способ завершения необсаженной части ствола буровой скважины

Формула изобретения

Способ завершения необсаженной части ствола буровой скважины, включающий размещение гильзы в заранее определенном месте ствола скважины, закрепление гильзы и ее расширение оправкой, отличающийся тем, что в гильзе, выполненной в виде одного или нескольких фильтров с несквозными насечками и гофрированными концами, перед расширением создают избыточное давление для расправления гофр на концах фильтров с фиксацией их относительно стенок скважины, причем при расширении оправкой в местах насечек происходит локальное разрушение с образованием щелей фильтра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к способу завершения необсаженной части ствола буровой скважины в подземных формациях, содержащих углеводороды.

Для предупреждения разрушения стенок скважины производят закрепление ствола скважины размещенной в нем обсадной колонной, которая крепится в стволе скважины посредством слоя цемента между стенкой обсадной колонны и стенкой ствола скважины.

Для обеспечения неограниченного притока жидкости из содержащих углеводороды формаций ствол скважины не обсаживают в той его части, которая пересекает содержащую углеводороды формацию. Если содержащая углеводороды формация настолько слаба, что обрушивается, необсаженную часть ствола скважины завершают гильзой с прорезями, допускающими приток жидкости в ствол скважины. Поскольку внутренний диаметр обсаженной части ствола меньше диаметра ствола скважины и поскольку гильзу с прорезями приходится опускать через обсаженную часть ствола скважины, диаметр гильзы с прорезями меньше диаметра ствола скважины, и за счет этого между гильзой и стенкой скважины образуется кольцевое пространство. С течением времени формация рушится и засыпает наружную стенку гильзы, так что кольцевое пространство заполняется породой. При добыче углеводородов жидкость будет протекать через формацию, через кольцевое пространство и через прорези в гильзе в обсаженный ствол скважины. Длина окружности, через которую жидкость поступает в обсаженный ствол скважины, уменьшается, таким образом, с длины окружности ствола скважины до длины окружности наружной стенки гильзы.

Известен способ завершения необсаженной части буровой скважины: Устройство, расширяемый трубчатый компонент и способ их использования в буровой скважине, (патент RU № 2225497, Е21В 29/10, 17/08,43/08, 43/10, опубл. 10.03.04 г., бюл. № 7). Устройство имеет расширяемый трубчатый компонент, способный перемещаться в скважину в сжатом состоянии и затем радиально расширяться до расширенного состояния. Средство перемещения способно перемещать расширяемый трубчатый компонент к требуемому месторасположению в буровой скважине. Приспособление развертывания вызывает расширение расширяемого трубчатого компонента из его первой в общем трубчатой конфигурации в его вторую в общем трубчатую конфигурацию.

Его недостатком является сложность доставки трубчатого компонента к требуемому месторасположению в буровой скважине при большой кривизне и протяженности вследствие неустойчивости формы при большой осевой нагрузке из-за набивания породы внутрь трубчатого компонента, так как в нем имеются прорези.

Наиболее близким к предлагаемому по большинству совпадающих признаков является способ завершения необсаженной части ствола скважины (патент РФ № 2108448, МПК Е21В 43/10, опубл. 10.04.98 г., бюл. № 10), который включает размещение гильзы в заранее определенном месте ствола скважины, закрепление гильзы и ее расширение оправкой.

Его недостатками являются сложность доставки гильзы к требуемому месторасположению в буровой скважине при большой кривизне и протяженности вследствие неустойчивости формы при большой осевой нагрузке, возникающей из-за набивания породы внутрь фильтра, и за-шламления прорезей. Набившаяся в фильтр порода препятствует перемещению оправки при расширении гильзы и может создать аварийную ситуацию при непрохождении оправки. Набившаяся порода осложняет освоение скважины, препятствуя протеканию жидкости через прорези в фильтре в обсаженный ствол скважины. Для устранения препятствия протеканию жидкости необходима проработка фильтра по удалению породы.

Техническая задача - расширение применения способа завершения необсаженной части ствола буровой скважины при большой кривизне и протяженности; завершение необсаженной части ствола буровой скважины с повышением эффективности работы фильтра; экономия времени, материалов, энергии и трудозатрат при освоении скважин.

Техническая задача решается способом завершения необсаженной части ствола буровой скважины, включающим размещение гильзы в заранее определенном месте ствола скважины, закрепление гильзы и ее расширение оправкой.

