Патент на изобретение №2318973

(54) СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА МНОГОСТВОЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству многоствольных скважин в залежах тяжелой нефти. Техническая задача – сокращение материальных затрат и финансовых затрат, связанных с исключением строительства дополнительной скважины в залежах тяжелой нефти, а также исключение прямого контакта теплоносителя со стенками обсадной колонны. Способ строительства многоствольной скважины включает спуск в обсадную колонну в требуемый интервал колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, фиксируемый относительно обсадной колонны с возможностью последовательного поворота на определенный угол. Последовательное прорезание фрезой, закрепленной на конце гибкого вала, при помощи отклонителя по периметру окон в обсадной колонне с получением технологических каналов в продуктивном пласте. Извлечение гибкого вала, а затем последовательное формирование по периметру обсадной колонны технологических каналов необходимой длины при помощи гибкой трубы с соплом на конце, через которые подают жидкость под давлением, формируя по периметру ряд технологических каналов. После извлечения гибкой трубы с соплом его заменяют на веерное сопло, которое спускают в колонну труб на гибкой трубе до взаимодействия с отклонителем, после чего под давлением, меньшим, чем при формировании технологических каналов подают жидкость и расширяют поперечное сечение каждого технологического канала при помощи гибкой трубы с веерным соплом. Далее производят извлечение гибкой трубы с веерным соплом из колонны труб, а отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной и фиксируют ниже или выше первоначальной установки с возможностью последовательного поворота на определенный угол и формируют и расширяют аналогично первому ряду второй ряд технологических каналов в пределах этого же продуктивного пласта. После чего извлекают сначала веерное сопло с гибкой трубой, а затем колонну труб с отклонителем из обсадной колонны труб. Затем в обсадную колонну труб спускают технологическую колонну труб с радиальными отверстиями, выше и ниже которых размещены соответственно верхний и нижний пакеры, причем радиальные отверстия технологической колонны труб устанавливают напротив верхнего ряда технологических каналов, причем верхний пакер устанавливают выше первого ряда технологических каналов, а нижний пакер между первым и вторым рядами технологических каналов в межтрубном пространстве между обсадной колонной и технологической колонной труб, далее через технологическую колонну труб спускают внутреннюю колонну труб, нижний конец которой находится ниже торца технологической колонны труб и расположен напротив второго ряда технологических каналов, причем нижний конец технологической колонны труб загерметизирован относительно внутренней колонны труб. 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству многоствольных скважин в залежах тяжелой нефти.

Известен способ строительства многоствольной скважины (патент RU №2256763, МПК Е21В 7/08, опубл. в бюл. №20 от 20.07.2005), 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.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ строительства многоствольной скважины (патент RU №2259457, МПК Е21В 7/06, опубл. в бюл. №24 от 27.08.2005 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, которая в результате взаимодействия с отклонителем прорезывает 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, подача 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 прорезывание 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 при возвратно-поступательном движении колонны труб до завершения кругового цикла.

Как аналогу, так и прототипу присущ общий недостаток, связанный с тем, что 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 исключение прямого контакта теплоносителя со стенками обсадной колонны.

Техническая задача решается способом строительства многоствольной скважины, включающим спуск в обсадную колонну в требуемый интервал колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, фиксируемый относительно обсадной колонны с возможностью последовательного поворота на определенный угол, последовательное прорезание фрезой, закрепленной на конце гибкого вала, при помощи отклонителя по периметру окон в обсадной колонне с получением технологических каналов в продуктивном пласте, извлечение гибкого вала, последовательное формирование по периметру обсадной колонны технологических каналов необходимой длины при помощи гибкой трубы с соплом на конце, через которые подают жидкость под давлением, формируя по периметру ряд технологических каналов.

Новым является то, что после извлечения гибкой трубы с соплом его заменяют на веерное сопло, которое спускают в колонну труб на гибкой трубе до взаимодействия с отклонителем, после чего под давлением, меньшим, чем при формировании технологических каналов, подают жидкость и расширяют поперечное сечение каждого технологического канала при помощи гибкой трубы с веерным соплом, после чего производят извлечение гибкой трубы с веерным соплом из колонны труб, а отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной и фиксируют ниже или выше первоначальной установки с возможностью последовательного поворота на определенный угол, при этом формируют и расширяют аналогично первому ряду второй ряд технологических каналов в пределах этого же продуктивного пласта после извлечения на поверхность из обсадной колонны труб веерного сопла с гибкой трубой, а также колонны труб с отклонителем, в нее спускают технологическую колонну труб с радиальными отверстиями, выше и ниже которых размещены верхний и нижний пакеры, причем радиальные отверстия технологической колонны труб устанавливают напротив верхнего ряда технологических каналов, при этом верхний пакер устанавливают выше первого ряда технологических каналов, а нижний пакер – между первым и вторым рядами технологических каналов в межтрубном пространстве между обсадной колонной и технологической колонной труб, далее через технологическую колонну труб спускают внутреннюю колонну труб, нижний конец которой находится ниже торца технологической колонны труб и расположен напротив второго ряда технологических каналов, причем нижний конец технологической колонны труб загерметизирован относительно внутренней колонны труб.

На Фиг.1 изображена схема предлагаемого способа строительства многоствольной скважины.

На Фиг.2 изображено сечение А-А верхнего ряда.

