер-пробки 1, после чего скважина с подготовленной в продуктивном пласте перфорацией 8 готова к ГРП.

Изобретение относится к области разработки нефтяных и газовых месторождений с горизонтальными и наклонными скважинами и может быть применено для подготовки нефтяных и газовых скважин к гидравлическому разрыву пласта - ГРП для реализации интервального многостадийного ГРП. По способу производят спуск в скважину кумулятивного перфоратора. Выполняют перфорацию в наклонных или горизонтальных участках эксплуатационной колонны, цементного кольцевого пространства и горной породы продуктивного пласта. Устанавливают в наклонных или горизонтальных участках эксплуатационной колонны пакер-пробки. Предварительно в хвостовике скважины устанавливают реперные патрубки через каждые 50-75 м или в качестве репера используют пакер-подвеску хвостовика. Перед спуском в скважину производят сборку спускаемого в скважину оборудования для подготовки скважины к гидравлическому разрыву пласта - ГРП. В сборку включают последовательно соединенные между собой последовательно снизу вверх пакер-пробку, посадочную камеру, секции кумулятивного перфоратора от одного до шести корпусов. Эти секции включают переводник-соединитель с электродетонатором, секцию-груз, магнитный локатор муфт и кабельный наконечник для соединения с грузонесущим геофизическим кабелем. Перед спуском вышеупомянутой сборки оборудования проводят шаблонирование скважины. Проводят соединение кабельного наконечника с грузонесущим геофизическим кабелем. Через установленный на устье скважины лубрикатор производят спуск в скважину на грузонесущем геофизическом кабеле вышеупомянутую сборку оборудования. На вертикальном участке скважины спуск производят под собственным весом. Отслеживают движение сборки по локатору муфт относительно реперных патрубков. После захода в наклонный или горизонтальный участок включают насос для подачи технологической жидкости с расходом от 0,5 до 1,8 м³/мин. Позиционируют сборку оборудования в плановом интервале и производят активацию посадочной камеры по установке пакер-пробки с последующим отсоединением сборки оборудования от пакер-пробки и поднимают сборку оборудования не менее чем на 2 метра от установленной пакер-пробки. Производят перфорацию скважины путем инициирования кумулятивного перфоратора. Если кумулятивных перфораторов больше одного, то производят перемещение компоновки к каждому последующему плановому интервалу перфорации. Производят последовательное инициирование кумулятивных перфораторов. По завершении перфорации скважины производят подъем отработанной сборки оборудования в лубрикатор. Закрывают коренную задвижку фонтанной арматуры и извлекают отработанную сборку оборудования из лубрикатора. Перед началом ГРП производят сброс в скважину шара. Затем закрывают коренную задвижку для отсечения лубрикатора и производят прокачку шара с расходом жидкости от 0,8 до 2,0 м³/мин до посадки в седло пакер-пробки. Скважину считают готовой к ГРП. 6 ил.

Способ подготовки скважины к гидравлическому разрыву пласта в нефтяных и газовых скважинах, заключающийся в том, что производят спуск в скважину кумулятивного перфоратора, выполняют перфорацию в наклонных или горизонтальных участках эксплуатационной колонны, цементного кольцевого пространства и горной породы продуктивного пласта, устанавливают в наклонных или горизонтальных участках эксплуатационной колонны пакер-пробки, отличающийся тем, что предварительно в хвостовике скважины устанавливают реперные патрубки через каждые 50-75 м или в качестве репера используют пакер-подвеску хвостовика, а перед спуском в скважину производят сборку спускаемого в скважину оборудования для подготовки скважины к гидравлическому разрыву пласта - ГРП, включающую последовательно соединенные между собой последовательно снизу вверх пакер-пробку, посадочную камеру, секции кумулятивного перфоратора от одного до шести корпусов, включающие переводник-соединитель с электродетонатором, секцию-груз, магнитный локатор муфт и кабельный наконечник для соединения с грузонесущим геофизическим кабелем, перед спуском вышеупомянутой сборки оборудования проводят шаблонирование скважины, проводят соединение кабельного наконечника с грузонесущим геофизическим кабелем и, далее, через установленный на устье скважины лубрикатор производят спуск в скважину на грузонесущем геофизическом кабеле вышеупомянутой сборки оборудования, причем на вертикальном участке скважины спуск производят под собственным весом, отслеживают движение по локатору муфт относительно реперных патрубков, а после захода в наклонный или горизонтальный участок включают насос для подачи технологической жидкости с расходом от 0,5 до 1,8 м³/мин для прокачки сборки оборудования, позиционируют сборку оборудования в плановом интервале, производят активацию посадочной камеры по установке пакер-пробки с последующим отсоединением сборки оборудования от пакер-пробки и поднимают сборку оборудования не менее чем на 2 метра от установленной пакер-пробки и производят перфорацию скважины путем инициирования кумулятивного перфоратора, а если кумулятивных перфораторов больше одного, то производят перемещение компоновки к каждому последующему плановому интервалу перфорации и производят последовательное инициирование кумулятивных перфораторов, затем по завершении перфорации скважины производят подъем отработанной сборки оборудования в лубрикатор, закрывают коренную задвижку фонтанной арматуры и извлекают отработанную сборку оборудования из лубрикатора, после чего перед началом проведения ГРП производят сброс в скважину шара, после чего закрывают коренную задвижку для отсечения лубрикатора и производят прокачку шара с расходом жидкости от 0,8 до 2,0 м³/мин до посадки в седло пакер-пробки, после чего скважина готова к ГРП.