УЗЕЛ ПРОБУРИВАЕМОГО ОКНА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЕЙ СОЕДИНЕНИЯ МНОГОСТВОЛЬНОГО СТВОЛА СКВАЖИНЫ Российский патент 2022 года по МПК E21B29/06 E21B7/08 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[1] Данная заявка испрашивает приоритет заявки США №16/940,507, поданной 28 июля 2020 г. и озаглавленной «A DRILLABLE WINDOW ASSEMBLY FOR CONTROLLING THE GEOMETRY OF A MULTILATERAL WELLBORE JUNCTION», которая испрашивает преимущество предварительной заявки на патент США №62/885,886, поданной 13 августа 2019 г. и озаглавленной «METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE GEOMETRY OF A LOW SIDE MILLED EXIT USED IN MULTILATERAL WELLBORE JUNCTION CONSTRUCTION», обе из которых принадлежат тому же правообладателю, что и данная заявка, и полностью включены в данный документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] Нестандартные месторождения очень конкурентоспособны. На таких месторождениях наблюдается тенденция к использованию более длинных горизонтальных скважин для увеличения контакта с пластом. Многоствольные стволы скважин предлагают альтернативный подход для максимального увеличения контакта с пластом. Многоствольные стволы скважин содержат один или более боковых стволов скважины, отходящих от основного ствола скважины. Боковой ствол скважины представляет собой ствол скважины, который отклонен от основного ствола скважины от первого общего направления ко второму общему направлению.

[3] Многоствольный ствол скважины может содержать одно или более окон или выходов из обсадной колонны, позволяющих образовывать соответствующие боковые стволы скважины. Окно или выход из обсадной колонны для многоствольного ствола скважины традиционно может быть образован путем размещения сплошного узла скважинного отклонителя в обсадной колонне с помощью спускного инструмента в требуемом местоположении в основном стволе скважины. Узел скважинного отклонителя могут использовать для отклонения фрезера для прорезывания окон относительно обсадной колонны. Отклоненный фрезер для прорезывания окон проникает в часть соединения обсадной колонны, образуя окно или выход из обсадной колонны в обсадной колонне, а затем извлекается из ствола скважины. Затем через выход из обсадной колонны для бурения бокового ствола скважины могут быть введены буровые компоновки.

[4] Строительство стандартных многоствольных стволов скважин не интегрируется надлежащим образом с гидроразрывом в нестандартных месторождениях. Например, нестандартные проекты конструкции многоствольных стволов скважин и способы повторного входа в них значительно увеличивают общую стоимость строительства скважин, так что многоствольные скважины не могут быть экономически жизнеспособным решением по сравнению с множеством одиночных скважин. Следовательно, в данной области техники требуется новый способ строительства скважин и инструменты, которые сокращают количество требуемых операций по строительству соединений в многоствольных скважинах и сводят к минимуму потребность в дополнительных днях работы установок для капитального ремонта скважин, путем обеспечения упрощенного решения выборочного доступа для 2 или более боковых стволов для выполнения любых необходимых операций по гидроразрыву.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[5] Далее приведена ссылка на следующее описание вместе с прилагаемыми графическими материалами, в которых:

[6] на фиг. 1 представлен схематический вид нефтегазовой системы в соответствии с одним или более вариантами реализации, раскрытым в данном документе;

[7] на фиг. 2A-2D проиллюстрирован один вариант реализации узла пробуриваемого окна, спроектированного и изготовленного в соответствии с одним вариантом реализации данного изобретения;

[8] на фиг. 3A и 3B проиллюстрированы различные виды выходного узла, спроектированного, изготовленного и эксплуатируемого в соответствии с одним или более вариантами реализации данного изобретения;

[9] на фиг. 4-12 проиллюстрированы различные увеличенные виды одного варианта реализации способа изготовления многоствольной скважины в соответствии с данным изобретением; и

[10] на фиг. 13 проиллюстрирована альтернативная многоствольная скважина, спроектированная, изготовленная и эксплуатируемая в соответствии с одним вариантом реализации данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[11] Подземный пласт, содержащий углеводороды нефти или газа, может называться пластовым резервуаром, причем пластовый резервуар может быть расположен на суше или на шельфе. Пластовые резервуары обычно расположены в диапазоне от нескольких сотен футов (неглубокие пластовые резервуары) до десятков тысяч футов (сверхглубокие пластовые резервуары). Для добычи нефти, газа или других флюидов из пластового резервуара скважину бурят вглубь пластового резервуара или рядом с пластовым резервуаром.

[12] Скважина может включать в себя, без ограничения, нефтяную, газовую или водную добывающую скважину или нагнетательную скважину. Используемый в данном документе термин «скважина» включает в себя по меньшей мере один ствол скважины, имеющий стенку ствола скважины. Ствол скважины может содержать вертикальные, наклонные и горизонтальные участки и может быть прямым, изогнутым или разветвленным. Используемый в данном документе термин «ствол скважины» включает в себя любой обсаженный и любой необсаженный участок ствола необсаженного ствола скважины. Призабойная зона ствола скважины представляет собой подземный материал и породу подземного пласта, окружающего ствол скважины. Используемый в данном документе термин «скважина» также включает в себя призабойную зону ствола скважины. Обычно считается, что призабойная зона ствола скважины обычно представляет собой зону в пределах около 100 футов от ствола скважины. Используемый в данном документе термин «в скважину» означает и включает в себя вход в любой участок скважины, в том числе в ствол скважины или в призабойную зону ствола скважины через ствол скважины.

[13] Хотя основной ствол скважины в некоторых случаях может быть образован в по существу вертикальной ориентации относительно поверхности скважины, и хотя боковой ствол скважины в некоторых случаях может быть образован в по существу горизонтальной ориентации относительно поверхности скважины, в данном документе ссылка на либо основной ствол скважины, либо боковой ствол скважины не подразумевают какой-либо конкретной ориентации, и ориентация каждого из этих стволов скважины может включать участки, которые являются вертикальными, невертикальными, горизонтальными или негоризонтальными. Кроме того, термин «выше по стволу скважины» относится к направлению к поверхности скважины, а термин «ниже по стволу скважины» относится к направлению, которое удалено от поверхности скважины.

