Устройство для вскрытия продуктивного пласта Советский патент 1982 года по МПК E21B21/00 

Л ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО Изобретение относится к бурению нефтяных, а также гидрогеологических скважин и может быть использовано пр вскрытии продуктивного пласта. Известны способы вскрытия продуктивного пласта путем бурения пилотскважины, с целью определения интервала залегания, а также механических и фильтрационных свойств породы, сла гающей продуктивный пласт, и последу щего расширения пилот-скважины в интервале пласта с промывкой скважины жидким агентом (например, водой, нефтью, подаваемым с поверхности по бурильным трубам или затрубному пространству 17 . Однако эти способы недостаточно эффективны, поскольку жидкий агент, подаваемый с поверхности, частично поступает в пласт, кольматируя его выбуренным шламом. Известны устройства для вскрытия продуктивного пласта бурением со снижением гидростатического давления на

ПЛАСТА забой скваиины путем использования пакера, разобщающего затрубное Пространство скважины 2. Однако эти устройства и способы не обеспечивают процесса бурения с помощью расширителя на подходе к продуктивному пласту и при внедрении устройства в кровлю пласта, так как поток пластового агента поступает в бурильные трубы, не попадая на забой, разрушаемый расширителем. Известно также устройство для вскрытия продуктивного пласта, содержащее корпус с осевым каналом и промывочными окнами, пакер и скользящую втулку, установленную с возможностью перемещения в осевом канале корпуса ГЗ. Данное устройство позволяет производить расширение скважины за счет обрушения стенок и удаления продуктов разрушения потоком пластового агента. Однако оно не позволяет производить расширение скважины в про/3909

дуктивных пластах малой мощности и сложенных крепкими породами.

Цель изобретения - обеспечение вскрытия продуктивного пласта малой мощности, сложенного крепкими породами, с местной промывкой пластовым ; флюидом.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено расширителем установленным в нижней части корпуса, и полым распределительным штоком жестко связанным верхней частью со скользящей втулкой, а корпус выполнен с цилиндрической камерой, расположенной выше промывочных окон и сообщающейся с осевым каналом, причем диаметр цилиндрической камеры больше наружного диаметра скользящей втулки, а канал распределительного штока перекрыт в нижней масти клапаном.

На фиг. 1 изображено устройство для бурения пилот-скважины в продуктивном пласте; на фиг. 2 - устройство при внедрении в кровлю; на фиг.З то же, при дохождении до подошвы пласта.

Устройство содержит корпус 1 с осевым каналом 2, установленный на бурильных трубах 3 с помощью винтового соединения. К корпусу 1 крепится пакер i для перекрытия затрубного пространства скважины и шарошечный расширитель 5. Осевой канал 2 сообщается с затрубным пространством через промывочные окна бис пространством внутри бурильных труб - через камеру 7. В осевом канале 2 перемещается скользящая втлука 8, имеющая диаметр меньше, чем диаметр камеры 7, связанная с распределительным штоком 9 и жестко закреплена втулка 10, перекрывающая зазор между корпусом 1 устройства и штоком 9. В распределительном штоке 9 имеется осевой канал, перекрытый клапаном 11.

Вскрытие пласта производится в слдующей последовательности.

Определяется интервал залегания пласта, механические и фильтрационны свойства породы, слагающей пласт, пу тем бурения опережающей пилот-скважины с отбором керна (фиг. 1) одним из известных устройств, содержащих колоковый снаряд и расширитель, спускаемые в скважину на бурильных трубах.

Перед .спуском устройства в скважину распределительный шток 9 устанавливается в крайнее нижнее положение.

При постановке расширителя 5 на забой распределительный шток нижним концом заходит в пилот-скважину. Затем, понижая гидростатическое давление во внутритрубном пространстве (например, эрлифтом), вызывают приток на забой скважины пластового агента, при этом пакер 4 препятствует попаданию на забой промывочного агента из ствола скважины. Дальнейшее бурение осуществляют с промывкой забоя пластовым агентом путем его откачивания эрлийтом или за счет использования избыточного пластового даления. Поток жидкости из пласта поступает в зазор между распределительным штоком 9 и стенками пилот-скважины, затем он омывает шарошечные элементы расширителя 5 и, захватывая образующийся при бурении шлам, выносит его по кольцевому пространству между, корпусом 1 устройства и стенками скважины через промывочные окна 6 во внутритрубное пространство и далее на поверхность.

По мере расширения скважины в интервале пласта распределительный шток доходит до забоя пилот-скважины и упирается в него. При этом разрушается клапан 11 и часть потока жидкости из тласта направляется к забою пилотскважины и далее по осевым каналам распределительного штока 9 и корпуса 1 устройства во внутритрубное пространство. Дальнейшая углубка забоя вызывает перемещение распределительного штока 9 и связанной с ним скользящей втулки по осевому каналу в корпусе устройства вверх. При этом происходит постепенное перекрывание промывочных окон 6, вплоть до полного переключения, при дохождении шарошечного долота до подошвы пласта, потока жидкости из пласта на движение по направлению к забою пилот-скважины и далее по бурильным трубам на поверхность. Тем самым обеспечивается нормальная работа расширителя.5 и оптимальный режим удаления образующегося при бурении шлама независимо от положения расширителя относительно разбуриваемого пласта. Далее углубка забоя приводит к смещению скользящей втулки 8 в камеру 7, при этом снова открывается доступ поступлению пластового агента через промывочные окна во внутритрубное пространство, что позволяет произвести опробование пласта без применения дополнительных уст ройств . Предлагаемое устройство для вскры тия продуктивного пласта по сравнению с существующими позволяет вскрывать продуктивные пласты малой мощности, сложенные крепкими породами, с местной промывкой скважины потоком жидкого агента, поступающего из плас та, что способствует эффективному удалению шлама из скважины и сохране нию естественной проницаемости пласта. Формула изобретения Устройство для вскрытия продуктив ного пласта, содержащее корпус с осе вым каналом и промывочными окнами, пакер и скользящую втулку, установленную с возможностью перемещения в осевом канале корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения вскрытия продуктивного пласта малой мощности, сложенного креп096кими породами, с местной промывкой пластовым флюидом, оно снабжено расширителем, установленньи в нижней части корпуса, и полым распределительным штоком, жестко связанным верхней частью со скользящей втулкой, а корпус выполнен с цилиндрической камерой, расположенной выше промывочных окон и сообщающейся с осевым каналом, причем диаметр цилиндрической камеры больше наружного диаметра скользящей втулки, а канал распределительного штока перекрыт в нижней части клапаном. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Онбириенко М.Г. Бурение и оборудование гидрогеологических скважин. М., Недра, 1978, с. 73-76. 2.Ясашин A.M. Вскрытие, опробование и испытание пластов. М., Недра, 1979, с. 30-32. 3.Справочник по бурению скважин на воду. М., Недра, 1979, с.509510, (прототип).