Способ крепления наклонно направленных скважин Советский патент 1990 года по МПК E21B33/14 

ел

СП

со

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение надежности эксплуатации эксцентричных резьбовых соединений обсадных колонн. Сущность способа заключается в том, что перед спуском обсадных труб в скважину известными методами определяют интервалы и углы искривления ствола скважины. Затем определяют необходимую величину исходного эксцентриситета обсадных труб, осуществляют подбор труб с заданным эксцентриситетом и разметку положения минимальной (максимальной) толщины стенки, которую затем совмещают в одной плоскости при соединении труб в секцию. Перед спуском обсадной колонны в скважину внутреннюю полость секции эксцентричных обсадных труб перекрывают в нижнем сечении, а саму секцию заполняют жидкостью повышенной плотности. После размещения секции эксцентричных обсадных труб на искривленном участке скважины жидкость повышенной плотности удаляют из обсадной колонны. Заполнение внутренней полости секции эксцентричных обсадных труб жидкостью повышенной плотности позволяет снизить уровень изгибающих напряжений в резьбовых соединениях эксцентричных обсадных колонн.

Изобретение относится к горной промышленности, а также к нефтедобывающей, может быть использовано при креплении искривленных скважин с профилем ствола, расположенного в одной вертикальной плоскости, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1368425.

Цель изобретения - повышение надежности эксплуатации эксцентричных резьбовых соединений обсадных колонн.

Указанная цель достигается за. счет снижения уровня изгибающих напряжений в эксцентричных обсадных трубах в процессе их спуска в скважину.

Сущность способа заключается в том, что перед спуском обсадных труб в скважину известными методами определяют интервалы и углы искривления ствола скважины. Затем определяют необходимую величину исходного эксцентриситета обсадных труб, осуществляют подбор труб с заданным эксцентриситетом и разметку положения минимальной (максимальной) толщины стенки, которую затем совмещают в одной плоскости при соединении труб в секцию. Перед

00

к

спуском обсадной колонны в скважину внутреннюю полость секции эксцентричных обсадных труб перекрывают в нижнем сечении, саму секцию заполняют жидкостью повышенной плотности, а после размещения секции эксцентричных обсадных труб на искривленном участке скважины жидкость повышенной плотности удаляют из обсадной колонны.

Способ крепления наклонно направленных скважин осуществляют следующим образом.

Перед, спуском обсадных труб в скважину известными методами опреде- ляют интервалы и углы искривления ствола скважины и рассчитывают участки 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.

Перед спуском эксцентричных обсадных труб в скважину производят перекрытие (разделение) внутреннего кана- ла колонны в нижнем сечении секции эксцентричных труб традиционными методами, например с помощью разделительных цементировочных пробок. Затем в процессе свинчивания изолированную внутреннюю полость эксцентричных обсадных труб заполняют жидкостью повышенной по сравнению с промывочной жидкостью плотности и осуществляют спуск колонны в скважину. При этом интенсивность искривления оси эксцентричных обсадных труб существенно снижается, что обеспечивает свободное прохождение верхних вертикальных ин

тервалов ствола наклонно направленных Плотность промывочной жидкости, заполняющей скважину, Р 1,16 г/см3,

скважин и не приводит к возникновению недопустимых по величине изгибающих напряжений в трубных резьбовых соединениях. Следовательно, снижаются вероятность расстройства и потери герметичности соединений, т.е. повышается надежность их последующей эксплуатации на искривленных участках,

По мере ориентированного размещения эксцентричных обсадных труб на расчетных искривленных интервалах .осуществляют перемещение изолирован1 т 4 г /т,

50

55

плотность утяжеленной жидкости на основе барита P.J 2,5 г/см3.

Таким образом, вес в промывочной жидкости нижележащих секций обсадной колонны длиной 1 2600 м составляет Р - l-qO-JV/f,) 2600-335(1 - - 1,16/7,85) - 7,42.. Для крепления искривленного участка ствола скважины применяют обсадные трубы, величина исходного эксцентриситета которых определяется по формуле

. i-5{5Sl53ll:iIll+R l « 2ibIOJliOA073fI0A06331 0i073 0±0631) , 7, 17,28-1 DS-P-nT7,28-10а 7,,

мм

, Q

5 0

5

Q Q 5

ного объема утяжеленной жидкости по направлению к устью скважины. При этом исходный эксцентриситет наружной и внутренней поверхностей обсадных труб восстанавливается, в полной мере проявляется эффект внецентренно- го растяжения, т.е. секция эксцентричных обсадных труб под действием веса нижележащих секций изгибается и совмещается с профилем искривления расчетного участка ствола скважины. После спуска колонны обсадных труб утяжеленную жидкость полностью извлекают на устье скважины и проводят операцию по креплению и освоению скважины.

