Способ проводки и крепления многоствольной скважинной системы Советский патент 1982 года по МПК E21B7/04 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназна чено для использования при проводке и креплении многоствольной скважинной системы, состоящей из основного верти кального ствола и наклонно направлен- ных дополнительных стволов. Известен способ проводки и крепления многоствольной скоажинной системы, включающий бурение основного ство ла и его крепление разбуриваемой крепью в месте продуктивного пласта, бурение основного и дополнительных наклонно направленных стволов через разбуриваемую крепь и крепление их металлическими обсадными трубами 11. Недостаток данного способа заключается в невозможности полного креплейия всех участков стволов скважинной система и особенно забоев сходя1ДИХСП стволов, что снижает надежность долговечность и эффективность скважинной системы при разработке нефтяных месторождений. Наличие необсаженНЫХ участков стволов скважины и особенно а продуктивных пластах снижает технологические возможности систекш. Известен способ проводки и крепления многоствольной скважинной системы, включающий бурение основного ствола ниже подо81вы продуктивного пласта и его крепление от устья металлической обсадной колонной до кровли продуктивного пласта, крепление стенок основного ствола разбуриваемой крепью в t«cTe продуктивного пласта и ниже его подошвы, включая всю эумпфовую часть упомянутого ствола, бурение основного и дополнительных наклонно направленных стволов через разбуриваемую крепь, отхождение пробуренных в продуктивном пласте дополнительных стволов непос0едственно в этом же пласте, крепление нижней части основного ствола глухим металлическим хвостовиком, верхний торец которого размещен ниже подошвы продуктивного пласта на расстоянии 30-50 м, крепление дополнительных наклонно направленных стволов металлическими обсадными колоннами и снабжение этих колонн хвостовиками , башмаки которых размещены в глухом хвостовике основного ствола С2.

Недостаток данного способа заключается в невозможности крепления участ- что ка основного вертикального ствола в продуктивном пласте металлической обсадной колонной и использования этого 10 участка ствола в качестве фильтра для добычи нефти через него и для воздайствия нэ продуктивный пласт при всевозможных технологических процессах, а также в невозможности неограниченногоts (оптимального) удаления дополнительн стволов друг от друга и от основного ствола в пространстве продуктивного пласта. Как известно, многие продуктивные пласты сложены неустойчивыми породами После выноса этих пород в виде пробок в пласте образуются пустоты и чаще всего в профильтровых зонах скважин. Затем следуют обрушения породы, которые воздействуют сна-25 ружи на разбуриваемую крепь, создавая критические напряжения в крепи. Разбуриваемая крепь при технологических процессах подвергается значительным внутренним и наружным перепадам давления, а таюке температурному возде.йствию и при этом возникают критические напряжения в крепи. Перечислен ные и другие факторы приводят к преждевременному разрушению разбуриваемой крепи в интервале продуктивного пласта. Схождение дополнительных стволов в основном стволе на участке продуктивного пласта может привести к их сообщению между собой непосредственно по упомунятому пласту. Этот недостаток может частично или полностью HapyiJHTb управление технологическим процессом, вследствие чего цель проведения этого процесса не будет достигнута. При использовании многоствольной скваминной системы в качестве эксплуатационной нефтедобывающей скважины на позднем периоде разработки залежи cиcтe ы не позволяет вполной мере использовать гравитационные силы, так как флюид нижней части продуктивного пласта не имеет доступа в стволы системы. Все это снижает долговечность, надежность и эффективность разработки нефтлных месторождений многоствольными скважинными системами.

9815554

Цель изобретения - повышение надежности крепленияи эффективности работы скважиннойсистемы за счет увеличения площадиохвата продуктивного пласта.

