Способ крепления наклонно-направленных скважин Советский патент 1988 года по МПК E21B33/14 

00 О5 00 4 Ю СП

Изобретение относится к способам крепления наклонно направленных скважин с зенитным искривлением ствола и может быть использовано при креп- лении искривленных скважин с профилем ствола, расположенного в одной вертикальной плоскости.

Цель изобретения - повышение герметичности и несущей способности резьбовых соединений обсадных труб за счет снижения в них уровня изгибающих напряжений.

Способ крепления наклонно направленных скважин осуществляется следу- ющим образом.

Перед спуском обсадных труб в скважину известными методами определяют интервалы и углы искривления ствола скважины и рассчитывают участ ки искривления.

Затем определяют необходимую величину исходного эксцентриситета обсадных труб от действия осевой растягивающей нагрузки, осуществляют подбор труб с заданным эксцентриситетом и разметку положения минимальной (максимальной) толщины стенки, которую затем совмещают в одной плоскости при соединении труб в секцию и включают подобранные секции в спускаемую колонну обсадных труб.

Участки ствола скважины, имеющие интенсивность искривления, превьтаю- щую установленную действующими нормативно-техническими документами, крепят путем ориентированного спуска обсадной колонны, имеющей секции с начальным заданным эксцентриситетом (несоосностью) продольных осей наруж ной и внутренней поверхностей основного тела тру-б, при этом плоскость изгиба и радиус искривления секции эксцентричных обсадных труб совмещаю при спуске с плоскостью и радиусом искривленного участка ствола скважины. Операцию ориентирования осуществляют для каждого искривленного участка раздельно.

Ориентирование спускаемой обсадно

колонны производят известными способами. Величина исходного эксцентриситета обсадных труб зависит от интенсивности искривления обсаживаемого участка ствола скважины, типоразмера применяемых обсадных труб, веса нижележащих секций обсадной колонны и определяется по формуле, вывод кото

рои основан на известных зависимостях курса сопротивления материалов:

е

iE(R - R) (R, + R) 7,28102 P R2

О

о

0

5

5

где e - эксцентриситет обсадных труб,

мм; i - интенсивность искривления

ствола скважины в град/10 м; Е - модуль продольной упругости материала обсадных труб. Па; Р - осевая растягивающая нагрузка, Н;

соответственно радиусы наружной и внутренней поверхностей основного тела эксцентричных обсадных труб, м.

Под действием веса нижерасположенных секций и последующего осевого натяжения обсадной колонны в эксцентричных обсадных трубах имеет место внецентренное растяжение, включающее осевое растяжение и чистый изгиб основного тела трубы. При этом ось эксцентричной обсадной трубы независимо от профиля ствола скважины примет изогнутое положение, а изгибающий момент и, следовательно, напряжения изгиба в трубном резьбовом соединении, выполненном соосно (коаксиально)внутренней поверхности, будут весьма незначительными.

После спуска колонны обсадных труб проводятся операции по креплению и освоению скважин.

Пример. Скважина глубиной 3000 м имеет участок искривления длиной 100 м, расположенный в интервале 300-400 м от устья скважины с интён--- сивностью набора кривизны град/ 10м. Параметры применяемых обсадных труб: размер 146х 10 мм, вес одного погонного метра q 335 Н/м, плотность р 7,85 г/см, модуль продольной упругости 2,1 10 Па. Плотность жидксгсти, заполняющей скважину: р.. 1,16 г/см . Таким образом, вес в жидкости нижележащих секций обсадной колонны длиной 1 2600 м составит Р

Р

lg(l - -i-i-) 7,42 , а для крепления искривленного участка ствола скважины применяют обсадные трубы, величина исходного эксцентриситета которых, определенная по указанной формулеJсоставит е 3,76 мм.

Следовательно, для обеспечения беяаварийного спуска обсадных труб

при интенсивности искривления i 3 град./10 м оси обсадных труб размером 146 «10 мм под действием веса

нижележащих секций Р 7,4210 Н

их исходный эксцентриситет должен

составлять е 3,76 мм.

Последовательность технологических операций при реализации предлагаемого способа крепления скважины следующая.

Спуск обсадной колонны в интервале 300-3000 м производится по следующей методике: производится последовательный спуск эксцентричных обсадных труб с ориентированием каждой из них относительно искривленного участка таким образом, чтобы плоскость изгиба труб и радиус их изгиба под действием веса нижележащих секций совмести- лись с плоскостью и радиусом искривления обсаживаемого участка скважины.

Крепление верхнего вертикального интервала 0-300 м производится обычными осадными трубами по общепринятой технологии, сохраняя при этом ориентацию спущенных ранее эксцентричных труб относительно искривленного участка скважины.

Спуск эксцентричных обсадных труб в искривленную скважину обязательно должен быть ориентированным, иначе возможно возникновение изгибающего момента, большего, чем в случае спуска соосных обсадных труб.

Формула изобретения

Способ крепления наклонно направленных скважин, включающий свинчивание обсадных труб, спуск колонны в скважину, размещение обсадных труб на участках интенсивного набора кривизны и с ориентированием их по отношению к плоскости искривления CTBQ- ла, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности и несущей способности резьбовых соединений труб, в колонну обсадных труб включают трубы с эксцентриситетом продольных осей наружной и внутренней поверхностей, причем ориентирование последних осуществляют до совпадения плоскости и радиуса искривления ствола с плоскостью и радиусом искривления эксцентричных труб под действием осевой растягивающей нагрузки.

)Изобретение позволяет повысить герметичность и несущую способность резьбовых соединений труб. Перед спуском колонны обсадных труб в сква-г жину с искривленными участками определяют необходимую величину исходного эксцентриситета обсадных труб. В колонну обсадных труб включают трубы с эксцентриситетом продольных осей наружной и внутренней поверхностей. Колонну обсадных труб спускают в скважину и размещают эксцентричные обсадные трубы на участках интенсивного набора кривизны. Далее осуществляют их ориентирование до совпадения плоскости и радиуса искривления ствола с плоскостью и радиусом искривления эксцентричных обсадных труб под действием осевой растяг иваюЩей нагрузки. Крепление верхнего вертикального интервала производится обычными обсадными трубами по общепринятой технологии. i W