[14] На фиг. 1 представлен схематический вид многоствольной скважины 100 в соответствии с одним или более вариантами реализации, раскрытыми в данном документе. Многоствольная скважина 100 содержит платформу 120, расположенную над нефтегазовым пластом 110, расположенным ниже поверхности 115 земли. Платформа 120 имеет подъемное устройство 125 и буровую вышку 130 для подъема и спуска колонн труб, таких как бурильная колонна 140. Хотя на фиг. 1 проиллюстрирована наземная нефтегазовая платформа 120, объем данного изобретения тем самым не ограничивается и, таким образом, потенциально может применяться к шельфовым вариантам применения. Идеи данного изобретения также могут применяться к другим наземным нефтегазовым скважинам и/или морским нефтегазовым скважинам, отличным от проиллюстрированных.

[15] Как показано, основной ствол 150 скважины пробурен через различные пласты земли, включая пласт 110. Термин «основной» ствол скважины используется в данном документе для обозначения ствола скважины, из которого пробурен другой ствол скважины. Однако следует отметить, что основной ствол 150 скважины не обязательно проходит непосредственно до поверхности земли, а вместо этого может представлять собой ответвление от еще одного ствола скважины. Обсадная колонна 160 может быть по меньшей мере частично зацементирована внутри основного ствола 150 скважины. Термин «обсадная колонна» используется в данном документе для обозначения колонны трубчатых элементов, используемой для обсаживания ствола скважины. Фактически обсадная колонна может относиться к типу, известному специалистам в данной области техники как «хвостовик», и может быть изготовлена из любого материала, такого как сталь или композитный материал, и может быть сегментированной или непрерывной, например гибкой насосно-компрессорной трубой.

[16] Узел 170 пробуриваемого окна, спроектированный, изготовленный и эксплуатируемый в соответствии с одним или более вариантами реализации данного изобретения, может быть расположен на требуемом пересечении между основным стволом 150 скважины и боковым стволом 180 скважины. Узел 170 пробуриваемого окна, в одном варианте реализации, содержит первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов вдоль его внутренней части. Узел 170 пробуриваемого окна, в соответствии с этим вариантом реализации, дополнительно содержит второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий отверстие в боковой стенке, образованное в нем. В дополнение к этому варианту реализации узел 170 пробуриваемого окна содержит внешнюю муфту, окружающую отверстие в боковой стенке. Внешняя муфта в одном варианте реализации представляет собой неферромагнитную внешнюю муфту. В другом варианте реализации внешняя муфта изготовлена из стали с низким пределом текучести, алюминия, композитов, пластмасс и т. д., причем ее твердость меньше (например, существенно меньше - менее 50%), чем твердость трубчатого элемента обсадной колонны. Соответственно, то, что обеспечено в одном варианте реализации, представляет собой узел пробуриваемого окна, который может обеспечивать выход с нижней стороны со подузлом с двусторонним смещением с штанговым захватом. Термин «боковой» ствол скважины используется в данном документе для обозначения ствола скважины, который пробурен наружу от его пересечения с другим стволом скважины, таким как основной ствол скважины. Более того, боковой ствол скважины может содержать другой боковой ствол скважины, пробуренный наружу от него.

[17] Далее в соответствии с фиг. 2А проиллюстрирован увеличенный вид в поперечном разрезе узла 200 пробуриваемого окна, спроектированного и изготовленного в соответствии с одним или более вариантами реализации данного изобретения. Узел 200 пробуриваемого окна в одном варианте реализации могут использовать как узел 170 пробуриваемого окна, проиллюстрированный на фиг. 1. Узел 200 пробуриваемого окна в одном или более вариантах реализации содержит первое предварительно вырезанное соединение 210 обсадной колонны, соединенное со вторым предварительно вырезанным соединением 240 обсадной колонны. В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 2A, первое предварительно вырезанное соединение 210 обсадной колонны расположено в непосредственной близости от расположенного выше по стволу скважины конца узла 200 пробуриваемого окна, второе предварительно вырезанное соединение 240 обсадной колонны расположено в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца узла 200 пробуриваемого окна, а центрирующий переводник 280 обсадной колонны расположен между ними.

[18] Первое предварительно вырезанное соединение 210 обсадной колонны в соответствии с одним вариантом реализации содержит первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны. Первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны в соответствии с одним вариантом реализации данного изобретения содержит металлический трубчатый элемент, такой как стальной трубчатый элемент. Хотя первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны был описан как содержащий металл, для первого трубчатого элемента 220 обсадной колонны могут быть использованы другие материалы, которые остаются в пределах объема данного изобретения.

[19] В соответствии с одним или более вариантами реализации данного изобретения первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны может иметь два или более смещенных в радиальном направлении пазов 225, расположенных вдоль его внутренней части. В одном варианте реализации два или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 расположены на по существу равном расстоянии вокруг первого трубчатого элемента 220 обсадной колонны. Таким образом, в соответствии с проиллюстрированным вариантом реализации два смещенных в радиальном направлении паза 225 расположены на расстоянии друг от друга под углом около 180 градусов. Если бы первый трубчатый элемент обсадной колонны содержал три смещенных в радиальном направлении паза 225, три смещенных в радиальном направлении паза 225 были бы расположены на расстоянии друг от друга под углом около 120 градусов в одном конкретном варианте реализации. Два или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 в одном варианте реализации могут иметь длину (L₁). Длина (L₁) может варьироваться от полной длины первого трубчатого элемента 220 обсадной колонны до менее чем полной длины первого трубчатого элемента 220 обсадной колонны. Однако в одном варианте реализации длина (L₁) находится в диапазоне от около 3 метров до около 6 метров (от около 10 футов до около 20 футов). В еще одном варианте реализации длина (L₁) находится в диапазоне от около 4,3 метра до около 4,9 метра (от около 14 футов до около 16 футов), а более конкретно составляет около 4,6 метра (15 футов). Тем не менее другие длины (L₁) находятся в пределах объема данного изобретения.

[20] Первое предварительно вырезанное соединение 210 обсадной колонны в варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 2A, дополнительно содержит первую внешнюю муфту 230, окружающую по меньшей мере часть первого трубчатого элемента 220 обсадной колонны. В одном варианте реализации первая внешняя муфта 230 полностью окружает первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны. Первая внешняя муфта 230 может содержать много различных неферромагнитных материалов и оставаться в пределах объема данного изобретения. В другом варианте реализации первая внешняя муфта 230 содержит материал, имеющий меньший уровень твердости, чем первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны. В одном варианте реализации первая внешняя муфта 230 содержит алюминий или его сплав. Тем не менее, другие материалы для первой внешней муфты 230 также входят в объем данного изобретения.

