Патент на изобретение №2299967

(54) СПОСОБ ПРОВОДКИ КОММУНИКАЦИОННОЙ СКВАЖИНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительства, в частности к средствам направленного бурения и к средствам уплотнения или изоляции буровых скважин, применяемым при сооружении трубопроводов под руслами рек. Сущность изобретения: способ проводки коммуникационной скважины, включающий направленное бурение пилотной скважины, закрепление тампонажным составом зоны расположения скважины в неустойчивых породах и образование ствола коммуникационной скважины посредством расширения пилотной скважины, отличающийся тем, что упомянутое закрепление тампонажным составом осуществляют посредством нагнетания тампонажного состава через, по меньшей мере, одно ответвление ствола пилотной скважины, при этом проводку, по меньшей мере, одного ответвления ствола пилотной скважины осуществляют в сторону азимутального направления пилотной скважины над зоной расположения ствола скважины в неустойчивых породах. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении устойчивости ствола коммуникационной скважины в неустойчивых породах аллювиальных отложений на протяжении всего технологического процесса направленного бурения с последующим поэтапным расширением скважины и безаварийной установкой дюкера. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к средствам направленного бурения и к средствам изоляции буровых скважин, применяемым при сооружении трубопроводов под руслами рек.

Известны способы проводки коммуникационной скважины, включающие направленное бурение скважины и закрепление тампонажным составом зоны расположения скважины в неустойчивых породах (например, ЕР 0484208, Е21В 33/13, 06.05.1992).

Недостатком таких способов является технологическая сложность и сравнительно более высокая энергоемкость образования ствола коммуникационной скважины в один проход с размером сечения под установку, например, соответствующего трубопровода.

Более рациональным и наиболее близким к заявляемому объекту является способ проводки коммуникационной скважины, включающий направленное бурение пилотной скважины, закрепление тампонажным составом зоны расположения скважины в неустойчивых породах и образование ствола коммуникационной скважины посредством расширения пилотной скважины (WO 9951850, Е21В 33/13, 14.10.1999).

Однако вследствие того, что при реализации указанного способа закрепление тампонажным составом зоны расположения в неустойчивых породах осуществляется непосредственно из пилотной скважины, область консолидации неустойчивых пород будет сосредоточена в пространстве, примыкающем непосредственно к стволу пилотной скважины. Кроме того, в условиях преимущественно близкого к горизонтальному нисходящего положения проектной траектории направленного бурения тампонажный состав под действием гравитации будет перетекать из области над стволом скважины в область под стволом скважины. Указанное обстоятельство существенно меняет размеры зоны консолидации и ограничивает диапазон последующего расширения ствола пилотной скважины из-за опасности разрушения зоны консолидации, что, в конечном итоге, либо уменьшает размер возможного сечения, например, устанавливаемого в коммуникационную скважину дюкера, либо требует многократного повторного закрепления тампонажным составом.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание средства для бурения коммуникационной скважины под руслами рек с последующей установкой в ней дюкера трубопровода.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении устойчивости ствола коммуникационной скважины в неустойчивых породах аллювиальных отложений на протяжении всего технологического процесса направленного бурения с последующим поэтапным расширением скважины и безаварийной установкой дюкера.

Указанный технический результат достигается способом проводки коммуникационной скважины, включающим направленное бурение пилотной скважины, закрепление тампонажным составом зоны расположения скважины в неустойчивых породах и образование ствола коммуникационной скважины посредством расширения пилотной скважины, за счет того, что упомянутое закрепление тампонажным составом осуществляют посредством нагнетания тампонажного состава через, по меньшей мере, одно ответвление ствола пилотной скважины, при этом проводку, по меньшей мере, одного ответвления ствола пилотной скважины осуществляют в сторону азимутального направления пилотной скважины над зоной расположения ствола скважины в неустойчивых породах.

А также за счет того, что проводку ответвления ствола пилотной скважины осуществляют перед бурением ствола пилотной скважины в неустойчивых породах.

А также за счет того, что перед проводкой ответвления ствола пилотную скважину закрепляют колонной обсадных труб.

А также за счет того, что нагнетание тампонажного состава осуществляют до насыщения зоны расположения ствола скважины в неустойчивых породах.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема расположения коммуникационной скважины в толще пород под руслом реки, на фиг.2 – фрагмент I фиг.1 с изображением ответвления ствола пилотной скважины, а на фиг.3 – фрагмент I фиг.1 с изображением ствола коммуникационной скважины в зоне консолидации неустойчивых пород.

