способ строительства многоствольной скважины для добычи высоковязкой нефти

Формула изобретения

Способ строительства многоствольной скважины для добычи высоковязкой нефти, включающий спуск в обсадную колонну в требуемый интервал колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, фиксируемый относительно труб с возможностью последовательного поворота на определенный угол, прорезание обсадной колонны, последовательное формирование при помощи отклонителя по периметру обсадной колонны основных технологических каналов в продуктивном пласте необходимой длины при помощи гибкой трубы, спускаемой на дополнительной колонне труб, с соплом на конце, через которые подают жидкость под давлением, последовательно при помощи поворота отклонителя формируя по периметру ряд основных технологических каналов, отличающийся тем, что прорезают обсадную колонну фрезой перед спуском отклонителя по всему ее периметру в двух местах с возможностью формирования технологических каналов в пределах одного пласта, а отклонитель фиксируют в обсадной колонне так, чтобы выходные отверстия ряда основных технологических каналов располагались в пределах одной прорези обсадной колонны, при этом гибкую трубу перед спуском в скважину оснащают фильтрами, установленными через определенное расстояние, фильтрующие отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом, а после формирования одного основного технологического канала гибкую трубу отсоединяют от колонны труб и оставляют в технологическом канале, после чего дополнительную колонну труб извлекают из скважины и оснащают следующей гибкой трубой с аналогичными фильтрами для формирования после поворота отклонителя следующего основного технологического канала, аналогично первому, по завершению формирования ряда основных технологических каналов отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной и фиксируют ниже или выше первоначальной установки с возможностью последовательного поворота на определенный угол и формирования аналогично основному ряда дополнительных технологических каналов в пределах второй прорези обсадной колонны, после завершения формирования ряда дополнительных технологических каналов и извлечения отклонителя из обсадной колонны в технологические каналы закачивают кислоту для растворения кислоторастворимого материала, а затем в обсадную колонну спускают технологическую колонну труб и устанавливают пакер между рядами технологических каналов в межтрубном пространстве между обсадной колонной и технологической колонной труб.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству кустов нефтяных и газовых скважин в подземной залежи гудронового песка или залежи тяжелой нефти, имеющих высокую вязкость. Для получения углеводородов из таких залежей необходимо их нагревание.

Известен способ строительства многоствольной скважины (патент РФ №2256763, МПК ⁷ Е21В 7/08, опубл. в бюл. №20 от 20.07.2005 г.), включающий спуск в обсадную колонну в требуемый интервал 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 на конце, которая в результате взаимодействия с отклонителем прорезает окна в обсадной колонне и входит в пласт на заданное расстояние с получением технологических каналов, извлечение гибкого вала с фрезой из скважины, спуск в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа под действием отклонителя в окна обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным поступательным движением для увеличения технологических каналов до необходимой длины, при этом после спуска колонны труб с отклонителем в требуемый интервал, отклонитель фиксируют относительно обсадной колонны с возможностью последовательного поворота на определенный угол при каждом возвратно-поступательном движении колонны труб, далее после спуска в колонну труб гибкого вала с фрезой чередуют прорезание окна в обсадной колонне с получением технологического канала и извлечение фрезы из прорезанного окна с поворотом отклонителя на заданный угол при возвратно-поступательном движении колонны труб до завершения кругового цикла, затем после спуска в колонну труб гибкой трубы с соплом чередуют увеличение технологического канала до необходимой длины под действием жидкости, подаваемой под давлением в гибкую трубу с соплом, и извлечение сопла из окна обсадной колонны с поворотом отклонителя на заданный угол до завершения кругового цикла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ строительства многоствольной скважины (патент РФ №2259457, МПК ⁷ Е21В 7/06, опубл. в бюл. №24 от 27.08.2005 г.), 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 окна обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным поступательным движением для формирования технологических каналов до необходимой длины с извлечением гибкой трубы и поворотом колонны труб с отклонителем на необходимый угол до получения необходимого числа дополнительных стволов, после чего гибкую трубу окончательно извлекают из обсадной колонны, при этом вскрытие в обсадной колонне осуществляют по всему диаметру и на необходимую длину в требуемом интервале, после чего отклонитель устанавливают в зоне вскрытия, а гибкую колонну с соплом после формирования дополнительного ствола перед поворотом колонны труб с отклонителем извлекают только из зоны вскрытия обсадной колонны.

Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки:

во-первых, в процессе эксплуатации возможен обвал и засыпка горными породами одного или нескольких технологических каналов, что ведет к снижению дебита добываемой продукции;

во-вторых, отсутствие фильтрации в технологических каналах добываемой продукции может привести к частичной или полной потере проходного сечения в технологическом (их) канале(ах);

в-третьих, при строительстве такой конструкции многоствольной скважины в залежах тяжелой нефти необходимо строительство дополнительной скважины (добывающей или нагнетательной), что требует дополнительных материальных и финансовых затрат.

Технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение материальных и финансовых затрат, связанных с исключением строительства дополнительной скважины в залежах тяжелой нефти, а также повышение эффективности эксплуатации многоствольной скважины.

Указанная задача решается способом строительства многоствольной скважины для добычи высоковязкой нефти, включающим спуск в обсадную колонну в требуемый интервал колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, фиксируемый относительно труб с возможностью последовательного поворота на определенный угол, прорезание обсадной колонны, последовательное формирование при помощи отклонителя по периметру обсадной колонны основных технологических каналов в продуктивном пласте необходимой длины при помощи гибкой трубы, спускаемой на дополнительной колонне труб, с соплом на конце, через которые подают жидкость под давлением, последовательно при помощи поворота отклонителя формируя по периметру ряд основных технологических каналов.

Новым является то, что прорезают обсадную колонну фрезой перед спуском отклонителя по всему ее периметру в двух местах с возможностью формирования технологических каналов в пределах одного пласта, а отклонитель фиксируют в обсадной колонне так, чтобы выходные отверстия ряда основных технологических каналов располагались в пределах одной прорези обсадной колонны, при этом гибкую трубу перед спуском в скважину оснащают фильтрами, установленными через определенное расстояние, фильтрующие отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом, а после формирования одного основного технологического канала гибкую трубу отсоединяют от колонны труб и оставляют в технологическом канале, после чего дополнительную колонну труб извлекают из скважины и оснащают следующей гибкой трубой с аналогичными фильтрами для формирования после поворота отклонителя следующего основного технологического канала, аналогично первому, по завершении формирования ряда основных технологических каналов отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной и фиксируют ниже или выше первоначальной установки с возможностью последовательного поворота на определенный угол и формирования, аналогично основному, ряда дополнительных технологических каналов в пределах второй прорези обсадной колонны, после завершения формирования ряда дополнительных технологических каналов и извлечения отклонителя из обсадной колонны, в технологические каналы закачивают кислоту для растворения кислоторастворимого материала, а затем в обсадную колонну спускают технологическую колонну труб и устанавливают пакер между рядами технологических каналов в межтрубном пространстве между обсадной колонной и технологической колонной труб.

На фиг.1 изображена схема многоствольной скважины в процессе формирования рядов основных и дополнительных технологических каналов.

На фиг.2 изображена схема предлагаемой многоствольной скважины в процессе эксплуатации.

На фиг.3 изображено сечение А-А ряда основных технологических каналов.

Способ строительства многоствольной скважины осуществляется следующим образом.

Обсадную колонну 1 (см. фиг.1) прорезают фрезой (на фиг 1, 2, 3 не показано) перед спуском отклонителя 2 по всему ее периметру в двух местах в пределах одного пласта 3, при этом в обсадной колонне 1 образуются прорези 4 и 5, позволяющие формировать соответственно основные технологические каналы 6 и дополнительные технологические каналы 7.

После чего в обсадную колонну 1 на колонне труб 8 спускают отклонитель 2, который фиксируют в обсадной колонне 1 так, чтобы выходные отверстия ряда основных технологических каналов 6 располагались в пределах прорези 4 обсадной колонны 1, при этом отклонитель 2 имеет возможность последующего последовательного поворота с помощью колонны труб 8 на определенный угол.

Затем в колонну труб 8 спускают дополнительную колонну труб 9, на конце которой присоединена гибкая труба 10 с соплом 11 на конце, при этом гибкую трубу 9 предварительно перед спуском в скважину оснащают фильтрами 12, установленными через определенное расстояние - а, причем фильтрующие отверстия (на фиг.1, 2, 3 не показано) фильтра 12 перекрыты кислоторастворимым материалом 13. Кроме того, гибкая труба 9 соединена с дополнительной колонной труб соединением 14 (например, срезным элементом), позволяющим впоследствии дополнительной колонне труб отсоединится от гибкой трубы 10. После спуска дополнительной колонны труб в интервал вскрытия обсадной колонны 1 гибкая труба 10 проходит сквозь отклонитель 2 до взаимодействия сопла 11 с пластом 3 в интервале прорези 4 обсадной колонны 1.

