входная скважина с наклонными скважинами и способ их формирования

Формула изобретения

1. Способ осуществления доступа в подземную зону с поверхности, включающий формирование входной скважины от поверхности, формирование двух или более наклонных скважин от входной скважины в подземную зону, формирование в основном горизонтальной сети дренажных выработок от наклонных скважин в подземную зону и формирование отстойника, связанного, по меньшей мере, с одной наклонной скважиной и простирающегося ниже в основном горизонтальной сети дренажных выработок, причем отстойник выполнен таким образом, что дренирование одной или более жидкостей из подземной зоны осуществляют через в основном горизонтальную сеть дренажных выработок и собирают в отстойнике для облегчения процесса удаления жидкостей из подземной зоны.

2. Способ по п.1, в котором две или более наклонных скважины расположены радиально приблизительно на равном расстоянии вокруг вертикальной скважины.

3. Способ по п.1, в котором формируют три наклонных скважины.

4. Способ по п.3, в котором три наклонных скважины расположены радиально вокруг вертикальной скважины приблизительно через 120°.

5. Способ по п.1, в котором горизонтальные сети дренажных выработок включают боковые скважины.

6. Способ по п.5, в котором боковые скважины расположены таким образом, чтобы дренировать площадь подземной зоны, по меньшей мере, 256 гектаров (640 акров).

7. Способ по п.1, дополнительно включающий перемещение ресурсов из подземной зоны через горизонтальную сеть дренажных выработок к поверхности.

8. Способ по п.1, дополнительно включающий формирование расширенной полости в каждой из наклонных скважин, ближайших к подземной зоне.

9. Связка направляющих труб, включающая две или более направляющие трубы, в которой две или более направляющих трубы включают первое отверстие на первом конце и второе отверстие на втором конце, причем направляющие трубы расположены продольно смежными каналами друг с другом, при этом продольные оси первых отверстий смещены относительно продольных осей вторых отверстий и направляющие трубы скручены друг с другом.

10. Связка направляющих труб по п.9, в которой скручивание составляет приблизительно 10°.

11. Связка направляющих труб по п.9, в которой направляющие трубы соединены параллельно друг другу на первых концах и направляющие трубы отделены на вторых концах.

12. Способ ориентирования скважин, включающий формирование входной скважины с поверхности, введение связки направляющих труб во входную скважину, при этом связка направляющих труб, включает две или более направляющие трубы, в котором две или более направляющих трубы включают первое отверстие на первом конце и второе отверстие на втором конце, направляющие трубы расположены продольно прилегающими друг к другу, продольные оси первых отверстий смещены относительно продольных осей вторых отверстий и направляющие трубы скручены друг с другом, а также включает формирование двух или более наклонных скважин от входной скважины через связку направляющих труб.

13. Способ по п.12, в котором первое отверстие каждой направляющей трубы ориентируют горизонтально, а второе отверстие каждой направляющей трубы ориентируют под углом относительно первого отверстия.

14. Способ по п.12, в котором скручивание составляет приблизительно 10°.

15. Способ по п.12, в котором направляющие трубы соединены параллельно друг другу на первых концах, а направляющие трубы отделены друг от друга на вторых концах.

16. Система для осуществления доступа в подземную зону от поверхности, включающая входную скважину, простирающуюся от поверхности, две или более наклонные скважины, простирающиеся от входной скважины в подземную зону, в основном горизонтальную сеть дренажных выработок, простирающуюся от наклонных скважин в подземную зону и отстойник, связанный, по меньшей мере, с одной наклонной скважиной и простирающиеся ниже в основном горизонтальной сети дренажных выработок, при этом отстойник выполнен таким образом, что дренирование одной или более жидкостей из подземной зоны осуществляют через в основном горизонтальную сеть дренажных выработок и собирают в отстойнике для облегчения процесса удаления жидкостей из подземной зоны.

17. Система по п.16, в которой две или более наклонных скважины расположены радиально приблизительно на равном расстоянии вокруг вертикальной скважины.

18. Система по п.16, дополнительно включающая три наклонных скважины.

