Способ строительства скважин Российский патент 2024 года по МПК E21B7/20 E21B33/04 E21B43/10 

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, включающий бурение ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационных колонн,

при креплении направления исключают касание низа колонны с забоем скважины, верхнюю часть последней трубы направления снабжают патрубком с муфтой, центровку верхней части направления относительно скважины, закачку цементного раствора через патрубок с муфтой до его выхода из затрубного пространства (см. патент РФ №2451149, МПК Е21В 7/20, Е21В 33/100, опубл. 20.05.2012, бюл. №14), который принят за прототип.

Общим недостатком известных способов является длительность цикла строительства, большие затраты при строительстве направления скважины в связи с необходимостью среза выступающей части направления, а также возможное нарушение центровки колонны направления относительно скважины.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа строительства направления скважины, позволяющего снизить вероятность нарушения центровки колонны труб относительно скважины, и снижение стоимости и продолжительности строительства направления скважины.

Решение технической задачи достигается способом строительства скважин, включающим бурение ствола скважины под направление, подъем бурового инструмента, спуск колонны труб, как минимум одной трубы, под направление с исключением касания низа трубы на забой скважины, фиксацию колонны труб от осевого перемещения, центровку верхней части направления относительно скважины, закачку цементного раствора до его выхода из затрубного пространства.

Новым является то, что после бурения скважины и подъема бурильных труб с буровым инструментом устье скважины снабжают неподвижной опорой с центральным отверстием, обеспечивают соосность указанного отверстия и скважины, перед спуском последней колонны труб направления ее муфта сверху оснащается переводником с муфтой, а на переводник ниже его муфты одевается бурильная вилка, колонну труб опускают до посадки муфты переводника на бурильную вилку, а бурильной вилки – на неподвижную опору, по окончании спуска колонны труб направления обеспечивают соосное расположение верха колонны труб направления и скважины бурильной вилкой при ее установке симметрично относительно центрального отверстия неподвижной опоры, закачку цементного раствора осуществляют через переводник с муфтой, после цементирования колонны труб направления ожидают затвердение цемента и производят демонтаж переводника.

Сущность способа строительства скважин поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана фиксация не последней трубы направления элеватором;

На фиг. 2 – фиксация колонны направляющей перед закачкой цементного раствора.

На фиг. 3 – разрез А-А на фиг. 2.

Бурение скважины под направление осуществляется, например, мобильной бурильной установкой типа УРБ вместо буровых станков типа «УРАЛМАШ», грузоподъёмности 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.

После бурения скважины 1 (фиг. 1) и подъема бурильных труб с инструментом (на фиг. не показаны) устье скважины снабжается опорой 2 с центральным отверстием (на фиг. не указано) с обеспечением соосности отверстия и скважины 1.

Далее в скважину 1 (фиг. 1) спускают трубу или колонну труб 3 направления, например, с муфтами 4 с обеспечением фиксации спускаемых труб 3 элеватором 5 за торец муфты 4. При этом элеватор 5 взаимодействует с опорой 2.

Перед спуском последней трубы колонны труб 3 (направления) (фиг. 2 и 3) ее муфта 4 сверху оснащается переводником 6 с муфтой 7. Верхняя часть переводника 6 может быть меньшего диаметра.

Колонна труб 3 опускается в скважину с обеспечением расстояния между низом труб 3 и забоем скважины (на фиг. не указан) не менее 1 м. Перед опусканием колонны труб 3 на переводник 6 ниже муфты 7 одевается бурильная вилка 8 (фиг. 3), подобранная ответно диаметру переводника 6. Колонна труб 3 опускается вниз до взаимодействия бурильной вилки 8 с опорой 2 и муфтой 7 переводника 6. Верхняя часть колонны труб 3 может выступать над уровнем земли или может находиться ниже уровня грунта. Расположение верха колонны труб 3 над уровнем или ниже уровня грунта определяется длиной участка переводника между резьбовыми частями, а также высотой опоры 2.