Реализация способа осуществляется следующим образом.

Производят направленное бурение прямолинейного участка 1 пилотной скважины 2 по проектной траектории 3 до кровли 4 пласта неустойчивых пород 5 (например, гравелистых). Перед дальнейшим бурением ствола пилотной скважины 2 в неустойчивых породах 5 из прямолинейного участка 1 осуществляют проводку ответвления 6 ствола пилотной скважины 2 по расчетной траектории 7 в сторону азимутального направления пилотной скважины 2 над зоной расположения ствола коммуникационной скважины 8 в неустойчивых породах 5 и по возможности по кровле 4 пласта неустойчивых пород 5. Проводку выполняют, например, посредством снаряда с отклонителем (не показан) на колонне бурильных труб 9 и с применением промывки буровым раствором. При необходимости перед проводкой указанного ответвления 6 прямолинейный участок 1 пилотной скважины 2 закрепляют колонной обсадных труб 10. По достижении необходимой протяженности указанного ответвления 6 в межтрубном пространстве обсадных 10 и бурильных 9 колонн труб устанавливают пакер 11 и по колонне бурильных труб 9 через ответвление 6 нагнетают тампонажный состав (например, цементно-бентонитовую смесь) в зону расположения ствола коммуникационной скважины 8 в неустойчивых породах 5. Нагнетание тампонажного состава осуществляют по возможности до насыщения зоны расположения ствола коммуникационной скважины 8 в неустойчивых породах 5. По завершении нагнетания колонну бурильных труб 9 с буровым снарядом извлекают до уровня башмака (не показан) колонны обсадных труб 10, обратной промывкой из пилотной скважины 2 на прямолинейном участке 1 удаляют излишки тампонажного состава. Закрепление тампонажным составом зоны расположения коммуникационной скважины 8 в неустойчивых породах 5 осуществляют посредством выдержки тампонажной смеси до достижения пастообразного состояния или до ее затвердевания с образованием легко разбуриваемой твердой рыхлой структуры 12 ниже расположения ответвления 6. Момент затвердевания устанавливают по состоянию контрольных проб, после чего завершают бурение пилотной скважины по проектной траектории с выполнением на восходящем участке расположения коммуникационной скважины 8 в неустойчивых породах 5 совокупности упомянутых действий по закреплению тампонажным составом непосредственно из ствола пилотной скважины 2. Образование ствола коммуникационной скважины 8 посредством расширения пилотной скважины 2 выполняют обратным однократным или многократным премещением колонны бурильных труб 9 в пилотной скважине 2, но уже с расширителем до требуемого для протаскивания дюкера размера.

При необходимости пресечения значительной по протяженности зоны пласта неустойчивых пород 5 совокупность действий по проводке ответвления 6 ствола пилотной скважины с нагнетанием тампонажного состава, его выдержкой и последующим продолжением бурения пилотной скважины 2 может последовательно повторятся. При этом расчетная траектория проводки каждого дополнительного ответвления 6 ствола пилотной скважины 2 каждый раз будет проходить по подошве 13 предшествующей твердой рыхлой структуры 12, созданной нагнетанием тампонажного состава через предшествующее ответвление 6. Режим нагнетания во всех случаях ограничивают величиной гидроразрыва кровли 4 неустойчивых пород 5, а также проницаемостью и пористостью пород.

Формула изобретения

1. Способ проводки коммуникационной скважины, включающий направленное бурение пилотной скважины, закрепление тампонажным составом зоны расположения скважины в неустойчивых породах и образование ствола коммуникационной скважины посредством расширения пилотной скважины, отличающийся тем, что упомянутое закрепление тампонажным составом осуществляют посредством нагнетания тампонажного состава через, по меньшей мере, одно ответвление ствола пилотной скважины, при этом проводку, по меньшей мере, одного ответвления ствола пилотной скважины осуществляют в сторону азимутального направления пилотной скважины над зоной расположения ствола скважины в неустойчивых породах.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводку ответвления ствола пилотной скважины осуществляют перед бурением ствола пилотной скважины в неустойчивых породах.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед проводкой ответвления ствола пилотную скважину закрепляют колонной обсадных труб.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагнетание тампонажного состава осуществляют до насыщения зоны расположения ствола скважины в неустойчивых породах.

РИСУНКИ