19. Система по п.18, в которой три наклонных скважины расположены радиально вокруг вертикальной скважины приблизительно через 120°.

20. Система по п.16, в которой горизонтальные сети дренажных выработок включают боковые скважины.

21. Система по п.20, в которой боковые скважины расположены таким образом, чтобы дренировать площадь подземной зоны, по меньшей мере, в 256 гектаров (640 акров).

22. Система по п.16, дополнительно включающая расширенную полость в каждой из наклонных скважин, ближайших к подземной зоне.

23. Способ осуществления доступа к подземной зоне от поверхности, включающий формирование двух или более наклонных скважин, простирающихся в подземную зону, причем две или более наклонных скважин формируют из общего ствола, формирование в подземной зоне одной или более, в основном горизонтальных сетей дренажных выработок, каждая из которых пересекает, по меньшей мере, одну из наклонных скважин и формирование отстойника, связанного, по меньшей мере, с одной наклонной скважиной и простирающегося ниже в основном горизонтальной сети дренажных выработок, при этом отстойник выполнен таким образом, что дренирование одной или более жидкостей из подземной зоны осуществляют через в основном горизонтальную сеть дренажных выработок и собирают в отстойнике для облегчения процесса удаления жидкостей из подземной зоны.

24. Способ по п.23, дополнительно включающий сбор одной или более жидкостей в отстойнике, связанном с каждой из двух или более наклонных скважин, откачивание одной или более жидкостей на поверхность с помощью погружного насоса, размещенного в отстойнике.

25. Способ осуществления доступа к подземной зоне от поверхности, включающий формирование входной наклонной скважины от поверхности, формирование двух или более наклонных скважин от входной скважины в подземную зону, формирование в подземной зоне одной или более, в основном горизонтальных сетей дренажных выработок, каждая из которых пересекает, по меньшей мере, одну из наклонных скважин и формирование отстойника, связанного, по меньшей мере, с одной наклонной скважиной и простирающегося ниже в основном горизонтальной сети дренажных выработок, при этом отстойник выполнен таким образом, что дренирование одной или более жидкостей из подземной зоны осуществляют через в основном горизонтальную сеть дренажных выработок и собирают в отстойнике для облегчения процесса удаления жидкостей из подземной зоны.

26. Способ по п.25, дополнительно включающий сбор одной или более жидкостей в отстойнике, связанном с каждой из двух или более наклонных скважин и откачивание одной или более жидкостей на поверхность с помощью погружного насоса, размещенного в отстойнике.

27. Способ по п.1, дополнительно включающий размещение в отстойнике погружного насоса, который осуществляет откачивание одной или более жидкостей, накапливаемых в отстойнике из подземной зоны.

28. Система по п.16, дополнительно включающая размещенный в отстойнике погружной насос, который осуществляет откачивание одной или более жидкостей, накапливаемых в отстойнике из подземной зоны.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к системам и способам восстановления и использования подземных ресурсов и, в частности, к системе с входными наклонными скважинами и способу ее осуществления.

Предпосылки создания изобретения

Подземные залежи угля содержат значительное количество связанного породой газа метана. Ограниченная добыча и использование метана из угольных месторождений осуществляется на протяжении многих лет. Однако существенные затруднения препятствовали более обширной разработке и использованию залежей газа метана в угольных пластах. Главной проблемой при добыче метана из угольных пластов является то обстоятельство, что хотя угольные пласты могут простираться на значительные площади (до нескольких тысяч гектаров), они имеют довольно небольшую мощность, изменяющуюся от нескольких сантиметров до нескольких метров. Поэтому, несмотря на то, что угольные пласты зачастую находятся относительно неглубоко от поверхности, вертикальные скважины, пробуренные в угольные пласты для добычи газа метана, могут дренировать только довольно незначительную площадь, прилегающую к угольным месторождениям. Кроме того, угольные месторождения не поддаются воздействию способов, направленных на образование трещин под давлением, а также другим способам, обычно применяемым для увеличения добычи газа метана из угольных отложений. В результате после извлечения газа, легко дренируемого из вертикальной скважины, расположенной в угольном пласте, объем дальнейшей добычи ограничивается. К тому же угольным пластам часто сопутствуют подземные воды, которые необходимо отводить, чтобы добыть метан.