[21] С краткой ссылкой на фиг. 2B проиллюстрирован вид в поперечном разрезе первого предварительно вырезанного соединения 210 обсадной колонны по линии 2B-2B, проиллюстрированной на фиг. 2А. Первое предварительно вырезанное соединение 210 обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны и первую внешнюю муфту 230. В дополнение к этому варианту реализации два или более смещенных в радиальном направлении паза 225 образованы вдоль внутренней поверхности первого трубчатого элемента 220 обсадной колонны. В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 2B, два или более смещенных в радиальном направлении паза 225 не проходят полностью через первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны. Однако в альтернативных вариантах реализации два или более смещенных в радиальном направлении паза 225 в действительности проходят полностью через первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны. Если два или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 в действительности проходят через первый трубчатый элемент 220 обсадной колонны, первая внешняя муфта 230 будет способствовать сохранению открытых двух или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 свободными от выбуренной породы, поскольку узел 200 пробуриваемого окна расположен в стволе скважины. Два или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 могут иметь прямоугольную форму в одном или более вариантах реализации данного изобретения. В других вариантах реализации два или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 имеют полукруглую форму или, в еще одном варианте реализации, другую многоугольную форму. Соответственно, если не требуется иное, форма двух или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 не ограничивается одной конкретной формой.

[22] Снова в соответствии с фиг. 2A, второе предварительно вырезанное соединение 240 обсадной колонны в соответствии с одним вариантом реализации содержит второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны. Второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны в соответствии с одним вариантом реализации данного изобретения содержит металлический трубчатый элемент, такой как стальной трубчатый элемент. Хотя второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны был описан как содержащий металл, для второго трубчатого элемента 250 обсадной колонны могут быть использованы другие материалы, которые остаются в пределах объема данного изобретения.

[23] В соответствии с одним или более вариантами реализации данного изобретения второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны может иметь отверстие 255 в боковой стенке, образованное в нем. Отверстие 255 в боковой стенке в соответствии с одним вариантом реализации полностью проходит через второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны и содержит расположенный ниже по стволу скважины конец 255а и расположенный выше по стволу скважины конец 255b. Отверстие 255 в боковой стенке в одном варианте реализации может иметь длину (L₂). Длина (L₂) может варьироваться от по существу полной длины второго трубчатого элемента 250 обсадной колонны до менее чем полной длины второго трубчатого элемента 250 обсадной колонны. Однако в одном варианте реализации длина (L₂) отверстия в боковой стенке составляет по меньшей мере 20 процентов длины второго трубчатого элемента обсадной колонны. Тем не менее другие длины (L₂) находятся в пределах объема данного изобретения.

[24] Отверстие 255 в боковой стенке в одном или более вариантах реализации данного изобретения смещено в радиальном направлении от двух или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 в первом трубчатом элементе 220 обсадной колонны. В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 2А, радиальная центральная точка отверстия 255 в боковой стенке по существу одинаково смещена в радиальном направлении от двух из двух или более смещенных в радиальном направлении пазов 225. Таким образом, например, если два или более смещенных в радиальном направлении пазов 225 были бы расположены под углом 90 градусов и 270 градусов, соответственно, радиальная центральная точка отверстия 255 в боковой стенке была бы расположена под углом около 0 градусов или 180 градусов. Тем не менее, другие радиальные конфигурации находятся в пределах объема данного изобретения.

[25] Второе предварительно вырезанное соединение 240 обсадной колонны в варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 2A, дополнительно содержит вторую внешнюю муфту 260, окружающую отверстие 255 в боковой стенке во втором трубчатом элементе 250 обсадной колонны. В других вариантах реализации вторая внешняя муфта 260 полностью окружает второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны. Вторая внешняя муфта 260 может содержать много различных неферромагнитных материалов и оставаться в пределах объема данного изобретения. В другом варианте реализации вторая внешняя муфта 260 содержит материал, имеющий меньший уровень твердости, чем второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны. В одном варианте реализации вторая внешняя муфта 260 содержит алюминий или его сплав. Тем не менее другие материалы для второй внешней муфты 260 также входят в объем данного изобретения.

[26] С краткой ссылкой на фиг. 2С проиллюстрирован вид в поперечном разрезе второго предварительно вырезанного соединения 240 обсадной колонны по линии 2С-2С, проиллюстрированной на фиг. 2А. Второе предварительно вырезанное соединение 240 обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны и вторую внешнюю муфту 260. В дополнение к этому варианту реализации отверстие 255 в боковой стенке образовано во втором трубчатом элементе 250 обсадной колонны. В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 2B, отверстие 255 в боковой стенке полностью проходит через второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны. Однако в альтернативных вариантах реализации отверстие 255 в боковой стенке не проходит полностью через второй трубчатый элемент 250 обсадной колонны.

[27] В определенных вариантах реализации вторая внешняя муфта 260 рельеф 265 внутреннего выреза, расположенный в непосредственной близости от отверстия 255 в боковой стенке. В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 2С, рельеф 265 внутреннего выреза не проходит полностью через вторую внешнюю муфту 260. Хотя толщина второй внешней муфты 260 на рельефе 265 внутреннего выреза была уменьшена, и, таким образом, ее можно легче удалить, вторая внешняя муфта 260 все еще способна предотвращать попадание выбуренной породы в отверстие 255 в боковой стенке, при размещении узла пробуриваемого окна внутри ствола скважины. В других вариантах реализации, как проиллюстрировано, рельеф 265 внутреннего выреза представляет собой паз внешней муфты, расположенный вдоль внутренней поверхности второй внешней муфты 260.

[28] Снова в соответствии с фиг. 2A, центрирующий переводник 280 обсадной колонны в соответствии с одним вариантом реализации содержит третий трубчатый элемент 290 обсадной колонны. Третий трубчатый элемент 290 обсадной колонны в соответствии с одним вариантом реализации данного изобретения содержит металлический трубчатый элемент, такой как стальной трубчатый элемент. Несмотря на то, что третий трубчатый элемент 290 обсадной колонны был описан как содержащий металл, для третьего трубчатого элемента 290 обсадной колонны могут быть использованы другие материалы, которые остаются в пределах объема данного изобретения. В определенных вариантах реализации первый, второй и третий трубчатые элементы 220, 250, 290 обсадной колонны содержат три отдельных трубчатых элемента обсадной колонны. В других вариантах реализации, например проиллюстрированных на фиг. 2A, первый, второй и третий трубчатые элементы 220, 250, 290 обсадной колонны содержат один трубчатый элемент обсадной колонны.

