способ строительства многоствольной скважины

Формула изобретения

Способ строительства многоствольной скважины, включающий спуск в обсадную колонну колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, вскрытие обсадной колонны в требуемом интервале, чередование спуска в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа, под действием отклонителя, в зону вскрытия обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным ее поступательным движением для формирования дополнительных стволов необходимой длины с извлечением гибкой трубы до получения необходимого числа дополнительных стволов, после чего гибкую трубу с соплом окончательно извлекают из обсадной колонны, отличающийся тем, что обсадную колонну дополнительно перед спуском оснащают жестко фиксированной полой вставкой, содержащей технологический корпус со сквозными отверстиями и втулкой с подвижным упором, при этом втулка сверху имеет скошенную торцевую поверхность, а на внутренней поверхности технологического корпуса выполнен технологический паз, причем втулка вставлена в технологический корпус герметично, перекрывая сквозные отверстия, а ее подвижный упор расположен в технологическом пазу, при этом во время спуска сквозные отверстия устанавливают в требуемом интервале вскрытия с последующим креплением обсадной колонны, причем отклонитель снабжен несколькими направляющими каналами, пружинным центратором и скошенной торцевой поверхностью снизу, а в процессе спуска отклонитель смещает вниз втулку с подвижным упором до окончания технологического паза, при этом верхние и нижние скошенные торцевые поверхности соответственно втулки и отклонителя, взаимодействуя между собой, устанавливают выходные отверстия направляющих каналов напротив сквозных отверстий, причем гибкую колонну с соплом после формирования каждого дополнительного ствола извлекают только из отклонителя до получения необходимого числа дополнительных стволов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству кустов нефтяных и газовых скважин.

Известен "Способ строительства многоствольной скважины" (а.с. №1798466, МКИ Е 21 В 7/06, опубл. БИ №8, 28.02.93 г.), включающий бурение вертикального основного ствола, установку и крепление в основном стволе барабана с расположенными в его плоскости направляющими колоннами и отклоняющим узлом в нижней части, поочередное забуривание, бурение и крепление дополнительных стволов, при этом при бурении нижнего участка основного ствола увеличивают его диаметр, барабан устанавливают непосредственно над нижним участком основного ствола, а забуривание дополнительных стволов скважины осуществляют через стенку последнего.

Недостатками данного способа являются:

во-первых, необходимость бурения основного ствола большого диаметра, что требует больших затрат времени, особенно при строительстве глубоких скважин, и, как следствие, больших материальных затрат;

во-вторых, наличие направляющих колонн также приводит к удорожанию строительства многоствольной скважины;

в-третьих, такая компоновка скважины сложна как при строительстве, так и при эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является "Способ и устройства для горизонтального бурения скважин" (патент US №5413184, МПК Е 21 В 7/08, опубл.09.05.1995 г.), включающий спуск в обсадную колонну на заданную глубину колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, спуск в колонну труб гибкого вала с фрезой на конце до взаимодействия с отклонителем, вращение с поступательным перемещением гибкого вала с фрезой, которая в результате взаимодействия с отклонителем вскрывает обсадную колонну и входит в пласт на заданное расстояние с получением технологического канала, извлечение гибкого вала с фрезой из скважины, спуск в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа под действием отклонителя в зону вскрытия обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным поступательным движением для увеличения технологического канала до необходимой длины.

Недостатками данного способа являются: необходимость при строительстве многоствольной скважины выполнения последовательно операций - поворот на необходимый угол колонны труб, спуск гибкого вала с фрезой, вырезка канала, углубление канала при помощи гибких труб с соплом под действием напора жидкости, и так для каждого горизонтального дополнительного ствола, что приводит к большим потерям времени и, как следствие, к значительным материальным и финансовым затратам (см. инструкцию Rad-Tech International Inc. no строительству скважин (US №5413184), в том числе многоствольных).

Технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение материальных и финансовых затрат за счет: сокращения количества спускоподъемов оборудования и исключения поворота колонны труб при строительстве многоствольной скважины с применением для проходки гибких труб с соплом под действием напора жидкости, вскрытия обсадной колонны в радиальном направлении в зависимости от необходимого количества дополнительных стволов, не нарушая ее целостности.