Для того чтобы расширить объем угольных отложений, покрытых скважинами для добычи газа, делались попытки применять горизонтальные буровые выработки. Однако технологии горизонтального бурения требуют использования криволинейных скважин, в которых перемещение воды, извлекаемой из угольного пласта, представляет трудности. Штанговый насос, как наиболее эффективный способ откачивания воды из подземной выработки, непригоден в горизонтальных или наклонных скважинах.

Из-за указанных сложностей добычи газа метана, который должен быть удален из угольного пласта до его разработки, вместо способов дренирования с поверхности земли приходиться использовать способы подземной добычи. Применение способов подземной добычи позволяет легко удалять воду из угольного пласта и устранять разбалансированность режима бурения. Однако эти способы могут обеспечить доступ только к ограниченному объему угольных пластов, вскрытых текущими горными работами. Там, где применяется разработка длинными очистными забоями, используются, например, подземные буровые установки для бурения горизонтальных скважин из участка, разрабатываемого в настоящее время, в смежный участок, который будет разработан позже. Ограниченность технических возможностей подземного оборудования определяет предел досягаемости таких горизонтальных скважин, а также площадь, которую можно эффективно осушить. Кроме того, необходимость завершения дегазации следующего участка за период отработки участка, разрабатываемого в настоящее время, ограничивает время для дегазации. В результате возникает необходимость проходки большого количества горизонтальных скважин, чтобы отвести газ за ограниченный период времени. Кроме того, при условии высокого газосодержания или миграции газа через угольный пласт добыча должна быть приостановлена или отсрочена до тех пор, пока следующий участок разработки не будет дегазирован. Задержки разработки месторождения увеличивают затраты, связанные с дегазацией угольного пласта.

Краткое описание изобретения

В настоящем изобретении предлагается система наклонных входных скважин и способ осуществления доступа в подземную зону с поверхности, который существенно устраняет или уменьшает недостатки и проблемы, связанные с предыдущими системами и способами. В частности, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения предлагают систему входных наклонных скважин, а также способ эффективной добычи и отведения заключенного в пласте газа метана и воды из угольного пласта без необходимости чрезмерного использования криволинейных или сочлененных скважин или большой площади на поверхности для проведения буровых работ.

В соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения система доступа в подземную зону с поверхности включает входную скважину, простирающуюся вниз от поверхности земли. Множество наклонных скважин простирается от входной скважины до подземной зоны. Сети дренажных выработок простираются от наклонных скважин в подземную зону.

В соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения способ доступа к подземной зоне с поверхности включает формирование входной скважины и формирования множества наклонных скважин от входной скважины до подземной зоны. Способ также включает формирование сетей дренажных выработок от наклонных скважин в подземную зону.

В соответствии с еще одним примером осуществления настоящего изобретения способ ориентирования скважин включает проходку входной скважины от поверхности и введение связки направляющих труб во входную скважину.

Связка направляющих труб включает множество направляющих труб. Направляющие трубы продольно совмещены друг с другом и имеют первое отверстие на первом конце и второе отверстие на втором конце. Направляющие трубы могут также быть скручены друг с другом. Способ также включает формирование множества наклонных скважин от входной скважины через связку направляющих труб к подземной зоне.

Примеры осуществления настоящего изобретения могут включать одно или более технических преимуществ. Эти технические преимущества могут включать формирование входной скважины, множества наклонных скважин и сетей дренажных выработок для наиболее рационального выбора области покрытия подземных отложений, из которой необходимо дренировать газ и жидкость. Это позволяет увеличить эффективность бурения и добычи, существенно снизить затраты и уменьшить недостатки, присущие другим системам и способам. Другое техническое преимущество включает обеспечение способа ориентирования скважин с использованием связки направляющих труб, вставленной в входную скважину. Связка направляющих труб позволяет осуществлять простое ориентирование наклонных скважин относительно друг друга и создает условия для наиболее рациональной добычи полезных ископаемых из подземных зон путем выбора интервала между наклонными скважинами.

