конструкция многозабойной низкодебитной скважины для одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях аномально низких пластовых давлений

Формула изобретения

Конструкция многозабойной низкодебитной скважины для одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях аномально низких пластовых давлений, включающая обсаженный в верхней части и оборудованный хвостовиком-фильтром в нижней части основной ствол и боковые стволы, оборудованные хвостовиками-фильтрами, и спущенную в скважину лифтовую колонну, при этом обсадная колонна основного ствола в интервале между нижним боковым стволом и хвостовиком-фильтром основного ствола, расположенном в низкопродуктивном пласте, снабжена перфорационными отверстиями, хвостовики-фильтры основного и боковых стволов размещены в высокопродуктивном пласте и радиально разнесены относительно оси основного ствола, лифтовая колонна оборудована в интервале выше верхнего бокового ствола - циркуляционным клапаном и верхним полированным наконечником, в стыках основного ствола с боковыми стволами - узлами миниатюрных окон с посадочными местами, зафиксированными в защелочных соединениях обсадной колонны основного ствола, выше верхнего узла миниатюрного окна размещены верхний эксплуатационный пакер и верхний посадочный ниппель, взаимодействующий с верхним полированным наконечником верхней секции лифтовой колонны, между верхним и нижним узлами миниатюрных окон размещена промежуточная секция лифтовой колонны с нижним полированным наконечником, герметично соединенная с нижним узлом миниатюрного окна, ниже нижнего узла миниатюрного окна размещена нижняя секция лифтовой колонны с нижним эксплуатационным пакером, посадочным ниппелем, подпакерным хвостовиком и направляющей воронкой, при этом нижний эксплуатационный пакер размещен над хвостовиком-фильтром основного ствола под нижними перфорационными отверстиями, а узлы миниатюрных окон размещены таким образом, что их окна расположены напротив входных отверстий в боковые стволы, проходное отверстие верхнего посадочного ниппеля больше проходного сечения нижнего посадочного ниппеля.

Описание изобретения к патенту

Конструкция многозабойной низкодебитной скважины для одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях аномально низких пластовых давлений (АНПД) относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкциям многозабойных низкодебитных скважин, вскрывших несколько продуктивных пластов разной продуктивности.

Известна конструкция многозабойной скважины, включающая основной и боковой стволы, лифтовую колонну [Оганов А.С. и др. Многозабойное бурение скважин - развитие, проблемы, успехи. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001. - С.49].

Недостатком этой конструкции является недостаточная надежность и эффективность одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях АНПД.

Известна конструкция многозабойной скважины, включающая основной и боковой стволы, лифтовую колонну, снабженную эксплуатационным пакером [Оганов А.С. и др. Многозабойное бурение скважин - развитие, проблемы, успехи. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001. - С.46].

Недостатком этой конструкции является недостаточная надежность и эффективность одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях АНПД.

Достигаемый технический результат изобретения состоит в создании надежной конструкции многозабойной скважины для одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях АНПД.

Технический результат достигается тем, что конструкция многозабойной низкодебитной скважины для одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях АНПД включает обсаженный в верхней части и оборудованный хвостовиком-фильтром в нижней части основной ствол, боковые стволы, оборудованные хвостовиками-фильтрами, и спущенную в скважину лифтовую колонну, при этом обсадная колонна основного ствола в интервале между нижним боковым стволом и хвостовиком-фильтром основного ствола, расположенным в низкопродуктивном пласте, снабжена перфорационными отверстиями, хвостовики-фильтры основного и боковых стволов размещены в высокопродуктивном пласте и радиально разнесены относительно оси основного ствола, лифтовая колонна оборудована в интервале выше верхнего бокового ствола циркуляционным клапаном и верхним полированным наконечником, в стыках основного ствола с боковыми стволами - узлами миниатюрных окон с посадочными местами, зафиксированными в защелочных соединениях обсадной колонны основного ствола, выше верхнего узла миниатюрного окна размещены верхний эксплуатационный пакер и верхний посадочный ниппель, взаимодействующий с верхним полированным наконечником верхней секции лифтовой колонны, между верхним и нижним узлами миниатюрных окон размещена промежуточная секция лифтовой колонны с нижним полированным наконечником, герметично соединяемая с нижним узлом миниатюрного окна, ниже нижнего узла миниатюрного окна размещена нижняя секция лифтовой колонны с нижним эксплуатационным пакером, посадочным ниппелем, подпакерным хвостовиком и направляющей воронкой, при этом нижний эксплуатационный пакер размещен над хвостовиком-фильтром основного ствола под нижними перфорационными отверстиями, а узлы миниатюрных окон размещены таким образом, что их окна располагаются напротив входных отверстий в боковые стволы, проходное отверстие верхнего посадочного ниппеля больше проходного сечения нижнего посадочного ниппеля.