Поставленнаяцель достигается тем, основной ствол обсаживают разбуриваемой крепью только ниже подошвы продуктивного пласта, металлической обсадной колонной крепят его нижние кровли продуктивного пласта, причем металлическую обсадную колонну основного ствола снабжают ступенчатым хвостовиком, а соединение дополнительных наклонно направленных стволов с основным производят ниже подошвы продуктивного пласта. На фиг„ 1 изображен пример реализации способа; на фиг. 2 - расчетная схема осуществления способа на примере реализации способа. Схема содержит металлическую (зацементированная) обсадную колонну 1 основного вертикального ствола, разбуриваемую крепь 2, кровлю 3 продуктивного пласта, продуктивный пласт k, металлические (зацементированные) обсадные колонны 5 дополнительных стволов, подошву 6 продуктивного пласта, башмаки 7 хвостовиков обсадных колонн дополнительных стволов, глухой хвостовик 8 основного вертикального ствола, хвостовики 9 обсадных колонн дополнительных стволов, узел 10 их герметизации, ступенчатый хвостовик 11 обсадной колонны основного вертикального ствола, башмак 12 этого хвостовика, узел 13 герметизации хвостовика в обсадной колонне основного ствола, узел k для подвески хвостовика там же, колонну 15 насосно-компрессорных труб, вертикальный участок 16 наклонно направленного дополнительного ствола в продуктивном пласте, наклонный (искривленный) участок 17 такого же ствола в том же пласте, зумпф 18 основного вертикального ствола, покрышку 19 (непродуктивный пласт, который лежит на продуктивном пласте), достилающий пласт 20 (непродуктивный пласт, на котором лежит продуктивный). Способ реализуется следующим образом. Сначала бурят основной вертикальный ствол большого диаметра, проводя его ниже подошвы продуктивного пласта на величину, определяемую расчетом (фиг. 2). Обсаживают этот ствол металлической обсадной колонной 1, которую спускают ниже подошвы вышеупомянутого пласта не более, чем на 20 м с последующим цементированием ее известными методами,. Затем нижнюю часть необсажденного ствола прорабатывают расширителями до получения ствола реально возможного увеличенного диаметра. Затем буровой раст1вор в расширенной части ствола замещают цементным раствором, либо сам буровой раствор отверждают путем добавления в него различных химических веществ и получения композиций типа отверждаемых глинистых растворов (ОГР). После твердения цементного раствор или ОГР пробуривают ствол скважины дО нужной глубины, не проходя насквозь разбуриваемую крепь 2 и в зумпф 18 спускают хвостовик 8, заглушенный сни ЗУ, длина которого составляет 1П20 метров. Затем последовательно проводят наклонно направленные дополнительные стволы с искривленными (наклонными) 17 или вертикальными 1б участками этих стволов в продуктивном пласте k с выводом их в подстилающий непродуктивный пласт 20, по которому ВВОДЯТ их в материал крепи 2, не проходя эту крепь насквозь, т.е. оставля ют перемычку между забоем дополнитель ного ствола и основным стволом. Этот Момент определяется по результатам совместного контроля глубины и анализа шлама, поднимаемого буровым раство ром на поверхность. Затем, соблюдая осторожность, в дополнительный ствол спускают колонну 5 и цементируют ее известными методами. Низ колонны оборудуот специальным кольцом для после дующей посадки на него хвостовика 9 с воронкой. После твердения цемента за обсадной колонной оставшуюся пере мычку в разбуриваемой крепи основного |ствола добуривают долотом меньшего диаметра и спускают хвостовик 3 с воронкой, причем его башмак 7 вводят в зумпф основного ствола, обсаженного ранее глухим хвостовиком 8. В такой же последовательности проводятся и остальные наклонно направленные дополнительные стволы скважинной системы. Соединение дополнительных стволов с основным осуществляют сниз вверх, . первым соединенным допол нительным стволом с основным является самый нижний ствол, а последним самый верхний. 9 56 Воронки хвостовиков дополнительных стволов оборудуются уплотнительными элементами 10, которые контактируют со специальным кольцом в колонне, при этом за счет веса хвостовика 9 создается герметичное их соединение. Затем в зумпф 18 основного вертикального ствола спускают с уплотнительным элементом 13 хвостовик 11, который подвешивают в башмаке обсадной колонны 1 с помощью узла k, при этом башмак 12 упомянутого хвостовика располагают в глухом хвостовике 8. Положение глухого хвостовика а зумпфе основного ствола относительно подошвы продуктивного пласта определяется положением фильтровых участков дополнительных стволов в продуктивном пласте, , участки эти проведены искривлено или вертикально,реальными возможностями искривления дополнительных стволов при их вводе в основной ствол (минимальным радиусом искривле ния стволов считается радиус 30 метров), количеством дополнительных стволов 13 системе и задаваемым углом наклона пологих зумпфовых участков дополнительных стволов, который задают с целью обеспечения лучшего выноса пробки из этих стволов в зумпф основного вертикального ствола. В отдельных случаях, в зависимости от назначения скважинной системы или геологотехнических условий, упомянутый угол может иметь нулевое значение, если рассматриваемый участок ствола проводят горизонтально, или отрицательное значение, если этот участок ствола проводят с подъемом от горизонтали в сторону основного ствола ( на фиг.2 показано пунктиромh Минимальное расстояние от подошвы продуктивного пласта до верхнего торца глухого хвостовика основного ствола (фиг. 2) определяют по формулам: .