[29] Центрирующий переводник 290 обсадной колонны в варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 2A, дополнительно содержит третью внешнюю муфту 295, окружающую по меньшей мере участок третьего трубчатого элемента 290 обсадной колонны. В других вариантах реализации третья внешняя муфта 295 полностью окружает третий трубчатый элемент 290 обсадной колонны. Третья внешняя муфта 295 может содержать много различных неферромагнитных материалов и оставаться в пределах объема данного изобретения. В другом варианте реализации третья внешняя муфта 296 содержит материал, имеющий меньший уровень твердости, чем третий трубчатый элемент 290 обсадной колонны. В одном варианте реализации третья внешняя муфта 295 содержит алюминий или его сплав. Тем не менее, другие материалы для третьей внешней муфты 295 входят в объем данного изобретения. В определенных вариантах реализации, например проиллюстрированных на фиг. 2A, первая, вторая и третья внешние муфты 230, 260, 295 содержат три отдельных внешних муфты. Однако в других вариантах реализации первая, вторая и третья внешние муфты 230, 260, 295 содержат единственную внешнюю муфту.

[30] С краткой ссылкой на фиг. 2D проиллюстрирован вид в поперечном разрезе центрирующего переводника 280 обсадной колонны по линии 2D-2D, проиллюстрированной на фиг. 2А. Центрирующий переводник 280 обсадной колонны содержит третий трубчатый элемент 290 обсадной колонны и третью внешнюю муфту 295.

[31] В соответствии с фиг. 3А и 3В проиллюстрированы разные виды выходного узла 300, спроектированного, изготовленного и эксплуатируемого в соответствии с одним или более вариантами реализации данного изобретения. Выходной узел 300 в по меньшей мере одном варианте реализации выполнен с возможностью защелкивания с узлом пробуриваемого окна (например, таким как узел пробуриваемого окна, проиллюстрированный на фиг. 2А). Соответственно, выходной узел вместе с буровым долотом, соединенным с его расположенным ниже по стволу скважины концом, может быть использован для бурения бокового ствола скважины в подземном пласте.

[32] Выходной узел 300 в по меньшей мере одном варианте реализации содержит трубчатый элемент 310, определяющий центральную ось 315. Трубчатый элемент 310 в проиллюстрированном варианте реализации содержит расположенный выше по стволу скважины конец 320 и расположенный ниже по стволу скважины конец 325. Трубчатый элемент 310 может содержать много разных материалов и оставаться в пределах объема данного изобретения. Однако в варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 3A и 3B, трубчатый элемент 310 представляет собой металлический трубчатый элемент, такой как, например, стальной трубчатый элемент.

[33] Выходной узел 300 в варианте реализации, показанном на фиг. 3A и 3B, дополнительно содержит два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 вдоль его внешней части (например, вдоль трубчатого элемента 310). Два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330, в соответствии с данным изобретением, выполнены с возможностью защелкивания с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами, расположенными вдоль внутренней части первого предварительно вырезанного соединения обсадной колонны узла пробуриваемого окна (например, аналогично двум или более смещенным в радиальном направлении пазам 225, расположенным вдоль внутренней части первого предварительно вырезанного соединения 210 обсадной колонны узла 200 пробуриваемого окна, проиллюстрированного на фиг. 2A). Два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 в определенных вариантах реализации имеют форму, аналогичную форме двух или более смещенных пазов, с которыми они выполнены с возможностью защелкивания. Например, в одном варианте реализации, как проиллюстрировано, два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 имеют прямоугольную форму. В других вариантах реализации два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 имеют полукруглую форму или, в еще одном варианте реализации, другую многоугольную форму. Соответственно, если не требуется иное, форма двух или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 не ограничивается одной конкретной формой.

[34] В одном варианте реализации два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 имеют длину (L₃). Длина (L₃) может варьироваться от по существу полной длины трубчатого элемента 310 до менее чем полной длины трубчатого элемента 310. В определенных вариантах реализации длина (L₃) меньше длины (L₁) двух или более смещенных в радиальном направлении пазов, с которыми будут защелкиваться два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330. В определенных других вариантах реализации длина (L₃) на по меньшей мере 20 процентов меньше длины (L₁). В еще других вариантах реализации длина (L₃) на по меньшей мере 50 процентов меньше длины (L₁) или даже длина (L₃) на по меньшей мере 75 процентов меньше длины (L₁). Соответственно, когда два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 защелкиваются со связанными с ними двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами, два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 могут совершать возвратно-поступательное движение назад и вперед внутри двух или более смещенных в радиальному направлении пазов.

[35] В определенных вариантах реализации два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 выполнены с возможностью перемещения из сжатого состояния (например, состояния спуска в стволе скважины) в расширенное состояние (например, рабочее состояние) для защелкивания с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами во второй предварительно вырезанной обсадной колонне. Например, в определенных вариантах реализации два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 подпружинены для перемещения между сжатым состоянием и расширенным состоянием. Другие механизмы для перемещения двух или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 330 между сжатым состоянием и расширенным состоянием находятся в пределах объема данного изобретения.

[36] В определенных вариантах реализации выходной узел 300 дополнительно содержит смещенный переводник 340, расположенный в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца 325 трубчатого элемента 310. Смещенный переводник 340 в по меньшей мере одном варианте реализации дополнительно включает угол смещения (θ), связанный с буровым долотом. Соответственно, угол смещения (θ) может быть использован для бурения бокового ствола скважины, имеющего угол выхода из ствола скважины (θ‘), по существу аналогичный углу смещения (θ). В определенных вариантах реализации угол смещения (θ) находится в диапазоне от 0,5 градуса до 5 градусов от центральной оси. Тем не менее другие углы смещения (θ) вне этого диапазона также находятся в пределах объема данного изобретения. В проиллюстрированном варианте реализации смещенный переводник 340 представляет собой штифт (например, как часть штифтового и муфтового соединения), соединенный с буровым долотом. В другом варианте реализации смещенный переводник 340 представляет собой муфту (например, как часть штифтового и муфтового соединения), соединенную с буровым долотом.

