Способ строительства скважин Российский патент 2023 года по МПК E21B43/10 E21B7/20 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу строительства скважины, и в частности к способу бурения и крепления направления. Известен способ строительства и эксплуатации скважины, согласно которому бурят ствол скважины с заданным направлением. Спускают и крепят несколько обсадных колонн, включая последнюю - "хвостовик". Спускают малогабаритную эксплуатационную колонну. Закачивают гидрозатвор. При этом первую обсадную колонну спускают, крепят крепящим узлом и изолируют близким к вязкопластичной массе гидрозатвором. Скважину углубляют. Закачивают гидрозатвор, получаемый из бурового раствора при добавлении вяжущих и нейтрализующих реагентов. Спускают следующую, по меньшей мере одну, обсадную колонну, крепят ее снизу крепящим узлом. Последнюю обсадную колонну, нижний конец которой перфорирован и оборудован фильтром, спускают выше водонефтяного контура и крепят крепящим узлом. В последнюю очередь спускают, предварительно закачав гидрозатвор, малогабаритную эксплуатационную колонну, оборудованную пакером с якорем и фильтром. Устанавливают пакер над продуктивным пластом и вызывают приток свабированием. Скважину эксплуатируют. Затем при необходимости консервируют и/или ликвидируют (см. патент РФ № 2320849, МПК Е21В 33/14, опубл. 27.03.2008, бюл. № 9). Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ строительства скважины малого диаметра, включающий бурение ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационных колонн. Первую часть ствола скважины - направление - бурят диаметром не более 300 мм, вторую часть - кондуктор – бурят диаметром не более 220 мм, третью часть бурят диаметром не более 160 мм.

В качестве бурового раствора при бурении направления используют глинистый раствор плотностью 1,12-1,20 кг/м³, при бурении кондуктора и основного ствола - техническую воду плотностью 1,00-1,09 кг/м³. Расход технической воды задают превышающим поглощение технической воды зонами поглощений. Вскрытие продуктивного интервала ведут с использованием технической воды с добавкой смеси поверхностно-активных веществ марки МЛ-81Б в количестве 1-3%. После бурения ствол скважины от забоя до устья или, при наличии зоны поглощения, до зоны поглощения заполняют глинистым раствором плотностью 1,12-1,20 кг/м³. Проводят каротажные исследования. Спускают компоновку для бурения, прокачивают техническую воду и вращающимся долотом проходят 2-4 раза интервал продуктивного пласта со скоростью 20-30 м/час. В качестве эксплуатационной колонны используют колонну с наружным диаметром, обеспечивающим толщину стенки цементного кольца не менее 16 мм (см. патент РФ №2393320, МПК Е21В 7/20, Е21В 43/00, опубл. 27.06.2010, бюл. №18), который принят за прототип.

Общим недостатком известных способов является длительность цикла строительства, большие затраты при строительстве направления скважины, возможное разрушение стенок скважины, нарушение центровки колонны направления относительно скважины.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа строительства скважины, позволяющего снизить вероятность разрушения стенок скважины, нарушения центровки колонны труб относительно скважины, и в совокупности снизить стоимость и продолжительность строительства направления скважины.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе строительства скважины, включающем бурение ствола скважины под направление, подъем бурового инструмента, спуск колонны труб, как минимум, из одной трубы, под направление, с исключением касания низа трубы на забой скважины, центровку верхней части колонны труб направления, закачку цементного раствора до его выхода из затрубного пространства, согласно техническому решению, перед спуском в скважину колонны труб направления устье скважины снабжают неподвижной опорой с центральным отверстием, обеспечивают соосное расположение центрального отверстия неподвижной опоры со скважиной, а верхнюю часть колонны труб направления оснащают хомутом, после спуска колонны труб направления ее сажают хомутом на неподвижную опору, после чего центровку верхней части колонны труб направления осуществляют относительно центрального отверстия неподвижной опоры, а перед закачкой цементного раствора в скважину подают промывочную жидкость объемом 2-3 м³.

Сущность способа строительства скважин поясняется чертежом.

На фиг. 1 показана компоновка колонны труб под направление.

Бурение скважины под направление осуществляется, например, мобильной бурильной установкой типа УРБ вместо буровых станков типа «УРАЛМАШ», грузоподъёмностью от 75 тонн и более.

Глубину бурения и крепления направления подбирают в зависимости от глубины залегания рыхлых неустойчивых пород. Глубина может составить до 50 м и более.

Диаметр скважины под направление подбирают в зависимости от стандартной конструкции и глубины скважины. Для бурения направления используют долото, например, диаметром 500 или 630 мм, а в качестве труб направления используют трубы, например, диаметром от 245 мм до 426 мм.

На точке бурения под направление производят размещение, например, мобильной бурильной установки, проверяют центровку, устанавливают нулевой угол наклона мачты.