+ ().n, При всех искривленных в продуктивном пласте участках дополнительных стволов в системе е (Г:2) + Н4( i,)-n , при одном И более вертикальном в продуктивном пласте участке дополнительного ствола в системе (r:2) + 4i-f(e + e2)-n, где 2 - искомое расстояние между подошвой продуктивного пласта и верхним торцом глухого хвостовика основного ствола; г - минимальный реально достигае мый радиус искривления наклонных ств лов скважины; ti - превышение точки выхода искривленного участка дополнительного ствола из подошвы продуктивного плас та над-точкой начала искривления это го ствола при его вводе в основной ствол или превышение точки конца искривления вертикального участка дополнительного ствола в подстилающем продуктивную толщу пласта над тонкой начала искривления этого ствола при его вводе в основной ствол; Е, - средняя длина входа (окно ) д полнительного ствола в основной ство Pj - расстояние между двумя сосед ними дополнительными стволами ( перемычка ) на участке охождения в основном стволе; п - количество дополнительных стволов в системе )j c-Sinot-, lisb-fccj-aC ; Ъ-cicfoi, где Ъ , с- стороны треугольника, образованного при построении дополнительного ствола в подстилающем продуктивную толщу пласте участком этог ствола (сторона с) горизонтальна (сторона Ъ)и высотой tt (сторона ot. - задавае |й угол наклона п логих участков дополнительных стволо проводимых в подстилающем продуктивную толщу пласте, лежащий в треуголь нике против стороны 1ч , ti - сторона треугольника, образованного при построении дополнительного ствола в подстилающем продуктивную толщу пласте, лежащая против угла наклона oL этого ствола. В расчетной схеме (, 2) также приведены другие обозначения участко сква)чинной системы (об, К, 84 где cL - максимальная длина выхода участка основного ствола ниже подошв прод ктивного пласта; длина глухого хвостовика ос новного ствола; С - длина разбуриваемой крепи основного ствола, оставляемой не разбуренной,, Перекрытие продуктивного пласта и зумфовой части основного ствола металлической обсадной колонной с хвостовиком, удаление дополнительных стволов п продуктивном пласте от основного ствола и их соединение с ним в подстилающем продуктивную толщу пласте значительно расширяет возможности многоствольной скважинной системы при осуществлении всевозможных технологических операций при разработке нефтяных месторождений, а также повышает прочностные качества и эффективность системы. Наличие металлического хвостовика 11 обсадной колонны основного ствола в необсаженной металлическими трубами части зумпфа повышает сохранность его разбуриваемой крепи и обеспечивает возможность доступа к забою системы через основной ствол при промывке этого забоя от шлама после разбуривания переАлычек, а также при последующей эксплуатации в случае пескопроявлений в скважине и кроме того, обеспечивает возможность проведения исследовательских работ в основном стволе до забоя скважины Технико-экономическая эффективность многоствольной скважинной система со сходящимися наклонно параллельными дополнительными стволами по данному изобретению, заключается в том, что за счет размещения их зумпфов и участка схождения этих стволов в подстилающем продуктивную толщу пласте возможно добывать нефть любым известным способом непосредственно из продуктив ного пласта вскрытого основным стволом путем создания в нем фильтра, более надежно укреплять основной вертикальной ствол в продуктивном пласте и зумпфовой его части путем полной их обсадки металлическими трубами, воздействовать на продуктивный пласт теплоносителями, жидкостью гидроразрыва, соляной кислотой и т.п. агентами непосредственно в основном стволе с установкой пакера ниже его фильтра, не прекращая эксплуатацию дополнительных стволов эксплуатируемых в системе индивидуально, достичь оптимального удаления дополнительных стволов друг от друга и от вертикального ствола непосредственно в продуктивном пласте, что снижает возможность прорыва по этому пласту из одного ствола системы в другой вышеупомянутого агента воздействия на пласт, оптимизировать объемное пространство воздействия на продуктивный пласт путем рационального размещения стволов сква хинной системы в продуктивном 99 пласте, в полно11 мере использовать во всех стволах системы гравитационный период разработки залежи, свободно проникать по основному стволу до забоя при проведении всевозможных исследовательских и ремонтных работ, обеспечить нормальную (не осложненную кривизной ) насосную добычу нефти в вертикальных участках дополнительных стволов, Формула изобретения Способ проводки и крепления многоствольной скважинной системы, включающий проводку основного и дополнительных наклонно напоаиленних стволов через продуктивный пласт, крепление их от устья металлическими обсадными колоннами, х&остовиками и разбуриваемой крепью, соединение дополнительных наклонно направленных стволов

17 5 с основным, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления и э(;)0ективности работы скваминной системы за счет увеличения площади охвата продуктивного пласта, основной ствол обсаживают разбуриваемой крепью только ниже подошвы продуктивного пласта, металлической обсадной колонной крепят его ниже кровли продуктивного пласта, причем металлическую обсадную колонну основного ствола снабжают ступенчатым хвостовиком, а соединение дополнительных наклонно направленных стволов с основным производят ниже подошвы продуктивного пласта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Григорян A.M. Вскрытие пластов многозайбоными и горизонтальными скважинами, М-, Недра, с, 81-85, 2,Авторское свидетельство СССР ,№ , кл. Е 21 В 1/Qk, 1979. Продуктиёный л/грсщ Фиг.г -v