[37] Далее в соответствии с фиг. 4-12 проиллюстрированы виды в поперечном разрезе многоствольной скважины 400, спроектированной, изготовленной и эксплуатируемой в соответствии с одним или более вариантами реализации данного изобретения. Многоствольная скважина 400, проиллюстрированная в варианте реализации, показанном на фиг. 4, содержит большую расположенную выше по стволу скважины секцию 410 обсадной колонны (например, 9 5/8 дюйма) и меньшую расположенную ниже по стволу скважины секцию 420 обсадной колонны (например, 7 5/8 дюйма). Многоствольная скважина 400 дополнительно содержит секцию 430 основного ствола необсаженной скважины. Например, в варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 4, буровая компоновка 440, содержащая буровое долото 450, развертывается внутри многоствольной скважины 400 для образования секции 430 основного ствола скважины.

[38] В соответствии с фиг. 5 проиллюстрирована многоствольная скважина 400, показанная на фиг. 4, после установки узла 500 пробуриваемого окна и системы 590 заканчивания основного ствола скважины внутри секции 430 основного ствола скважины. В одном или более вариантах реализации система 590 заканчивания основного ствола скважины содержит сетчатые фильтры 592 ствола скважины и якорь 594 необсаженного ствола скважины. В проиллюстрированном варианте реализации узел 500 пробуриваемого окна и система 590 заканчивания основного ствола скважины располагают в секции 430 основного ствола скважины с помощью спускного инструмента 598. Например, узел 500 пробуриваемого окна располагают в том местоположении в секции 430 основного ствола скважины, в котором желательно образовать боковой ствол скважины. Узел 500 пробуриваемого окна может быть аналогичен любому из узлов пробуриваемых окон, обсужденных выше, в дополнение к любым другим узлам пробуриваемых окон, разработанным и изготовленным в соответствии с данным изобретением. Соответственно, в одном или более вариантах реализации узел 500 пробуриваемого окна может содержать: 1) первое предварительно вырезанное соединение 510 обсадной колонны, причем первое предварительно вырезанное соединение 510 обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент 520 обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов 525 вдоль его внутренней поверхности; 2) второе предварительно вырезанное соединение 540 обсадной колонны, соединенное с первым предварительно вырезанным соединением 510 обсадной колонны, причем второе предварительно вырезанное соединение 540 обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент 550 обсадной колонны, имеющий отверстие 555 в боковой стенке, образованное в нем; и 3) внешнюю муфту 560, окружающую отверстие 555 в боковой стенке во втором трубчатом элементе 550 обсадной колонны.

[39] Узел 500 пробуриваемого окна в проиллюстрированных вариантах реализации спущен в ствол скважины до глубины размещения соединения. Аналогично, узел 500 пробуриваемого окна, проиллюстрированный на фиг. 5, ориентирован с отверстием 555 в боковой стенке, расположенным в непосредственной близости от нижней стороны основного ствола 430 скважины. Например, инструмент 596 ориентации ствола скважины может быть использован для надлежащего расположения отверстия 555 в боковой стенке в непосредственной близости от нижней стороны основного ствола 430 скважины.

[40] В соответствии с фиг. 6 проиллюстрирована многоствольная скважина 400, показанная на фиг. 5, после нажатия на спускной инструмент 598 для установки якоря 594 необсаженного ствола скважины. Соответственно, узел 500 пробуриваемого окна фиксируют в требуемом местоположении в основном стволе 430 скважины. После этого спускной инструмент 598 высвобождают из узла 500 пробуриваемого окна, а затем извлекают из ствола скважины. В проиллюстрированном варианте реализации узел 500 пробуриваемого окна и система 590 заканчивания основного ствола скважины остаются внутри основного ствола 430 скважины.

[41] В соответствии с фиг. 7 проиллюстрирована многоствольная скважина 400, показанная на фиг. 6, после спуска выходного узла 700 ниже по стволу скважины к узлу 500 пробуриваемого окна. В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 7, выходной узел 700 содержит трубчатый элемент, определяющий центральную ось, два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 730 вдоль его внешней стороны и буровое долото 740, соединенное с его расположенным ниже по стволу скважины концом. В соответствии с одним или более вариантами реализации выходной узел 700 содержит смещенный переводник, расположенный в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца трубчатого элемента, причем смещенный переводник дополнительно включает угол смещения (θ), связанный с буровым долотом. Например, угол смещения (θ) может в определенных вариантах реализации находиться в диапазоне от 0,5 градуса до 5 градусов от центральной оси. Выходной узел 700 может дополнительно содержать утяжеленный переводник долота (WBS; weighted bit sub) для увеличения боковой силы резания и тенденции к падению выходного узла 700.

[42] В проиллюстрированном варианте реализации выходной узел 700 спущен в ствол скважины с помощью спускного инструмента 798. При наличии выходного узла 700 в узле 500 пробуриваемого окна, выходной узел 700 может вращаться до тех пор, пока два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 730 не защелкнутся с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами 525 в первом трубчатом элементе 520 обсадной колонны. В проиллюстрированном варианте реализации с двумя или более смещенными в радиальном направлении штанговыми захватами 730, защелкнутыми внутри двух или более смещенных в радиальном направлении пазах 525, буровое долото может быть расположено в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца отверстия 555 в боковой стенке.

[43] В соответствии с фиг. 8 проиллюстрирована многоствольная скважина 400, показанная на фиг. 7, после вращения бурового долота 740 выходного узла 700 вдоль отверстия 555 в боковой стенке во втором трубчатом элементе 550 обсадной колонны, в то время как два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 730 защелкиваются с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами 525. В определенных вариантах реализации выходной узел 700 содержит узел забойного двигателя для приведения в движение/вращения бурового долота 740 таким образом, что не требуется вращение бурильной колонны с поверхности для вращения бурового долота 740. В других вариантах реализации буровое долото 740 вращается с поверхности. В результате получают участок бокового ствола скважины или ствол 810 малого диаметра в подземном пласте. В определенных вариантах реализации буровое долото 740 совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед внутри узла 500 пробуриваемого окна во время его вращения, тем самым образуя ствол 810 малого диаметра. В других вариантах реализации буровое долото 740 вращается и совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца отверстия 555 в боковой стенке в течение первого периода времени, прежде чем оно будет вращаться и совершать возвратно-поступательное движение назад и вперед в непосредственной близости от расположенного выше по стволу скважины конца отверстия 555 в боковой стенке в течение второго периода времени. В определенных вариантах реализации буровое долото 740 вращается и совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед по всей длине отверстия 555 в боковой стенке в течение второго периода времени.