Другие технические преимущества настоящего изобретения очевидны для специалистов в данной области техники из следующих ниже чертежей, описания изобретения и формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ описание настоящего изобретения приводится со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями и на которых:

Фиг.1 - пример системы наклонных скважин для добычи ресурсов из подземной зоны;

Фиг.2А - вертикальная система добычи ресурсов из подземной зоны;

Фиг.2В - часть системы входных наклонных скважин упомянутого выше примера в дальнейшей детализации;

Фиг.3 - пример способа добычи воды и газа из подземных отложений;

Фиг.4А-4С - конструкция примера связки направляющих труб;

Фиг.5 - пример входной скважины с установленной связкой направляющих труб;

Фиг.6 - пример использования связки направляющих труб в стволе входной скважины;

Фиг.7 - пример системы наклонных скважин;

Фиг.8 - пример системы входной скважины и наклонной скважины;

Фиг.9 - пример системы наклонной скважины и сочлененной скважины;

Фиг.10 показывает добычу воды и газа для примера с системой наклонных скважин;

Фиг.11 - пример сети дренажных выработок для использования с системой наклонных скважин; и

Фиг.12 - пример расположения сетей дренажных выработок для использования с системой наклонных скважин.

Подробное описание изобретения

На Фиг.1 показан пример системы наклонных скважин для осуществления доступа в подземную зону с поверхности. Согласно примеру осуществления настоящего изобретения, описанному ниже, подземная зона представляет собой угольный пласт. Следует понимать, что используя систему наклонных скважин по настоящему изобретению, можно осуществлять доступ к другим подземным отложениям, находящимся в условиях с низким напором, ультранизким давлением и низкой пористостью в подземных зонах, чтобы отводить и/или добывать воду, углеводороды и другие жидкости в зоне, обрабатывать минералы в подземной зоне до начала горных работ, или закачивать жидкости, газы или другие вещества в зону.

Согласно Фиг.1 система наклонных скважин 10 включает входную скважину 15, наклонные скважины 20, сочлененные скважины 24, пустоты 26 и отстойники 27. Входная скважина 15 простирается от поверхности 11 к подземной зоне 22. Наклонные скважины 20 простираются от забоя входной скважины 15 к подземной зоне 22, хотя наклонные скважины 20 могут простираться от любой другой приемлемой части входной скважины 15. Если имеется множество подземных зон 22 на различных глубинах, как в данном примере, наклонные скважины 20 простираются сквозь подземные зоны 22 от самой близкой к поверхности в самую глубокую подземную зону 22. Сочлененные скважины 24 могут простираться от каждой наклонной скважины 20 в каждую подземную зону 22. Полость 26 и отстойник 27 расположены на забое каждой наклонной скважины 20.

На Фигурах 1 и 5-8 входная скважина 15 показана в основном вертикальной; однако следует понимать, что входная скважина 15 может быть сформирована под любым заданным углом относительно поверхности 11, чтобы соотнести очертания, например, поверхности 11 по абсолютным отметкам и/или геометрической конфигурации с геометрической формой или абсолютными отметками подземного пласта. В приведенном примере осуществления настоящего изобретения наклонная скважина 20 пройдена под углом, отклоняющимся от входной скважины 15 на величину угла , который в приведенном варианте осуществления изобретения равен приблизительно 20 градусам.

Следует понимать, что наклонная скважина 20 может быть пройдена под другими углами, чтобы учесть рельеф местности и другие подобные факторы, влияющие на конструкцию входной скважины 15. Наклонные скважины 20 пройдены относительно друг друга под углом , который в приведенном варианте осуществления настоящего изобретения равен приблизительно 60 градусам.

Следует понимать, что наклонные скважины 20 могут быть разделены под другими углами, зависящими от формы рельефа поверхности участка и локализации целевого угольного пласта 22.