Новым является то, что в гильзе, выполненной в виде одного или нескольких фильтров с несквозными насечками и гофрированными концами, перед расширением создают избыточное давление для расправления гофр на концах фильтров с фиксацией их относительно стенок скважины, причем при расширении оправкой в местах насечек происходит локальное разрушение с образованием щелей фильтра.

На фиг.1 показана гильза в транспортном положении с частичным продольным разрезом, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1, на фиг.4 показана закрепленная гильза в положении с расправленными гофрами с частичным продольным разрезом, на фиг.5 - сечение В-В фиг.4, на фиг.6 - сечение Г-Г фиг.4, на фиг.7 показана гильза в расширенном положении с частичным продольным разрезом, на фиг.8 - сечение Д-Д фиг.7, на фиг.9 - сечение Е-Е фиг.7.

Компоновка, которой осуществляют способ завершения необсаженной части ствола буровой скважины, содержит буровые трубы 1 (фиг.1), к которой с возможностью отцепления подсоединен верхний конец 2 гофрированной трубы 3. Нижний конец 4 гофрированной трубы 3 (фиг.1 и 2) жестко соединен с верхним концом фильтра 5 (фиг.1), снабженного несквозными насечками 6 (фиг.3), а нижний конец фильтра 5 (фиг.1) жестко соединен со следующей гофрированной трубой 7. Число фильтров 5 и гофрированных труб 7 определяется длиной необсаженной части ствола буровой скважины 8. Нижний конец нижней гофрированной трубы 7 снабжен башмаком 9, имеющим клапан, через который заполняется полость 10 гофрированных труб 3, 7, фильтров 5 и буровых труб 1.

Способ завершения необсаженной части ствола буровой скважины 8 можно условно разделить на три этапа. На первом этапе собранная компоновка спускается в заранее определенное место ствола скважины 8. При спуске скважинная жидкость заполняет полость 10 буровых труб 1, гофрированных труб 3, 7, фильтров 5 через имеющийся клапан в башмаке 9. Затем под действием избыточного давления, создаваемого в колонне буровых труб 1, гофрированные трубы 3, 7 (фиг.4) расправляются. При этом гофрированная труба 3 (фиг.4 и 5) плотно прижимается к внутренней поверхности обсадной трубы 11, жестко закрепляя гильзу, а гофрированная труба 7 (фиг.4) плотно прижимается к стенке скважины 8, центрируя фильтры 5, при этом не происходит локального разрушения фильтров 5 по несквозным насечкам 6 (фиг.6). Далее, создав осевую нагрузку, проверяем надежность закрепления гильзы к колонне обсадных труб 10 (фиг.4). При надежном закреплении гильзы к колонне обсадных труб 11 отцепляем колонну буровых труб 1 от верхнего конца 2 гофрированной трубы 3 и производим подъем буровых труб 1. Завершение необсаженной части ствола буровой скважины 8 (фиг.7) осуществляется спуском расширяющейся оправки (не показана) на буровых трубах 1 (не показаны) до выхода оправки из нижнего фильтра 5. Во время перемещения расширяющейся оправки гофрированная труба 3 (фиг.7 и 8) плотно дожимается к внутренней поверхности обсадной трубы 11, окончательно жестко закрепляя гильзу. Далее производится расширение фильтра 5 (фиг.7) расширяющейся оправкой, при этом в местах насечек 6 (фиг.6) происходит локальное разрушение фильтра 5 (фиг.7) с образованием щелей 12 (фиг.9). Если в компоновке несколько фильтров, то их расширение производится сверху вниз.

Расширение применения способа завершения необсаженной части ствола буровой скважины при большой кривизне и протяженности обеспечивается отсутствием отверстий в фильтрах при спуске компоновки в скважину. Отсутствие отверстий исключает набивание породы внутрь фильтров, что обеспечивает благоприятные условия при расширении гильзы, способствует сохранению жесткости формы фильтра и облегчает перемещение гильзы по стволу скважины. Завершение необсаженной части ствола буровой скважины с повышением эффективности работы фильтра обеспечивается созданием щелевых фильтров непосредственно в продуктивном пласте, что обеспечивает беспрепятственный приток жидкости из содержащих углеводороды пластов.

Осуществлением способа завершения необсаженной части ствола буровой скважины получаем экономию времени, энергетических и финансовых затрат, материалов и трудозатрат при:

- изготовлении фильтров, так как их изготовление производится только на токарном станке;

- уменьшении времени на спуск гильзы исключением набивания породы внутрь фильтров, что облегчает перемещение гильзы по стволу скважины;

- исключении операций по промывке фильтров при освоении скважины.