На чертеже изображена заявляемая конструкция многозабойной низкодебитной скважины для одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях АНПД, оборудованная лифтовой колонной из насосно-компрессорных труб, на примере трехзабойной скважины, включающей основной ствол и два боковых ствола, верхний и нижний. Количество боковых стволов может быть больше, тогда они называются (снизу вверх, по мере бурения) первый, второй, третий и т.д. Напротив каждого из боковых стволов размещается система заканчивания скважин, состоящая для условий низких пластовых давлений из одного узла миниатюрного окна.

Конструкция заявляемой скважины включает основной ствол 1, верхний 2 и нижний 3 боковые стволы и лифтовую колонну, состоящую из нескольких секций: верхней 4, промежуточной 5 и нижней 6.

Основной ствол 1 в верхней части обсажен обсадной колонной 7, а в нижней оборудован хвостовиком-фильтром 8. В интервале низкопродуктивного пласта 9, между нижним боковым стволом 3 и хвостовиком-фильтром 8 основного ствола 1, обсадная колонна 7 основного ствола 1 снабжена перфорационными отверстиями 10. В интервале высокопроницаемого пласта 11 обсадная колонна 7 основного ствола 1 снабжена хвостовиком-фильтром 8.

Верхний 2 и нижний 3 боковые стволы оборудованы хвостовиками-фильтрами, которые размещены в высокопродуктивном пласте 11.

При этом забои основного 1 и боковых 2 и 3 стволов радиально разнесены относительно оси основного ствола 1 с частичным перекрытием их зон дренирования, создавая обитую зону дренирования пласта.

Верхняя секция лифтовой колонны 4, спущенная в основной ствол 1, оборудована в интервале выше верхнего бокового ствола 2 циркуляционным клапаном 12 и верхним полированным наконечником 13. В стыках основного ствола 1 с боковыми 2 и 3 стволами лифтовая колонна оборудована верхним 14 и нижним 15 узлами миниатюрных окон, зафиксированными в верхнем 16 и нижнем 17 защелочных соединениях обсадной колонны 7 основного ствола 1. Выше верхнего узла миниатюрного окна 14 размещены верхний эксплуатационный пакер 18 и посадочный ниппель 19, взаимодействующий с верхним полированным наконечником 13 верхней секции лифтовой колонны 4. Между верхним 14 и нижним 15 узлами миниатюрных окон размещена промежуточная секция лифтовой колонны 5 с нижним полированным наконечником 20, герметично соединяемая с нижним узлом миниатюрного окна 15. Ниже нижнего узла миниатюрного окна 15 размещена нижняя секция лифтовой колонны 6 с нижним эксплуатационным пакером 21, нижним посадочным ниппелем 22 и подпакерным хвостовиком 23 с направляющей воронкой 24. Нижний эксплуатационный пакер 21 размещается над хвостовиком-фильтром 8 основного ствола 1 под нижними перфорационными отверстиями 10.

Узлы миниатюрных окон 14 и 15 размещены таким образом, что их окна располагаются напротив входных отверстий в боковые стволы 2 и 3. Проходное отверстие верхнего посадочного ниппеля 19 больше проходного сечения нижнего посадочного ниппеля 22.

В условиях АНПД необходима конструкция скважины, обеспечивающая надежность ее эксплуатации при сохранении продуктивных характеристик пластов, то есть такая конструкция, на которой при проведении любых технологических операций (ремонтные работы, консервация и т.д.) не должны быть загрязнены призабойные зоны пластов. Это можно достичь только благодаря исключению операций по глушению скважины или изоляции пластов при проведении ремонтных работ.

Для снижения теплопередачи горным породам от добываемого пластового флюида в затрубное пространство выше верхнего эксплуатационного пакера 18 необходимо закачивание инертной надпакерной жидкости, которое осуществляется через циркуляционный клапан 12.

Для обеспечения возможности извлечения верхней секции лифтовой колонны 4 от нижних секций 5 и 6 необходим верхний эксплуатационный пакер 18, герметично перекрывающий затрубное пространство скважины, верхний посадочный ниппель 19, герметично перекрывающий трубное пространство после установки в нем глухой пробки, и верхний полированный наконечник 13, позволяющий верхней секции лифтовой колонны 4 отсоединиться от нижних секций 5 и 6 и нижерасположенного оборудования. При этом инертная надпакерная жидкость, находящаяся в затрубном пространстве, удаляется через циркуляционный клапан 12 подачей в скважину инертного газа.