Центральное отверстие опоры 2 может быть выполнена цилиндрической, а опора 2 может быть выполнена из металла, например, в виде кольца. Неподвижная кольцевая опора 2 устанавливается на грунт или уплотненное основание.

Неподвижность кольцевой опоры 2 обеспечивается, например, выполнением в его периферийной части, как минимум, трех 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 2.

Центральное отверстие опоры 2 может быть выполнено квадратным или цилиндрическим, и при этом диаметр отверстия опоры 2 или длина стороны квадрата может быть выполнена не меньше диаметра муфты 4.

По окончании спуска колонны труб 3 обеспечивается соосное расположение верха труб 3 и скважины 1 с помощью центрирующих элементов (на фиг. не показаны), устанавливаемых между верхней частью колонны 3 и отверстием неподвижной кольцевой опоры 2. Соосное расположение колонны труб 3 и скважины также может обеспечиваться бурильной вилкой 8 при ее установке симметрично относительно центрального отверстия (на фиг. не указано) опоры 2.

На площадке производят расстановку и обвязку цементировочной техники. После проведения подготовительных работ производят заливку или закачку насосом в скважину 1 цементного раствора через переводник 6

с выходом цементного раствора из затрубного пространства. При этом исключается нарушение соосности колонны труб 3 и скважины 1.

После остановки процесса закачки цементного раствора скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента. Производят демонтаж цементировочной техники, а также переводника 6. Может быть демонтирована и муфта 4.

Таким образом, посадка последней трубы колонны труб на бурильную вилку, взаимодействующую с опорой с центральным отверстием позволяет расположить верх колонны труб на уровне грунта или ниже уровня грунта в зависимости от длины переводника и высоты опоры. При одновременном обеспечении соосности колонны труб и скважины также исключается дополнительная операция по резке выступающего конца верхней трубы колонны труб.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу строительства скважины, и в частности к способу бурения и крепления направления. Способ строительства скважины включает 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, фиксацию колонны труб от осевого перемещения, центровку верхней части направления относительно скважины, закачку цементного раствора до его выхода из затрубного пространства. После бурения скважины и подъема бурильных труб с буровым инструментом устье скважины снабжают неподвижной опорой с центральным отверстием, обеспечивают соосность указанного отверстия и скважины. Перед спуском последней колонны труб направления ее муфта сверху оснащается переводником с муфтой, а на переводник ниже его муфты одевается бурильная вилка. Колонну труб опускают до посадки муфты переводника на бурильную вилку, а бурильной вилки – на неподвижную опору. По окончании спуска колонны труб направления обеспечивают соосное расположение верха колонны труб направления и скважины бурильной вилкой при ее установке симметрично относительно центрального отверстия неподвижной опоры. Закачку цементного раствора осуществляют через переводник с муфтой. После цементирования колонны труб направления ожидают затвердение цемента и производят демонтаж переводника. Обеспечивается снижение вероятности нарушения центровки колонны труб относительно скважины и снижение продолжительности строительства направления скважины. 3 ил.

Способ строительства скважины, 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, фиксацию колонны труб от осевого перемещения, центровку верхней части направления относительно скважины, закачку цементного раствора до его выхода из затрубного пространства, отличающийся тем, что после бурения скважины и подъема бурильных труб с буровым инструментом устье скважины снабжают неподвижной опорой с центральным отверстием, обеспечивают соосность указанного отверстия и скважины, перед спуском последней колонны труб направления ее муфта сверху оснащается переводником с муфтой, а на переводник ниже его муфты одевается бурильная вилка, колонну труб опускают до посадки муфты переводника на бурильную вилку, а бурильной вилки – на неподвижную опору, по окончании спуска колонны труб направления обеспечивают соосное расположение верха колонны труб направления и скважины бурильной вилкой при ее установке симметрично относительно центрального отверстия неподвижной опоры, закачку цементного раствора осуществляют через переводник с муфтой, после цементирования колонны труб направления ожидают затвердение цемента и производят демонтаж переводника.