Патент на изобретение №2317404

(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве скважин с горизонтальными и наклонными стволами сложной конфигурации. При осуществлении способа вскрывают продуктивный пласт и устанавливают обсадную трубу до свода продуктивного пласта. Гравийный состав доставляют в горизонтальный ствол скважины в колонне насосно-компрессорных труб. Циркуляцией жидкости вымывают гравийный состав из колонны насосно-компрессорных труб в горизонтальный ствол скважины при одновременном подъеме колонны насосно-компрессорных труб. Уплотнение гравийного состава производят за счет периодической остановки подъема колонны насосно-компрессорных труб при вымывании гравийного состава и опускании колонны насосно-компрессорных труб до упора в образующийся гравийный фильтр. Технический результат: возможность создания гравийного фильтра при строительстве скважин с горизонтальными и наклонными стволами сложной конфигурации.

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве скважин с горизонтальными и наклонными стволами сложной конфигурации.

Известен способ сооружения забоя эксплуатационной скважины, включающий вскрытие пласта-коллектора, спуск перфорированной обсадной колонны, спуск колонны насосно-компрессорных труб с фильтром и установку его в интервале перфорации обсадной колонны, создание на забое скважины гравийного фильтра путем намыва гравия в кольцевое пространство между фильтром и обсадной колонной и в полость за обсадной колонной. При глинах-покрышке, перекрывающей пласт-коллектор, последний вскрывают в его кровле. Полость для намыва гравия создают преимущественно в подошве покрышки для возможности создания преимущественно вертикальных нагрузок со стороны гравийного фильтра на пласт-коллектор для сохранения его целостности (Патент РФ №2209944, кл. Е21В 43/04, опубл. 10.08.2003).

Известный способ применим в скважинах с горизонтальным стволом только с весьма небольшой протяженностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ создания скважинного гравийного фильтра, согласно которому с помощью бурового оборудования вскрывают продуктивный пласт, устанавливают обсадную трубу до свода продуктивного пласта, устанавливают трубу с фильтром, доставляют гравийный состав в пространство ниже свода продуктивного пласта. Внутри обсадной колонны устанавливают цементную колонну, внутри последней устанавливают насосно-компрессорную трубу с фильтром. Фильтр располагают в зоне продуктивного пласта ниже его свода. Гравийный состав представляет собой раствор из воды, цемента и гравия, а уплотнение этого гравийного состава производят механическим путем до момента превращения его в единый перфорированный монолит. Размер частиц используемого щебня в гравийном составе находится в пределах 3-15 мм (Патент РФ №2213207, кл. Е21В 43/04, опубл. 27.09.2003 – прототип).

Известный способ применим в скважинах с горизонтальным стволом только с весьма небольшой протяженностью. Доставка гравийного состава в горизонтальный ствол большой протяженности вызывает большие затруднения.

В предложенном изобретении решается задача создания гравийного фильтра при строительстве скважин с горизонтальными и наклонными стволами сложной конфигурации.

Задача решается тем, что в способе создания гравийного фильтра в горизонтальной скважине, включающем вскрытие продуктивного пласта, установку обсадной трубы до свода продуктивного пласта, доставку гравийного состава в пространство ниже свода продуктивного пласта, установку колонны насосно-компрессорных труб и уплотнение гравийного состава, согласно изобретению гравийный состав доставляют в горизонтальный ствол скважины в колонне насосно-компрессорных труб, циркуляцией жидкости вымывают гравийный состав из колонны насосно-компрессорных труб в горизонтальный ствол скважины при одновременном подъеме колонны насосно-компрессорных труб, а уплотнение гравийного состава производят за счет периодической остановки подъема колонны насосно-компрессорных труб при вымывании гравийного состава и опускании колонны насосно-компрессорных труб до упора в образующийся гравийный фильтр.

Признаками изобретения являются:

1. вскрытие продуктивного пласта;

2. установка обсадной трубы до свода продуктивного пласта;

3. доставку гравийного состава в пространство ниже свода продуктивного пласта;

4. установка колонны насосно-компрессорных труб;

5. уплотнение гравийного состава;

6. доставка гравийного состава в горизонтальный ствол скважины в колонне насосно-компрессорных труб;

7. вымывание циркуляцией жидкостью гравийного состава из колонны насосно-компрессорных труб в горизонтальный ствол скважины;

8. то же при одновременном подъеме колонны насосно-компрессорных труб;

9. уплотнение гравийного состава за счет периодической остановки подъема колонны насосно-компрессорных труб при вымывании гравийного состава и опускании колонны насосно-компрессорных труб до упора в образующийся гравийный фильтр.

Признаки 1-5 являются общими с прототипом, признаки 6-9 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При создании гравийного фильтра в скважинах с горизонтальными и наклонными стволами различной конфигурации, т.е. имеющими участки с отрицательным уклоном, закругления, волнистый профиль и т.п., возникают сложности с доставкой гравийного состава в отдаленные и конечные участки таких скважин. В предложенном изобретении решается задача создания гравийного фильтра при строительстве скважин с горизонтальными и наклонными стволами различной конфигурации. Задача решается следующим образом.