Производят бурение скважины под направление бурильным инструментом, например, долотом, обеспечивающим спуск подготовленной колонны труб (обсадной колонны) на глубину, перекрытие залегания рыхлых неустойчивых пород.

В процессе бурения периодически проверяют нулевой угол наклона мачты. После достижения требуемой глубины бурения инструмент поднимают вверх.

Далее в скважину 1 (фиг. 1) спускают трубу или колонну труб 2 направления с обеспечением расстояния между низом колонны труб 2 и забоем скважины 1 не менее 1 м. Верхняя часть колонны труб 2 направления должна выступать над уровнем земли не более чем на 0,3 м. Верхняя часть колонны труб 2 направления снабжается, например, хомутом 3 для посадки на неподвижную опору 4 с центральным отверстием (на фиг. не указано) для поддержания колонны труб 2 направления на весу. Неподвижная опора 4 устанавливается на грунт или уплотненное основание с обеспечением соосности центрального отверстия со скважиной 1 до спуска в скважину 1 колонны труб 2 направления.

Центральное отверстие неподвижной опоры 4 может быть выполнено цилиндрическим, а опора 4 может быть выполнена из металла, например, в виде кольца. Неподвижность опоры 4 обеспечивается, например, выполнением в его периферийной части, как минимум, двух сквозных отверстий (на фиг. не показаны) с равным угловым расстоянием, через которые в грунт забиты ответно выполненные штыри (на фиг. не показаны). Штыри в количестве не менее 3-х могут быть забиты по краям опоры 4.

Центральное отверстие неподвижной опоры 4 может быть выполнено квадратным или цилиндрическим, и при этом диаметр отверстия неподвижной опоры 4 или длина стороны квадрата может быть выполнена не более диаметра скважины 1.

Верхняя часть колонны труб 2 направления снабжается также заглушкой 5 с патрубком 6 для подвода промывочной жидкости и цементного раствора.

По окончании спуска колонны труб 2 направления обеспечивается соосное расположение верха колонны труб 2 и центрального отверстия неподвижной опоры 4 с помощью центрирующих элементов (на фиг. не показаны), устанавливаемых между верхней частью колонны труб 2 направления и отверстием неподвижной опоры 4. Так как центральное отверстие неподвижной опоры 4 установлено соосно скважине 1, то также обеспечивается соосное расположение верха колонны труб 2 направления относительно скважины 1.

На площадке производят расстановку и обвязку цементировочной техники. После проведения подготовительных работ производят заливку или закачку насосом в скважину промывочной жидкости (технической воды или глинистого раствора в зависимости от поглощения) объемом 2-3 м³. Далее осуществляется закачка цементного раствора через патрубок заглушки с выходом цементного раствора из затрубного пространства. Промывка скважины небольшим объемом технической воды или глинистым раствором снижает вероятность разрушения стенок скважины, а также обеспечивает подъем обвалившейся части грунта на поверхность. При этом исключается нарушение соосности колонны труб 2 и скважины 1, а также повышается прочность цемента вследствие предотвращения перемешивания цементного раствора с грунтом.

После остановки процесса закачки цементного раствора скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента. Производят демонтаж цементировочной техники.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно, к способу строительства скважины, и в частности, к способу бурения и крепления направления. Технический результат – снижение вероятности разрушения стенок скважины, нарушения центровки колонны труб относительно скважины. Способ строительства скважин включает бурение ствола скважины под направление, подъем бурового инструмента и спуск колонны труб направления. Колонна труб направления выступает над уровнем земли не более чем на 0,3 м. Перед спуском колонны труб направления на грунт устанавливают неподвижную опору с центральным отверстием соосно скважине. Верхнюю часть колонны труб направления оснащают хомутом. После спуска колонны труб направления ее сажают хомутом на неподвижную опору, после чего центровку верхней части колонны труб направления осуществляют относительно центрального отверстия неподвижной опоры. Перед закачкой цементного раствора в скважину подают промывочную жидкость объемом 2-3 м³. 1 ил.

Способ строительства скважин, включающий бурение ствола скважины под направление, подъем бурового инструмента, спуск колонны труб, как минимум, из одной трубы, под направление, с исключением касания низа трубы на забой скважины, центровку верхней части колонны труб направления, закачку цементного раствора до его выхода из затрубного пространства, отличающийся тем, что перед спуском в скважину колонны труб направления устье скважины снабжают неподвижной опорой с центральным отверстием, обеспечивают соосное расположение центрального отверстия неподвижной опоры со скважиной, а верхнюю часть колонны труб направления оснащают хомутом, после спуска колонны труб направления ее сажают хомутом на неподвижную опору, после чего центровку верхней части колонны труб направления осуществляют относительно центрального отверстия неподвижной опоры, а перед закачкой цементного раствора в скважину подают промывочную жидкость объемом 2-3 м³.