[44] В одном варианте реализации после заданного количества времени и количества ходов длина возвратно-поступательного движения увеличивается относительно конца отверстия 555 в боковой стенке. Это можно делать систематически до тех пор, пока буровое долото 740 не достигнет предварительно определенного расположенного выше по стволу скважины конца отверстия 555 в боковой стенке. Этот процесс приведет к образованию низкого бокового выхода без скатывания, более глубокого в нижней части разреза относительно верхней части разреза. Как только предварительно определенные возвратно-поступательные движения завершены, выходной узел 700 может вернуться к расположенному ниже по стволу скважины концу отверстия 555 в боковой стенке, чтобы проверить, принимает ли он нагрузку. На этом этапе в новом пласте за пределами предварительно фрезерованного окна образуется определенный низкий боковой уступ. Выходной узел 700 будет проходить до тех пор, пока два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов 730 не выйдут в нижней части на конце двух или более смещенных в радиальном направлении пазов 525, что обеспечит ствол 810 малого диаметра, имеющий предварительно определенную длину.

[45] В соответствии с фиг. 9 проиллюстрирована многоствольная скважина 400, показанная на фиг. 8, после извлечения выходного узла 710 и бурового долота 740 из основного ствола 430 скважины. Опять же, то, что остается, это ствол 810 малого диаметра, отходящий по меньшей мере частично от основного ствола 430 скважины.

[46] В соответствии с фиг. 10 проиллюстрирована многоствольная скважина 400, показанная на фиг. 9, после бурения бокового ствола 1010 скважины на глубину буровой компоновкой 1020, имеющей буровое долото 1030. В проиллюстрированном варианте реализации буровое долото 1030, естественно, будет следовать по плавному выходному пути с нижней стороны, создаваемому выходным узлом 700, без необходимости значительного (или любого) отклонения.

[47] В соответствии с фиг. 11 проиллюстрирована многоствольная скважина 400, показанная на фиг. 10, после извлечения буровой компоновки 1020 из ствола скважины из бокового ствола 1010 скважины и основного ствола 430 скважины. После этого система 1190 заканчивания бокового ствола скважины может быть расположена внутри бокового ствола 1010 скважины. В по меньшей мере одном варианте реализации система 1190 заканчивания бокового ствола скважины содержит сетчатые фильтры 1192. В определенном варианте реализации система 1190 заканчивания бокового ствола скважины содержит многоствольное окно со встроенным дефлектором.

[48] В соответствии с фиг. 12 проиллюстрирована многоствольная скважина 400, показанная на фиг. 11, после размещения эксплуатационной компоновки 1210 в непосредственной близости как от системы 590 заканчивания основного ствола скважины в основном стволе 430 скважины, так и от системы 1190 заканчивания бокового ствола скважины в боковом стволе 1010 скважины. На этом этапе многоствольная скважина 400 готова к добыче.

[49] В соответствии с фиг. 13 проиллюстрирован альтернативный вариант реализации многоствольной скважины 1300, спроектированной, изготовленной и эксплуатируемой в соответствии с одним или более вариантами реализации данного изобретения. Многоствольная скважина 1300 во многих отношениях аналогична многоствольной скважине 400. Соответственно, одинаковые ссылочные позиции использовались для обозначения аналогичных (если не идентичных) элементов. Многоствольная скважина 1300 по большей части отличается от многоствольной скважины 400 тем, что ее узел 1305 пробуриваемого окна содержит: 1) третье предварительно вырезанное соединение 1310 обсадной колонны, причем третье предварительно вырезанное соединение 1310 обсадной колонны содержит третий трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более дополнительных смещенных в радиальном направлении пазов вдоль своей внутренней поверхности; 2) четвертое предварительно вырезанное соединение 1340 обсадной колонны, соединенное с третьим предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем четвертое предварительно вырезанное соединение 1340 обсадной колонны содержит четвертый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий второе отверстие в боковой стенке, образованное в нем; и 3) вторую внешнюю муфту, окружающую по меньшей мере участок второго отверстия в боковой стенке и открывающую второе отверстие в боковой стенке для второго бокового ствола 1390 скважины. Хотя только два боковых ствола 1010 и 1390 скважины проиллюстрированы в варианте реализации, показанном на фиг. 13, настоящее изобретение может охватывать любое количество боковых стволов скважины.

[50] Устройство, спроектированное, изготовленное и эксплуатируемое в соответствии с настоящим изобретением, обладает многими преимуществами, включая: исключение операции спуска-подъема в стволе скважины для спуска в стволе скважины и защелкивания скважинного отклонителя; исключение операции спуска-подъема в стволе скважины для извлечения скважинного отклонителя из ствола скважины; исключение операции спуска-подъема в стволе скважины для спуска дефлектора заканчивания; исключение раннего или позднего выхода из окна, поскольку бурением окон теперь управляют геометрически; исключение высоких темпов набора кривизны ствола через выход из окна; исключение затрат на скважинные отклонители и фрезерные узлы, а также на связанное с ними резервное оборудование, необходимое для этих узлов.

[51] В отличие от существующих устройств и способов, настоящее изобретение не использует скважинный отклонитель или наклонное отклоняющее устройство для образования бокового ствола и выхода из соединения окна, при этом сохраняя управление геометрией, необходимое для строительства многоствольных скважин и решений заканчивания. Данное решение также обеспечивает постоянную опорную глубину и ориентацию, обеспечивая при этом направляющую для фрезерования/бурения без уменьшения внутреннего диаметра канала, что дает возможность укладывать друг на друга соединения для трех- и четырехствольных установок. Кроме того, низкоугловое отклонение нижней стороны выгодно для соединений «в пластовом резервуаре» и может быть использовано для нестандартных применений интенсификации притока с помощью конструкции многоствольной технологии (MLT; multilateral technology).

[52] Инструменты и способы, описанные в данной заявке, не ограничиваются нестандартными месторождениями, так как они также могут быть задействованы в строительстве стандартных многоствольных стволов скважин в любых возможных применениях и средах. Описанные инструменты и способы нацелены на сокращение общего количества спусков-подъемов / операций, необходимых для строительства многоствольного соединения, поэтому сокращение времени строительства многоствольного соединения и, следовательно, затрат будет применимо в любом сценарии строительства ствола скважины, как нестандартном, так и стандартном.

[53] Раскрытые в данном документе аспекты включают:

А. Узел пробуриваемого окна, содержащий: 1) первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов вдоль его внутренней поверхности; 2) второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий отверстие в боковой стенке, образованное в нем; и 3) внешнюю муфту, окружающую отверстие в боковой стенке второго трубчатого элемента обсадной колонны.