Наклонная скважина 20 может также включать полость 26 и/или отстойник 27, расположенный на забое каждой наклонной скважины 20. Наклонные скважины 20 могут включать одну, обе или ни одну из расширенных полостей 26 и отстойника 27.

Фиг.2А и 2В поясняют в сравнении преимущество формирования наклонных скважин 20 под углом.

Согласно Фиг.2А вертикальная скважина 30 показана в сочленении со скважиной 32, простирающейся в угольный пласт 22. Как показано на чертеже, жидкости, отведенные из угольного пласта 22 в сочлененную скважину 32, должны продвигаться по сочлененной скважине 32 вверх к вертикальной скважине 30 на расстояние приблизительно W метров (футов) прежде, чем они могут быть собраны в вертикальной скважине 30. Это расстояние W метров (футов) известно как гидростатический напор и должно быть преодолено до того, как жидкости могут быть отведены из вертикальной скважины 30. На Фиг.2В показана наклонная входная скважина 34 с сочлененной скважиной 36, простирающейся в угольный пласт 22. Наклонная входная скважина 34 показана с отклонением под углом от вертикали. Как показано, жидкости, собранные в угольном пласте 22, должны продвигаться по сочлененной скважине 36 до наклонной входной скважины 34 на расстояние W метров (футов). Таким образом, гидростатический напор системы с наклонной входной скважиной понижается по сравнению с вертикальной системой. Кроме того, при формировании наклоненной входной скважины 34 под углом , сочлененная скважина 36, пробуренная по касательной или из точки искусственного отклонения ствола скважины 38, имеет больший радиус кривизны, чем сочлененная скважина 32, связанная с вертикальной скважиной 30. Это позволяет пробурить сочлененную скважину 36 большей длины, чем сочлененная скважина 32, потому что трение бурильной трубы в искривленной части понижается при увеличении радиуса кривизны, что позволяет проникнуть далее в угольный пласт 22 и увеличить осушаемую площадь подземной зоны.

Фиг.3 поясняет пример способа формирования входа с наклонными скважинами. Этапы на Фиг.3 будут дополнительно показаны на последующих Фигурах 4-12. Осуществление способа начинается на этапе 100, где формируется входная скважина. На этапе 105 обсадная труба для изоляции от пресной воды или другая соответствующая обсадная труба с закрепленной связкой направляющих труб устанавливается во входную скважину, сформированную на этапе 100. На этапе 110 обсадная труба для изоляции от пресной воды цементируется в заданном месте внутри входной скважины, сформированной на этапе 100.

На этапе 115 бурильная труба вставляется сквозь входную скважину в одну из направляющих труб в связке направляющих труб. На этапе 120 бурильная труба используется для того, чтобы пробурить около пятнадцати метров (пятидесяти футов) по зацементированной обсадной трубе. На этапе 125 буровой наконечник направляется по углу, заданному для наклонной скважины, а на этапе 130 ствол наклонной скважины проходится вниз в целевую подземную зону.

На этапе принятия решения 135 определяется, требуются ли дополнительные наклонные скважины. Если дополнительные наклонные скважины требуются, процесс возвращается к этапу 115 и повторяется этап 135. Для введения бурильной трубы в различные направляющие трубы могут быть использованы различные методы последовательного прохождения этапов 115-135, которые должны быть очевидными для специалистов в данной области знаний.

Если никакие дополнительные наклонные скважины не требуются, то процесс переходит к этапу 140. На этапе 140 в наклонной скважине устанавливается обсадная труба. Затем на этапе 145 проходится изогнутая скважина с коротким радиусом в целевой угольный пласт. На этапе 150 в основном горизонтальная скважина проходится до угольного пласта и по нему. Следует понимать, что горизонтальная скважина может отклоняться от горизонтальной плоскости, чтобы соответствовать изменениям в положении угольного пласта. Затем на этапе 155 сеть дренажных выработок проходится в угольный пласт через горизонтальную скважину. На этапе принятия решения 157 определяется, должны ли осушаться дополнительные подземные зоны, например, в случае, когда множество подземных зон расположены на различных глубинах от поверхности. Если дополнительные подземные зоны должны осушаться, процесс повторяется от этапа 145 до этапа 155 для каждой дополнительной подземной зоны. Если в дальнейшем никакие подземные зоны осушению не подлежат, процесс переходит к этапу 160.