Перемещение объема жидкости повышенной плотности к устью скважины осуществляют по известной технологии, например, за счет обратной циркуляции или с помощью колонны труб малого диаметра, соединяемой с разделительной цементировочной пробкой.

Для изготовления утяжеленной жидкости может быть использовано любое вещество повышенной плотности, например барий сернокислый BaGO (барит).

При прохождении утяжеленной жидкости в процессе ее перемещения к устью скважины по каналу вышерасположенных соосных обсадных труб искривления их оси не происходит.

П р и м е р. Скважина глубиной 3000 м имеет участок искривления длиной 100 MS расположенный в интервале 300 - 400 м от устья скважины, с интенсивностью набора кривизны i 3 град/10 м. Параметры применяемых обсадных труб: размер мм (R 0,073 м, R2 0,.063 м), вес одного погонного метра q 335 Н/м, плотность р, 7,85 г/смэ, модуль продольной упругости Е 2,1 10( Па.

Плотность промывочной жидкости, заполняющей скважину, Р 1,16 г/см3,

плотность утяжеленной жидкости на основе барита P.J 2,5 г/см3.

Таким образом, вес в промывочной жидкости нижележащих секций обсадной колонны длиной 1 2600 м составляет Р - l-qO-JV/f,) 2600-335(1 - - 1,16/7,85) - 7,42.. Для крепления искривленного участка ствола скважины применяют обсадные трубы, величина исходного эксцентриситета которых определяется по формуле

мм.

При этом координата центра тяжести такой эксцентричной трубы, определенная по способу отрицательных площадей смещена от геометрического центра О на расстояние ХС1 10,97 мм. В случае заполнения внутренней полости жидкостью повышенной плотности р 2,5 г/см координата центра тяжести составного сечения смещается к геометрическому центру О и становится равной ХС2 3,88 мм, что соответствует эксцентриситету приложения растягивающей нагрузки е 1,33 мм. Таким образом, заполнение внутренней полости эксцентричной трубы утяжеленной жидкостью плотностью о 2,5 г/см приводит к уменьшению исходного эксцентриситета, а следовательно, интенсивности и радиуса искривления оси колонны в 2,83 раза.

Перед спуском секции обсадных труб длиной 100 м с рассчитанным эксцентриситетом ef , предназначенных для крепления участка набора кривизны в интервале 300-400 м от устья скважины, во внутреннюю полость первой обсадной трубы с эксцентриситетом е( устанавливается разделительная цементировочная пробка, в образованную полость заливается утяжеленная жидкость плотностью р 2,5 г/см3. 3 процессе свинчивания эксцентричных труб и спуска колонны утяжеленная жидкость доливается, т.е. ей заполняется внутренний канал секции эксцентричных труб длиной 100 м. Спуск эксцентричных труб должен быть строго ориентированным. Свинчивание и спуск верхней

редактор А.Мотыль

Составитель Н.Чепига Техред М.Дидык

Заказ 827

Тираж 468

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

9

10

15

20

25

30

35

186

секции соосных обсадных труб для крепления верхнего вертикального участка

0- 300 м производится по общепринятой технологии, сохраняя ориентирование спущенных оанее эксцентричных труб относительно искривленного участка скважины. При этом объем утяжеленной жидкости целесообразно разделить от промывочной жидкости и в верхнем сечении секции эксцентричных обсадных труб.

По мере размещения секции эксцентричных обсадных труб на искривленном участке в интервале 300-400 м утяжеленная жидкость вместе с разделительной пробкой за счет обратной циркуляции промывочной жидкости перемещается в сторону устья скважины. После спуска всей обсадной колонны утяжеленная, жидкость полностью извлекается на

устье скважины.

1 Формула изобретения

Способ крепления наклонно направленных скважин по авт.св. №1368425, отличающийся тем, что, с целью .повышения надежности эксплуатации эксцентричных резьбовых соединений, перед спуском обсадной колонны в скважину внутреннюю полость секции эксцентричных обсадных труб перекрывают в нижнем сечении, саму секцию заполняют жидкостью повышенной плотности, а после размещения секции эксцентричных обсадных труб на искривленном участке скважины жидкость повышенной плотности удаляют из обсадной колонны.

Корректор Н.Ревская

Подписное