При создании гравийного фильтра в горизонтальной скважине производят вскрытие продуктивного пласта и установку обсадной трубы до свода продуктивного пласта с цементированием затрубного пространства. Бурят горизонтальный ствол скважины по продуктивному пласту. Горизонтальный ствол скважины не обсаживают. Скважину заполняют жидкостью глушения. В скважину опускают колонну насосно-компрессорных труб с временной заглушкой на конце. Заглушка может быть глухой или перфорированной. При монтаже колонны на устье скважины каждую насосно-компрессорную трубу заполняют гравийным составом. Количество заполняемых труб назначают в зависимости от длины горизонтального участка скважины. Спускают колонну насосно-компрессорных труб с гравийным составом в горизонтальный участок скважины. Удаляют временную заглушку, например, созданием повышенного давления в колонне насосно-компрессорных труб при глухой заглушке, прокачиванием разъедающего состава при перфорированной заглушке и т.п. В качестве разъедающего состава может использоваться кислота, а в качестве материала перфорированной заглушки легко разрушаемый в кислоте цветной металл типа магния. Поднимают колонну насосно-компрессорных труб на небольшую высоту от 1 до 10 м и циркуляцией жидкости вымывают часть гравийного состава из колонны насосно-компрессорных труб в горизонтальный ствол скважины. Опускают колонну насосно-компрессорных труб до упора в образующийся гравийный фильтр, уплотняя его. Операции подъема и опускания колонны насосно-компрессорных труб повторяют до полного заполнения горизонтального участка скважины гравийным составом и вымывания гравийного состава из колонны насосно-компрессорных труб. В качестве жидкости для циркуляции используют вязкую загущенную жидкость или жидкость высокой плотности, легко вымываемую из скважины пластовыми флюидами или жидкостями с поверхности, например вязкую нефть, загущенную воду, высокоминерализованную воду и т.п. Вязкость и плотность жидкостей подбирают опытным путем в зависимости от объема и фракционного состава гравийного фильтра и длины горизонтального участка скважины. Оптимальной можно считать вязкость жидкости в пределах 50-150 сантипуаз и плотность воды в пределах 1,1-1,25 кг/м³.

Пример конкретного выполнения

Выполняют устройство гравийного фильтра в горизонтальной нефтедобывающей скважине. Скважину бурят до продуктивного пласта на глубине 1200 м, выполняют установку обсадной трубы до свода продуктивного пласта с цементированием затрубного пространства. Далее бурят горизонтальный ствол скважины по продуктивному пласту длиной 300 м. Горизонтальный ствол скважины имеет сложную конфигурацию за счет спиралевидной формы в плане. Горизонтальный ствол скважины не обсаживают. Скважину заполняют жидкостью глушения. В скважину опускают колонну насосно-компрессорных труб с временной глухой заглушкой на конце. При монтаже колонны на устье скважины каждую насосно-компрессорную трубу заполняют гравийным составом, состоящим из гравия фракцией от 3 до 15 мм, и заливают водой плотностью 1,24 кг/м³, полученной растворением в воде хлорида кальция. Количество заполняемых труб назначают в зависимости от длины горизонтального участка скважины. Исходя из того что диаметр скважины больше диаметра колонны насосно-компрессорных труб общую, длину заполняемых труб назначают равной 600 м. Спускают колонну насосно-компрессорных труб с гравийным составом и водой повышенной плотности в горизонтальный участок скважины. Удаляют временную заглушку созданием повышенного давления в колонне насосно-компрессорных труб. Поднимают колонну насосно-компрессорных труб на высоту 5 м и циркуляцией жидкости плотностью 1,24 кг/м³ вымывают часть гравийного состава из колонны насосно-компрессорных труб в горизонтальный ствол скважины. Опускают колонну насосно-компрессорных труб до упора в образующийся гравийный фильтр, уплотняя его. Операции подъема и опускания колонны насосно-компрессорных труб повторяют до полного заполнения горизонтального участка скважины гравийным составом и вымывания гравийного состава из колонны насосно-компрессорных труб. Колонну насосно-компрессорных труб поднимают из скважины. Спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб с насосом и запускают в работу. В результате получают скважину с горизонтальным участком сложной конфигурации, заполненным гравийным фильтром.

Применение предложенного изобретения позволит создать гравийный фильтр при строительстве скважин с горизонтальными и наклонными стволами сложной конфигурации.

Формула изобретения

Способ создания гравийного фильтра в горизонтальной скважине, включающий вскрытие продуктивного пласта, установку обсадной трубы до свода продуктивного пласта, доставку гравийного состава в пространство ниже свода продуктивного пласта, установку колонны насосно-компрессорных труб и уплотнение гравийного состава, отличающийся тем, что гравийный состав доставляют в горизонтальный ствол скважины в колонне насосно-компрессорных труб, циркуляцией жидкости вымывают гравийный состав из колонны насосно-компрессорных труб в горизонтальный ствол скважины при одновременном подъеме колонны насосно-компрессорных труб, а уплотнение гравийного состава производят за счет периодической остановки подъема колонны насосно-компрессорных труб при вымывании гравийного состава и опускании колонны насосно-компрессорных труб до упора в образующийся гравийный фильтр.