На этапе 160 в наклонную скважину устанавливается оборудование для добычи, и на этапе 165 процесс заканчивается началом добычи воды и газа из подземной зоны.

Хотя этапы были описаны в определенной последовательности, следует понимать, что они могут быть выполнены в любом другом приемлемом порядке. Кроме того, один или более этапов могут быть опущены или при необходимости могут быть выполнены дополнительные этапы.

На Фиг.4А, 4В и 4С показано сочленение обсадной трубы с объединенной связкой направляющих труб, как описано в соответствии с этапом 105 на Фиг.3. На Фиг.4А три направляющих трубы 40 показаны в профиль и с торца. Направляющие трубы 40 соединены так, чтобы они были параллельны друг другу. В приведенном примере осуществления изобретения направляющие трубы 40 представлены 9 5/8" обсадными трубами. Следует понимать, что могут использоваться также и другие приемлемые материалы.

Фиг.4В поясняет скручивание встроенных направляющих труб 40. Направляющие трубы 40 скручиваются под углом градусов относительно друг друга при поддержании постоянного взаимного расположения под углом . Затем направляющие трубы 40 фиксируются сваркой или закрепляются иным способом в заданном месте. В данном примере осуществления изобретения угол равен 10 градусам.

На Фиг.4С показаны направляющие трубы 40 с зафиксированным скручиванием и закрепленные на хомуте обсадной трубы 42. Направляющие трубы 40 и хомут обсадной трубы 42 вместе составляют связку направляющих труб 43, которая может быть прикреплена к обсадной трубе, изолирующей пресную воду, или к иной трубе, по размеру соответствующей длине входной скважины 15 на Фиг.1 или сформированной иным приемлемым методом.

На Фиг.5 показана входная скважина 15 со связкой направляющих труб 43 и обсадной трубой 44, установленной во входной скважине 15. Входная скважина 15 простирается от поверхности 11 к целевой глубине, составляющей около ста семнадцати метров (триста девяносто футов). Входная скважина 15, как показано, имеет диаметр около шестидесяти одного сантиметра (двадцать четыре дюйма). Проходка входной скважины 15 соответствует этапу 15 Фиг.3. Связка направляющих труб 43, состоящая из обсадных труб 40, объединенных с хомутом обсадной трубы 42, показана прикрепленной к обсадной трубе 44. Обсадная труба 44 может быть любой трубой для изоляции пресной воды или другой трубой, приемлемой для использования при оборудовании скважины. Установка обсадной трубы 44 и связки направляющих труб 43 во входную скважину 15 соответствует этапу 105 из Фиг.3.

В соответствии с шагом 110 по Фиг.3 цементную пробку 46 отливают или формируют иным способом вокруг обсадной трубы внутри ствола входной скважины 15. Цементация может быть выполнена из любой смеси или вещества, пригодного для сохранения обсадной трубы 44 в требуемом положении относительно входной скважины 15.

На Фиг.6 показана входная скважина 15 и обсадная труба 44 с направляющими трубами 43 в их рабочем режиме, поскольку наклонные скважины 20 еще должны быть пробурены. Бурильная труба 50 помещается таким образом, чтобы входить в любую из направляющих труб 40 в связке направляющих труб 43. Для того чтобы держать бурильную трубу 50 по центру относительно обсадной трубы 44, может использоваться центратор 52. Центратор 52 может быть кольцевого и плавникового типа или любым другим центратором, пригодным для удержания бурильной трубы 50 относительно центрированной. Чтобы зафиксировать центратор 52 на заданной глубине в стволе скважины 15, может использоваться ограничительное кольцо 53. Ограничительное кольцо 53 может быть изготовлено из каучука, металла или любого другого инородного материала, применимого в среде наклонной скважины. Бурильная труба 50 может быть вставлена в любом порядке в любую из множества направляющих труб 40 из связки направляющих труб 43, или же бурильная труба 50 может быть направлена в назначенное соединение обсадной трубы 40. Это соответствует шагу 115 Фиг.3.