Для обеспечения возможности проведения ремонтных работ в верхнем 2 и нижнем 3 боковых стволах необходимы верхний 14 и нижний 15 узлы миниатюрных окон, позволяющие после установки в них клина-отклонителя, так называемого «уипстока», направлять гибкую трубу колтюбинговой установки в ремонтируемый боковой ствол или изолировать боковой ствол после установки изолирующего рукава.

Весь этот комплекс технических решений направлен на достижение технического результата - создать надежную конструкцию многозабойной скважины для одновременной эксплуатации нескольких пластов разной продуктивности в условиях АНПД. Именно такая надежная конструкция предлагается в данной заявке.

Многозабойная скважина работает следующим образом.

В скважину спускается нижний узел миниатюрного окна 15 с подвешенными к нему нижней секцией лифтовой колонны 6, нижним эксплуатационным пакером 21, нижним посадочным ниппелем 22, подпакерным хвостовиком 23 и направляющей воронкой 24. Нижний узел миниатюрного окна 15 фиксируется в нижнем защелочном соединении 17 обсадной колонны 7 основного ствола 1 таким образом, что окно нижнего узла миниатюрного окна 15 располагается напротив входного отверстия в нижний боковой ствол 3.

После этого в скважину спускается верхний посадочный ниппель 19 с подвешенными к нему верхним эксплуатационным пакером 18, верхним узлом миниатюрного окна 14 и промежуточной секцией лифтовой колонны 5 с нижним полированным наконечником 20, который герметично соединяется с нижним узлом миниатюрного окна 15. Верхний узел миниатюрного окна 14 фиксируется в верхнем защелочном соединении 16 обсадной колонны 7 основного ствола 1 таким образом, что окно верхнего узла миниатюрного окна 14 располагается напротив входного отверстия в верхний боковой ствол 2.

Затем в скважину спускается верхняя секция лифтовой колонны 4 с циркуляционным клапаном 12 и верхним полированным наконечником 13, который герметично соединяется с верхним посадочным ниппелем 19.

Таким образом, все спущенное в скважину оборудование взаимодействует между собой, образуя единую лифтовую колонну, которая подвешивается в фонтанной арматуре, устанавливаемой на колонной головке.

Далее в скважину на колонне гибких труб последовательно спускаются и устанавливаются сначала в нижнем 15, а затем в верхнем 14 узлах миниатюрных окон изолирующие рукава, перекрывающие окна этих узлов. Созданием давления в лифтовой колонне осуществляется одновременная запакеровка верхнего 18 и нижнего 21 эксплуатационных пакеров.

После этого с помощью гибкой трубы осуществляют замену технологического раствора, находящегося в основном стволе 1 скважины, на облегченную жидкость, и за счет снижения противодавления происходит вызов притока газа в скважину.

Аналогичным образом осуществляют вызов притока из боковых стволов 2 и 3 последовательным извлечением изолирующих рукавов и спуском в боковые стволы 2 и 3 гибкой трубы.

После этого в газовой среде с помощью гибкой трубы осуществляют перфорацию обсадной колонны 7 основного ствола 1. Перфорация в газовой среде предотвращает загрязнение низкопроницаемого продуктивного пласта 9, а проведение ее после освоения высокопроницаемого пласта 11 позволяет облегчить приток газа из низкопроницаемого пласта 9.

При одновременной эксплуатации высокопроницаемого 11 и низкопроницаемого 9 пластов добываемый флюид поступает на поверхность по лифтовой колонне. Причем из боковых верхнего 2 и нижнего 3 стволов флюид поступает в лифтовую колонну через окна верхнего 14 и нижнего 15 узлов миниатюрных окон. Газ из высокопроницаемого пласта 11 поступает в лифтовую колонну через ее нижнюю секцию 6, а газ из низкопроницаемого пласта 9 - через окна верхнего 14 и нижнего 15 узлов миниатюрных окон вместе с потоком газа из боковых стволов 2 и 3.

Заявляемая конструкция скважины обеспечивает надежность и безопасность эксплуатации при сохранении продуктивных характеристик пластов. Она позволяет осуществлять совместную и раздельную эксплуатацию основного и бокового стволов, позволяет осуществлять ремонтные работы в основном и боковых стволах, позволяет снизить затраты на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, сократить время нахождения скважины в бездействии и получить дополнительные объемы добываемого газа.