Далее по дополнительной колонне труб в гибкую трубу 10 с соплом 11 подают жидкость под давлением, при этом одновременно придают дополнительной колонне труб и, соответственно, гибкой трубе 10 поступательное движение. Жидкость под большим давлением вытекает из сопла 11 гибкой трубы 10 и формирует основной технологический канал 6, который удлиняют до необходимой длины осевым перемещением дополнительной колонны труб 9 вниз с устья скважины.

После чего разгрузкой дополнительной колоны труб 9 отсоединяют ее в соединении 14 от гибкой трубы 10 с фильтрами 12 и с соплом 11. Это происходит потому, что сопло 11 гибкой трубы 10 находится во взаимодействии с пластом 3. Далее извлекают дополнительную колонну труб из скважины, а гибкую трубу 10 оставляют в основном технологическом канале 6. Затем с устья скважины колонну труб с отклонителем 2 поворачивают на определенный угол (в зависимости от количества технологических каналов, которые необходимо выполнить в прорези 4 обсадной колонны 1).

Далее на устье скважины на нижний конец дополнительной колонны труб присоединяют следующую гибкую трубу 10' с соплом (на фиг. не показано) и аналогичными фильтрами 12', отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом (на фиг.1, 2, 3 не показано), после чего вновь спускают собранную компоновку в колонну труб 8 и повторяют вышеописанный процесс, при это образуется следующий основной технологический канал 6'. Далее процесс повторяется.

Таким образом, с помощью поворота отклонителя, посредством гибких труб 10''...10ⁿ, спускаемых на дополнительной колонне труб и с соответствующими фильтрами 12''...12ⁿ, отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом 13''...13 ⁿ и соплами 11''...11ⁿ на конце, через которые подают жидкость под давлением, формируют ряд основных технологических каналов 6''...6 ⁿ необходимой длины в пласте 3.

По завершению формирования ряда основных технологических каналов 6 отклонитель 2 освобождают от соединения с обсадной колонной 1 и фиксируют ниже или выше первоначальной установки (в данном случае ниже) в обсадной колонне 1 так, чтобы выходные отверстия ряда дополнительных технологических каналов 7 располагались в пределах прорези 5 обсадной колонны 1, при этом отклонитель 2 имеет возможность последующего последовательного поворота с помощью колонны труб 8 на определенный угол.

Затем в колонну труб 8 спускают дополнительную колонну труб 9, на конце которой присоединена гибкая труба 15 с соплом 16 на конце, при этом гибкую трубу 15 предварительно перед спуском в скважину оснащают фильтрами 17, установленными через определенное расстояние - а, причем фильтрующие отверстия (на фиг.1, 2, 3 не показано) фильтра 17 перекрыты кислоторастворимым материалом 13. Кроме того, гибкая труба 15 соединена с дополнительной колонной труб соединением 14 (например, срезным элементом), позволяющим впоследствии дополнительной колонне труб отсоединится от гибкой трубы 13. После спуска дополнительной колонны труб в интервал вскрытия обсадной колонны 1 гибкая труба 15 проходит сквозь отклонитель 2 до взаимодействия сопла 16 с пластом 3 в интервале прорези 5 обсадной колонны 1.

Далее по дополнительной колонне труб в гибкую трубу 15 с соплом 16 подают жидкость под давлением, при этом одновременно придают дополнительной колонне труб и, соответственно, гибкой трубе 15 поступательное движение. Жидкость под большим давлением вытекает из сопла 16 гибкой трубы 15 и формирует дополнительный технологический канал 7, который удлиняют до необходимой длины - В осевым перемещением дополнительной колонны труб вниз с устья скважины.

После чего разгрузкой дополнительной колоны труб отсоединяют ее в соединении 13 от гибкой трубы 15 с соплом 16. Это происходит потому, что сопло 16 гибкой трубы 15 находится во взаимодействии с пластом 3. Далее извлекают дополнительную колонну труб из скважины, а гибкую трубу 15 оставляют в дополнительном технологическом канале 7. Затем с устья скважины колонну труб с отклонителем 2 поворачивают на определенный угол (в зависимости от количества технологических каналов, которые необходимо выполнить в прорези 5 обсадной колонны 1).