Техническая задача решается способом строительства многоствольной скважины, включающим спуск в обсадную колонну колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, вскрытие обсадной колонны в требуемом интервале, чередование спуска в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа, под действием отклонителя, в зону вскрытия обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным ее поступательным движением для формирования дополнительных стволов необходимой длины с извлечением гибкой трубы до получения необходимого числа дополнительных стволов, после чего гибкую трубу с соплом окончательно извлекают из обсадной колонны.

Новым является то, что обсадную колонну дополнительно перед спуском оснащают жестко фиксированной полой вставкой, содержащей технологический корпус со сквозными отверстиями и втулкой с подвижным упором, при этом втулка сверху имеет скошенную торцевую поверхность, а на внутренней поверхности технологического корпуса выполнен технологический паз, причем втулка вставлена в технологический корпус герметично, перекрывая сквозные отверстия, а ее подвижный упор расположен в технологическом пазу, при этом во время спуска сквозные отверстия устанавливают в требуемом интервале вскрытия с последующим креплением обсадной колонны, причем отклонитель снабжен несколькими направляющими каналами, пружинным центратором и скошенной торцевой поверхностью снизу, а в процессе спуска отклонитель смещает вниз втулку с подвижным упором до окончания технологического паза, при этом верхние и нижние скошенные торцевые поверхности, соответственно втулки и отклонителя, взаимодействуя между собой, устанавливают выходные отверстия направляющих каналов напротив сквозных отверстий, причем гибкую колонну с соплом после формирования каждого дополнительного ствола извлекают только из отклонителя до получения необходимого числа дополнительных стволов.

На Фиг.1 изображена схема компоновки обсадной колонны перед формированием дополнительного ствола.

На Фиг.2 изображена схема формирования дополнительного ствола.

Пример конкретного выполнения.

Способ строительства многоствольной скважины осуществляется следующим образом.

Обсадную колонну 1 (см.Фиг.1) перед спуском в скважину оснащают жестко фиксированной полой вставкой 2, содержащей технологический корпус 3 со сквозными отверстиями 4 и втулкой 5. Сверху втулка 5 имеет скошенную торцевую поверхность 6. Втулка 5 герметично вставлена в технологический корпус 3 и соединена с ней посредством срезных элементов 7. Втулка 5 перекрывает сквозные отверстия 4 полой вставки 2, которые во время спуска обсадной колонны 1 устанавливают в требуемом интервале вскрытия напротив продуктивного пласта 8. На внутренней поверхности технологического корпуса 3 выполнен технологический паз 9, в котором расположен подвижный упор 10, в свою очередь жестко соединенный с втулкой 5. Технологический паз 9 посредством подвижного упора 10 ограничивает осевое перемещение втулки 5 вниз.

Далее производят цементирование обсадной колонны 1 по любой из существующих технологий (на Фиг. не показано). После ожидания затвердевания цемента в обсадную колонну 1 производят спуск колонны труб 11 с отклонителем 12. Отклонитель 12 внутри снабжен несколькими направляющими каналами 13 (см.Фиг.1), а сбоку пружинным центратором 14, контактирующим с внутренней поверхностью обсадной колонны 1 в процессе спуска. Снизу отклонитель 12 снабжен скошенной торцевой поверхностью 15. Отклонитель 12 имеет возможность вращения относительно колонны труб 11.

В качестве примера рассмотрим отклонитель 12, имеющий два направляющих канала 13' и 13''.

Отклонитель 12 спускается в скважину и в определенный момент своей нижней скошенной торцевой поверхностью 15 вступает в контакт с верхней скошенной торцевой поверхностью 6 втулки 5. В результате отклонитель 12 поворачивается относительно колонны труб 11 на определенный угол и садится на верхнюю скошенную торцевую поверхность 6 втулки 5, что фиксируется появлением веса колонны труб 11 на индикаторе веса, расположенного на устье скважины (на Фиг.не показано).