Фиг.7 иллюстрирует пример системы наклонных скважин 20. В соответствии с этапом 120 по Фиг.3 касательная скважина 60 пробурена приблизительно в пятнадцати метрах (пятидесяти футах) после забоя входной скважины 15, хотя может быть пробурена на любом другом заданном расстоянии. Касательная скважина 60 пробурена наружу от обсадной трубы 44, чтобы уменьшить магнитное взаимовлияние металлических деталей и этим облегчить буровой бригаде действия по удержанию бурового наконечника в желательном направлении. В соответствии с шагом 125 на Фиг.3 криволинейная скважина 62 проходится для задания направления бурового наконечника при подготовке бурения наклонной скважины 64.

В конкретном варианте осуществления изобретения криволинейная скважина 62 изогнута приблизительно на двенадцать градусов на расстоянии тридцать метров (сто футов), хотя может быть использовано любое другое приемлемое искривление.

В соответствии с шагом 130 на Фиг.3 наклонная скважина 64 пробурена от забоя криволинейной скважины 62 в подземную зону 22 и через нее.

Кроме того, наклонная скважина 20 может быть пробурена прямо от направляющей трубы 40 без устройства касательной скважины 60 или криволинейной скважины 62. Сочлененная скважина 65 показана в ее предполагаемом положении, но она проходится позже по времени, чем отстойник 66, который является продолжением наклонной скважины 64. Отстойник 66 также может представлять собой полость увеличенного диаметра или иметь иное соответствующее строение. После того как пройдены наклонная входная скважина 64 и отстойник 66, до установки обсадной трубы в наклонной скважине дополнительно могут быть пройдены любые желательные наклонные скважины.

На Фиг.8 показана обсадная труба наклонной скважины 64. Для упрощения иллюстрации показана только одна наклонная скважина 64. В соответствии с шагом 140 на Фиг.3 направляющая опора обсадной трубы 70 устанавливается в наклонную входную скважину 64. В иллюстрированном примере осуществления настоящего изобретения направляющий клин обсадной трубы 70 включает направляющий клин 72, который используется, чтобы механически направить бурильные штанги в желательном направлении. Следует понимать, что могут использоваться другие соответствующие обсадные трубы, а использование направляющего клина 72 не является необходимостью, если применяются другие приемлемые методы направления бурильных штанг из наклонной скважины 64 в подземную зону 22.

Обсадная труба 70 вставляется во входную скважину 15 через связку направляющих труб 43 и в наклонную скважину 64. Направляющий клин обсадной трубы 70 ориентируют так, чтобы направляющий клин 72 был помещен таким образом, чтобы последующая бурильная штанга была направлена для бурения в подземную зону 22 на заданную глубину.

На Фиг.9 показан направляющий клин обсадной трубы 70 и наклонная скважина 64. Как указано на Фиг.8, направляющий клин обсадной трубы 70 помещают в пределах наклонной скважины 64 таким образом, что бурильная штанга 50 будет ориентироваться так, чтобы пройти через наклонную скважину 64 в желательной точке ее изгиба по касательной или в точке искусственного отклонения ствола скважины 38. Это соответствует этапу 145 на Фиг.3. Для формирования сочлененной скважины 36 используется бурильная штанга 50, чтобы пройти через наклонную скважину 64 в точке ее изгиба по касательной или в точке искусственного отклонения ствола скважины 38. В определенном варианте осуществления настоящего изобретения сочлененная скважина 36 имеет радиус кривизны приблизительно двадцать один метр (семьдесят один фут) и отклонение приблизительно восемьдесят градусов на тридцать метров (сто футов) длины. В том же самом варианте осуществления настоящего изобретения наклонная скважина 64 отклоняется от вертикали приблизительно на десять градусов. В этом варианте осуществления изобретения гидростатический напор, образующийся при добыче жидкости, составляет около девяти метров (тридцати футов). Понятно, что могут использоваться любые другие приемлемые радиус кривизны, отклонение и угол наклона.