Далее на устье скважины на нижний конец дополнительной колонны труб присоединяют следующую гибкую трубу 15' с соплом (на фиг.1, 2, 3 не показано) и аналогичными фильтрами 17', отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом (на фиг.1, 2, 3 не показано), после чего вновь спускают собранную компоновку в колонну труб 8 и повторяют вышеописанный процесс, при это образуется следующий дополнительный технологический канал 7'. Далее процесс повторяется.

Таким образом, с помощью поворота отклонителя, посредством гибких труб 15''...15 ⁿ, спускаемых на дополнительной колонне труб и с соответствующими фильтрами 17''...17ⁿ, отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом 12''...12 ⁿ и соплами 16''...16ⁿ на конце, через которые подают жидкость под давлением, формируют ряд дополнительных технологических каналов 7''...7 ⁿ необходимой длины в пласте 3.

После формирования последнего дополнительного технологического канала 7 ⁿ во все основные технологические каналы 6...6 ⁿ и во все дополнительные технологические каналы 7...7 ⁿ закачивают кислоту (например, соляную), которая растворяет кислоторастворимый материал 13...13ⁿ в фильтрах 12...12ⁿ и фильтрах 17...17 ⁿ, при этом образуется гидравлическая связь между пластом 3 и внутренними пространствами гибких труб 10''...10 ⁿ и 15''...15ⁿ, соответственно.

После этого извлекают колонны труб 8 с отклонителем 2 из обсадной колонны 1 и спускают технологическую колонну труб 18 (см. фиг.2) и устанавливают пакер 19 между прорезями 4 и 5, соответственно, основных технологических каналов 6; 6'; 6''; 6'''...6 ⁿ и дополнительных технологических каналов 7; 7'; 7''; 7'''...7ⁿ в межтрубном пространстве 20 между обсадной колонной 1 и технологической колонной труб 18.

Далее спускают в технологическую колонну труб 9 насос 21 любой известной конструкции. После чего с устья скважины нагнетают теплоноситель (горячий водяной пар) в межтрубное пространство 20, который, достигнув прорези 4 обсадной колонны 1, попадает в гибкие трубы 10...10ⁿ и сквозь фильтры 12...12ⁿ попадает в технологические каналы 6; 6'; 6''; 6'''...6ⁿ , по которым распространяется вглубь пласта 3. Далее запускают насос 21 в работу.

Разогревание происходит по всей высоте пласта 3 радиально направленно от каждого основного технологического канала 6; 6'; 6''; 6'''...6 ⁿ (см. фиг.3), при этом горячий водяной пар не должен прорываться в дополнительные технологические каналы 7; 7'; 7''; 7'''...7ⁿ, выполненные в пласте 3 через прорезь 5, что определяется расчетным путем.

Разогретый продукт (тяжелая вязкая нефть) продуктивного пласта попадает в дополнительные технологические каналы 7; 7'; 7''; 7'''...7ⁿ и сквозь фильтры 17...17ⁿ попадает внутрь гибких труб 15...15 ⁿ, откуда через прорезь 4 поступает внутрь обсадной колонны 1 на прием насоса 21, который перекачивает разогретую тяжелую вязкую нефть на дневную поверхность.

В процессе перекачки на дневную поверхность разогретой тяжелой вязкой нефти исключается ее попадание в межколонное пространство 20 и ее контакт с теплоносителем, благодаря пакеру 19.

Использование предлагаемого способа за счет формирования дополнительного ряда технологических каналов в пределах одного пласта позволяет с помощью одной скважины как производить закачку теплоносителя в продуктивный пласт, так и производить добычу разогретой тяжелой вязкой нефти из нее, что дает возможность сэкономить материальные и финансовые средства, исключив строительство дополнительной скважины, а повышение эффективности эксплуатации многоствольной скважины связано с тем, что все технологические каналы обсажены гибкой трубой, оснащенной фильтром, что исключает разрушение (обвал горных пород) технологических каналов, при этом происходит фильтрация во всех технологических каналах как закачиваемого теплоносителя, так и добываемой разогретой тяжелой вязкой нефти.