В. Способ образования многоствольного ствола скважины, включающий: 1) размещение узла пробуриваемого окна внутри основного ствола скважины, расположенного в подземном пласте, причем узел пробуриваемого окна содержит первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов вдоль его внутренней поверхности, причем второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны соединено с первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент обсадной колонны, имеющую отверстие в боковой стенке, образованное в нем, и внешнюю муфту, окружающую отверстие в боковой стенке во втором трубчатом элементе обсадной колонны; 2) спуск выходного узла ниже по стволу скважины к узлу пробуриваемого окна, причем выходной узел содержит трубчатый элемент, определяющий центральную ось, два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов вдоль его внешней стороны и буровое долото, соединенное с его расположенным ниже по стволу скважины концом; 3) вращение выходного узла внутри узла пробуриваемого окна до тех пор, пока два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов не защелкнутся с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами в первом трубчатом элементе обсадной колонны; и 4) вращение бурового долота выходного узла вдоль отверстия в боковой стенке во втором трубчатом элементе обсадной колонны, в то время как два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов защелкиваются с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами для образования бокового ствола скважины в подземном пласте.

С. Многоствольный ствол скважины, содержащий: 1) основной ствол скважины; 2) боковой ствол скважины, отходящий от основного ствола скважины; и 3) узел пробуриваемого окна, расположенный в месте соединения основного ствола скважины и бокового ствола скважины, причем узел пробуриваемого окна содержит первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов вдоль его внутренней поверхности, второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий отверстие в боковой стенке, образованное в нем, и внешнюю муфту, окружающую отверстие в боковой стенке во втором трубчатом элементе обсадной колонны.

[54] Аспекты A, B и C могут содержать один или более из следующих дополнительных элементов в комбинации: Элемент 1: отличающийся тем, что радиальная центральная точка отверстия в боковой стенке по существу одинаково смещена в радиальном направлении от двух из двух или более смещенных в радиальном направлении пазов. Элемент 2: отличающийся тем, что внешняя муфта представляет собой неферромагнитную внешнюю муфту, полностью окружающую второй трубчатый элемент обсадной колонны. Элемент 3: дополнительно содержащий вторую неферромагнитную внешнюю муфту, полностью окружающую первый трубчатый элемент обсадной колонны. Элемент 4: отличающийся тем, что указанная внешняя муфта и вторая внешняя муфта представляют собой единую внешнюю муфту. Элемент 5: отличающийся тем, что длина (L₂) отверстия в боковой стенке составляет по меньшей мере 20 процентов длины второго трубчатого элемента обсадной колонны. Элемент 6: отличающийся тем, что внешняя муфта содержит рельеф внутреннего выреза в непосредственной близости от отверстия в боковой стенке. Элемент 7: отличающийся тем, что рельеф внутреннего выреза представляет собой уменьшенную толщину боковой стенки внешней муфты в непосредственной близости от отверстия в боковой стенке. Элемент 8: отличающийся тем, что рельеф внутреннего выреза представляет собой паз внешней муфты, расположенный вдоль внутренней поверхности внешней муфты. Элемент 9: дополнительно содержащий центрирующий переводник обсадной колонны, соединенный между первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны и вторым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны. Элемент 10: отличающийся тем, что вращение бурового долота включает вращение бурового долота, в то время как выходной узел совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед внутри узла пробуриваемого окна. Элемент 11: отличающийся тем, что выходной узел содержит смещенный переводник, расположенный в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца трубчатого элемента, причем смещенный переводник дополнительно включает угол смещения (θ), связанный с буровым долотом. Элемент 12: отличающийся тем, что угол смещения (θ) находится в диапазоне от 0,5 градуса до 5 градусов от центральной оси. Элемент 13: отличающийся тем, что два или более смещенных в боковом направлении штанговых захватов выполнены с возможностью перемещения из сжатого состояния в расширенное состояние для защелкивания с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами в первом трубчатом элементе обсадной колонны. Элемент 14: отличающийся тем, что размещение узла пробуриваемого окна включает размещение узла пробуриваемого окна с отверстием в боковой стенке, расположенным в непосредственной близости от нижней стороны основного ствола скважины. Элемент 15: дополнительно включающий размещение бурового долота в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца отверстия в боковой стенке перед вращением бурового долота, и дополнительно включает вращение бурового долота, в то время как выходной узел совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца отверстия в боковой стенке в течение первого периода времени, перед вращением бурового долота, в то время как выходной узел совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед в непосредственной близости от расположенного выше по стволу скважины конца отверстия в боковой стенке в течение второго периода времени. Элемент 16: отличающийся тем, что вращение бурового долота, в то время как выходной узел совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед в непосредственной близости от расположенного выше по стволу скважины конца отверстия в боковой стенке в течение второго периода времени, включает вращение и возвратно-поступательное движение бурового долота по всей длине отверстия в боковой стенке в течение второго периода времени. Элемент 1: отличающийся тем, что боковой ствол скважины представляет собой первый боковой ствол скважины, и дополнительно содержащий второй боковой ствол скважины, отходящий от основного ствола скважины выше по стволу скважины от первого бокового ствола скважины, и дополнительно при этом узел пробуриваемого окна содержит третье предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем третье предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит третий трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более дополнительных смещенных в радиальном направлении паза вдоль его внутренней поверхности, четвертый предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с третьим предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем четвертое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит четвертый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий второе отверстие в боковой стенке, образованное в нем, и вторую внешнюю муфту, окружающую по меньшей мере часть второго отверстия в боковой стенке и открывающую второе отверстие в боковой стенке для второго бокового ствола скважины.

[55] Специалистам в области техники, к которой относится данная заявка, будет понятно, что в описанные варианты реализации могут быть внесены другие и дополнительные добавления, удаления, замены и модификации.

Группа изобретений относится к бурению многоствольных нефтегазодобывающих скважин. Узел пробуриваемого окна содержит первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, содержащее первый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов вдоль своей внутренней поверхности, расположенных на равном расстоянии вокруг первого трубчатого элемента обсадной колонны, второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны. Второе предварительно вырезанное соединение содержит второй трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий отверстие в боковой стенке, образованное в нем, и внешнюю муфту, окружающую отверстие в боковой стенке во втором трубчатом элементе обсадной колонны. Сокращается количество операций, уменьшаются временные затраты, упрощается доступ к боковым стволам скважин. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Узел пробуриваемого окна, содержащий:

первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов вдоль своей внутренней поверхности, причем указанные два или более смещенных в радиальном направлении пазов расположены на равном расстоянии вокруг первого трубчатого элемента обсадной колонны;

второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий отверстие в боковой стенке, образованное в нем;

и внешнюю муфту, окружающую отверстие в боковой стенке во втором трубчатом элементе обсадной колонны.