На Фиг.10 показана наклонная скважина 64 и сочлененная скважина 36 после того, как бурильная штанга 50 была использована для формирования сочлененной скважины 36. В конкретном варианте осуществления изобретения после этого в подземной зоне 22 могут быть сформированы горизонтальная скважина и сеть дренажных выработок, как представлено этапом 150 и этапом 155 на Фиг.3.

На Фиг.10 рассмотрены направляющий клин обсадной трубы 70, установленный на дне отстойника 66 для подготовки к добыче нефти и газа. Защитное кольцо 74 может устанавливаться вокруг направляющего клина обсадной трубы 70, чтобы предотвратить возможную потерю газа, добытого из сочлененной скважины 36 через направляющий клин обсадной трубы 70. Газоприемные отверстия 76 позволяют выделяющемуся газу поступать и подниматься через направляющий клин обсадной трубы 70 для сбора на поверхности.

Штанги насоса 78 и погружной насос 80 используются для перемещения воды и других жидкостей, которые собраны из подземной зоны через сочлененную скважину 36. Как показано на Фиг.10, жидкости под силой тяжести и давления в подземной зоне 22 проходят через сочлененную скважину 36 вниз наклонной скважины 64 в отстойник 66. Оттуда жидкости поступают в отверстие в направляющем клине 72 направляющего клина обсадной трубы 70, далее - в погружной насос 80 и насосные трубы 78.

Погружной насос 80 может быть одним из разнообразных погружных насосов, приемлемых для использования в среде наклонной скважины, чтобы перемещать жидкости и откачивать их к поверхности по насосным трубам 78. Установка насосных труб 78 и погружного насоса 80 соответствует этапу 160 на Фиг.3. Добыча жидкости и газа соответствует этапу 165 на Фиг.3.

Фиг.11 иллюстрирует пример сети дренажных выработок 90, которые могут быть пробурены от сочлененных скважин 36. В центре сети дренажных выработок 90 находятся входные скважины 15. Соединение со входными скважинами 15 выполняют наклонные скважины 20. После забоя наклонные скважины 20, как описано выше, продолжаются в основном горизонтальными скважины 92, в целом формируя сети наподобие "вороньей лапы" из каждой наклонной скважины 20.

Используемый в данном описании термин "каждый" обозначает все из определенного подмножества. В конкретном варианте осуществления изобретения горизонтальная досягаемость каждой горизонтальной скважины 92 составляет около четырехсот пятидесяти метров (одной тысячи пятисот футов).

Кроме того, боковой интервал между параллельными горизонтальными скважинами 92 составляет приблизительно двести сорок метров (восемьсот футов). В данном конкретном примере осуществления изобретения область дренирования приблизительно составляет около ста шестнадцати гектаров (двухсот девяноста акров). В ином варианте осуществления настоящего изобретения, где горизонтальная досягаемость горизонтальной скважины 92 составляет приблизительно семьсот тридцать два метра (две тысячи четыреста сорок футов), область дренирования расширилась бы приблизительно до двухсот пятидесяти шести гектаров (шестисот сорока акров). Однако могут использоваться любые другие приемлемые конфигурации. Кроме того, могут использоваться любые другие соответствующие сети дренажных выработок.

На Фиг.12 показано множество сетей дренажных выработок 90, ориентированных по отношению друг к другу для максимального увеличения области дренирования подземных отложений, покрытой сетью дренажных выработок 90. Каждая сеть дренажных выработок 90 образует приблизительно шестиугольную сеть дренажа. Соответственно сети дренажных выработок 90 могут быть скомпонованы, как показано на Фиг.12, так, чтобы сети дренажных выработок 90 образовали структуру, подобную пчелиным сотам.

Хотя настоящее изобретение описано в нескольких вариантах его осуществления, различные изменения и модификации могут быть предложены специалистами в данной области техники. Следует понимать, что данное изобретение охватывает такие изменения и модификации в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.