Далее производят разгрузку колонны труб 11 с отклонителем 12 на втулку 5 (Фиг.2), при этом при расчетной нагрузке срезной элемент 7 разрушается. Втулка 5 с подвижным упором 10, находящимся в технологическом пазу 9, опускаются вниз до тех пор, пока подвижный упор 10 не упрется в нижний торец технологического паза 9. Далее колонну труб 11 с отклонителем 12 допускают вниз до тех пор, пока он вновь не сядет на верхнюю скошенную торцевую поверхность 6 втулки 5. Поскольку подвижный упор 10 втулки 5 находится в технологическом пазу 9, то при их осевом движении вниз исключен поворот втулки 5 относительно технологического корпуса 3, поэтому выходные отверстия направляющих каналов 13 отклонителя 12 устанавливаются напротив сквозных отверстий 4 технологического корпуса 3 полой вставки 2.

Далее в колонну труб 11 спускают гибкие трубы 16 с соплом 17 (см. Фиг.2) до входа их через направляющий канал 13' отклонителя 12 в интервал вскрытия обсадной колонны 1 напротив продуктивного пласта 8, что фиксируется на устье по индикатору веса и тут же на устье скважины наносят метку (на Фиг.не показана) на гибкой трубе 16 - начала формирования дополнительного ствола 18. Далее подают жидкость под давлением через гибкую трубу 16 с соплом 17 с одновременным поступательным движением, в результате чего в продуктивном пласте 8 образуется дополнительный ствол 18, который увеличивается до необходимой длины. После чего гибкую трубу 16 с соплом 17 извлекают из дополнительного ствола 18 обсадной колонны 1 и отклонителя 12 колонны труб 11 до вышеуказанной метки плюс длина направляющего канала 13'. Затем гибкую трубу 16 с соплом 17 заводят во второй направляющий канал 13'' отклонителя 12 - это определяется снижением веса гибкой трубы 16 (по индикатору веса) при ее опускании до метки на устье. После чего формируют новый дополнительный ствол 18'. Для этого под действием напора жидкости, подаваемой через гибкие трубы 16 с соплом 17, образуют второй дополнительный ствол 18' требуемой длины L в заданном интервале.

В случаях, когда на устье метка гибкой трубы 16 опускается значительно ниже без изменения веса, то гибкую трубу 16 извлекают до метки плюс длина направляющего канала 13', после чего гибкую трубу 16 поворачивают на небольшой угол, чтобы естественная ее остаточная кривизна изменила свою ориентацию, и вновь повторяют попытку до тех пор, пока гибкая труба 16 не остановится у метки, что зафиксируется по индикатору веса. Практически попадание в следующий направляющий канал 13'' гибкой трубой обеспечивается за 1-3 попытки при наличии четырех направляющих каналов 13 в отклонителе 12.

По окончании строительства необходимого количества дополнительных стволов 18 гибкую трубу 16 с соплом 17 извлекают из обсадной колонны 1, а колонну труб 11 с отклонителем 12 полностью разгружают на втулку 5, в результате подвижный упор 10, находящийся в технологическом пазу 9, разрушается, а втулка 5 падает на забой скважины. При необходимости втулку 5 можно разбурить, так как она изготовлена из чугуна.

В приведенном примере нами рассмотрен вариант строительства кустовой скважины с двумя дополнительными стволами 18, аналогичным образом проводятся работы для требуемого количества дополнительных стволов 18, но для этого необходимо использовать отклонитель 12 с количеством направляющих каналов 13 и соответственно сквозных отверстий 4 технологического корпуса 3, равным количеству дополнительных стволов 18.

Использование предлагаемого способа за счет вскрытия обсадной трубы в радиальном направлении в зависимости от необходимого количества дополнительных стволов не нарушает ее целостность и позволяет сократить количество спускоподъемов оборудования, а возможность отклонителя с несколькими направляющими каналами свободно поворачиваться относительно колонны труб на требуемый угол позволяет исключить операцию по повороту колонны труб, что в совокупности позволяет снизить материальные и финансовые затраты на строительство кустовой скважины с применением для проходки гибкой трубы с соплом под действием напора жидкости.