2. Узел пробуриваемого окна по п. 1, отличающийся тем, что радиальная центральная точка отверстия в боковой стенке по существу одинаково смещена в радиальном направлении от двух из двух или более смещенных в радиальном направлении пазов.

3. Узел пробуриваемого окна по п. 1, отличающийся тем, что внешняя муфта представляет собой неферромагнитную внешнюю муфту, которая полностью окружает второй трубчатый элемент обсадной колонны, или, необязательно, дополнительно содержащий вторую неферромагнитную внешнюю муфту, полностью окружающую первый трубчатый элемент обсадной колонны, или, необязательно, при этом указанная внешняя муфта и вторая внешняя муфта представляют собой единую внешнюю муфту.

4. Узел пробуриваемого окна по п. 1, отличающийся тем, что длина (L₂) отверстия в боковой стенке составляет по меньшей мере 20 процентов длины второго трубчатого элемента обсадной колонны.

5. Узел пробуриваемого окна по п. 1, отличающийся тем, что внешняя муфта содержит рельеф внутреннего выреза в непосредственной близости от отверстия в боковой стенке, или, необязательно, при этом рельеф внутреннего выреза представляет собой уменьшенную толщину боковой стенки внешней муфты в непосредственной близости от отверстия в боковой стенке, или, необязательно, при этом рельеф внутреннего выреза представляет собой паз внешней муфты, расположенный вдоль внутренней поверхности внешней муфты.

6. Узел пробуриваемого окна по п. 1, дополнительно содержащий центрирующий переводник обсадной колонны, соединенный между первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны и вторым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны.

7. Способ образования многоствольной скважины, включающий: размещение узла пробуриваемого окна внутри основного ствола скважины, расположенного в подземном пласте, причем узел пробуриваемого окна содержит:

первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов вдоль своей внутренней поверхности, причем указанные два или более смещенных в радиальном направлении пазов расположены на равном расстоянии вокруг первого трубчатого элемента обсадной колонны;

второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий отверстие в боковой стенке, образованное в нем;

и внешнюю муфту, окружающую отверстие в боковой стенке во втором трубчатом элементе обсадной колонны;

спуск выходного узла ниже по стволу скважины к узлу пробуриваемого окна, причем выходной узел содержит трубчатый элемент, определяющий центральную ось, два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов вдоль его внешней стороны и буровое долото, соединенное с его расположенным ниже по стволу скважины концом;

вращение выходного узла внутри узла пробуриваемого окна до тех пор, пока два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов не защелкнутся с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами в первом трубчатом элементе обсадной колонны;

и вращение бурового долота выходного узла вдоль отверстия в боковой стенке во втором трубчатом элементе обсадной колонны, в то время как два или более смещенных в радиальном направлении штанговых захватов защелкиваются с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами для образования бокового ствола скважины в подземном пласте.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что вращение бурового долота включает вращение бурового долота, в то время как выходной узел совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед внутри узла пробуриваемого окна.

9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что выходной узел содержит смещенный переводник, расположенный в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца трубчатого элемента, причем смещенный переводник дополнительно включает угол смещения (θ), при этом угол смещения (θ) находится в диапазоне от 0,5 градуса до 5 градусов от центральной оси.

10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что два или более смещенных в боковом направлении штанговых захватов выполнены с возможностью перемещения из сжатого состояния в расширенное состояние для защелкивания с двумя или более смещенными в радиальном направлении пазами в первом трубчатом элементе обсадной колонны.

11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что размещение узла пробуриваемого окна включает размещение узла пробуриваемого окна с отверстием в боковой стенке, расположенным в непосредственной близости от нижней стороны основного ствола скважины.

12. Способ по п. 7, дополнительно включающий размещение бурового долота в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца отверстия в боковой стенке перед вращением бурового долота, и дополнительно включает вращение бурового долота, в то время как выходной узел совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед в непосредственной близости от расположенного ниже по стволу скважины конца отверстия в боковой стенке в течение первого периода времени, перед вращением бурового долота, в то время как выходной узел совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед в непосредственной близости от расположенного выше по стволу скважины конца отверстия в боковой стенке в течение второго периода времени.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что вращение бурового долота, в то время как выходной узел совершает возвратно-поступательное движение назад и вперед в непосредственной близости от расположенного выше по стволу скважины конца отверстия в боковой стенке в течение второго периода времени, включает вращение и возвратно-поступательное движение бурового долота по всей длине отверстия в боковой стенке в течение второго периода времени.

14. Многоствольная скважина, содержащая:

основной ствол скважины;

боковой ствол скважины, отходящий от основного ствола скважины;

и узел пробуриваемого окна, расположенный в месте соединения между основным стволом скважины и боковым стволом скважины, причем узел пробуриваемого окна содержит:

первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем первое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит первый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более смещенных в радиальном направлении пазов вдоль своей внутренней поверхности, причем указанные два или более смещенных в радиальном направлении пазов расположены на равном расстоянии вокруг первого трубчатого элемента обсадной колонны;

второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с первым предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем второе предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит второй трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий отверстие в боковой стенке, образованное в нем;

и внешнюю муфту, окружающую отверстие в боковой стенке во втором трубчатом элементе обсадной колонны.

15. Многоствольная скважина по п. 14, отличающаяся тем, что боковой ствол скважины представляет собой первый боковой ствол скважины, и дополнительно содержащая второй боковой ствол скважины, отходящий от основного ствола скважины выше по стволу скважины от первого бокового ствола скважины, и дополнительно при этом узел пробуриваемого окна содержит:

третье предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, причем третье предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит третий трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий два или более дополнительных смещенных в радиальном направлении пазов вдоль его внутренней поверхности;

четвертое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны, соединенное с третьим предварительно вырезанным соединением обсадной колонны, причем четвертое предварительно вырезанное соединение обсадной колонны содержит четвертый трубчатый элемент обсадной колонны, имеющий второе отверстие в боковой стенке, образованное в ней;

и вторую внешнюю муфту, окружающую по меньшей мере часть второго отверстия в боковой стенке и открывающую второе отверстие в боковой стенке для второго бокового ствола скважины.