В зацементированную обсадную колонну 1 (см. Фиг.1) в требуемый интервал производят спуск колонны труб, на конце которой расположен отклонитель. Затем отклонитель фиксируют относительно обсадной колонны 1 с возможностью его поворота на требуемый угол (например, 60°) в обсадной колонне 1. Затем в обсадную колонну 1 спускают гибкий вал с фрезой на конце до взаимодействия с отклонителем (на Фиг.1 и 2 не показано) с последующим их вращением и поступательным перемещением. При этом фреза в результате взаимодействия с отклонителем прорезывает окно 2 в обсадной колонне 1 под прямым углом и входит в продуктивный пласт 3 на заданное расстояние с получением технологического канала 4. Извлекают гибкий вал с фрезой из окна 2. Затем колонну труб приподнимают на заданную высоту и опускают в исходное положение, в результате отклонитель поворачивается на вышеуказанный угол 60°. После чего фрезеруют следующее окно 2′ с получением технологического канала 4′ (см. Фиг.2). Сочетая извлечение гибкого вала с фрезой с поворотом отклонителя на требуемый угол и фрезерованием окон 2”; 2”’ и т.д. с технологическими каналами 4”; 4”’; и т.д. до завершения кругового цикла, получают технологические каналы 4; 4′; 4”; 4”’…4ⁿ в первому ряду 5 по всему периметру обсадной колонны 1. Затем гибкий вал с фрезой извлекают из колонны труб. Потом спускают в колонну труб гибкие трубы с соплом до входа под действием отклонителя в окно 2 обсадной колонны 1. Далее подают жидкость под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным поступательным движением, в результате технологический канал 4 увеличивается до необходимой длины L.

После этого гибкую трубу с соплом извлекают из окна 2. Затем колонну труб приподнимают на заданную высоту и опускают в исходное положение, в результате отклонитель поворачивается на вышеуказанный угол 60°. После чего удлиняют под действием напора жидкости, подаваемой через гибкие трубы с соплом, следующий технологический канал 4′. Сочетая извлечение гибкой трубы с соплом с поворотом отклонителя на требуемый угол и удлинением технологических каналов 4”; 4”’ и т.д. до завершения кругового цикла, получают технологические каналы 4; 4′; 4”; 4”’…4ⁿ требуемой длины в заданном интервале по всему периметру обсадной колонны 1.

После этого извлекают гибкую трубу с соплом из колонны труб, а сопло заменяют на веерное сопло (не показано), которое на гибкой трубе вновь спускают в колонну труб до взаимодействия с отклонителем, после чего под давлением, меньшим чем при формировании технологических каналов 4; 4’…4ⁿ, подают жидкость, расширяя поперечное сечение 6; 6’…6ⁿ (см. Фиг.2) каждого технологического канала 4; 4’…4ⁿ при помощи гибкой трубы с веерным соплом.

После извлечения гибкой трубы с веерным соплом отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной 1.

После извлечения гибкой трубы с соплом из обсадной колонны 1 отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной 1 и фиксируют его ниже или выше первоначальной установки с возможностью последовательного поворота на определенный угол (например, ниже первоначальной установки).

Далее аналогичным образом, как описано выше, формируют и расширяют аналогично первому ряду 5 второй ряд 7 технологических каналов в пределах этого же продуктивного пласта 3. С этой целью в обсадной колонне 1 с помощью гибкой трубы с фрезой на конце спускаемых в колонну труб вырезают дополнительные окна 8; 8′; …8ⁿ с получением соответствующих дополнительных технологических каналов 9; 9′;…9ⁿ во втором ряду 7 по всему периметру обсадной колонны 1, которые затем, спустив гибкую трубу с соплом в колонну труб, увеличивает до необходимой длины.

После чего извлекают гибкую трубу с соплом из колонны труб, а сопло заменяют на веерное сопло, которое на гибкой трубе вновь спускают в колонну труб до взаимодействия с отклонителем, после чего под давлением, меньшим, чем при формировании дополнительных технологических каналов 9; 9’…9ⁿ во втором ряду 7, подают жидкость, расширяя поперечное сечение 10′; 10’…10ⁿ (см. Фиг.1) каждого дополнительного технологического канала 9; 9’…9ⁿ во втором ряду 7 при помощи гибкой трубы с веерным соплом. После этого извлекают гибкую трубу с веерным соплом на поверхность, а отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной 1 и вместе с колонной труб также извлекают на поверхность.

Далее в обсадную колонну 1 спускают технологическую колонну труб 11 с радиальными отверстиями 12, выше и ниже которых размещены верхний 13 и нижний 14 пакера. Кроме того, технологическая колонна труб 9 снизу снабжена уплотнительными элементами 15.

Верхний пакер 13 устанавливают выше первого ряда 5 технологических каналов 4; 4′; …4ⁿ, а нижний пакер 14 устанавливают между первым 5 и вторым 7 рядами технологических каналов 4; 4′; …4ⁿ и 9; 9′; …9ⁿ в межтрубном пространстве 16 между обсадной колонной 1 и технологической колонной труб 11.

Далее через технологическую колонну труб 11 спускают внутреннюю колонну труб 17, нижний конец которой находится ниже нижнего торца технологической колонны труб 9 и расположен напротив второго ряда 7 технологических каналов 9; 9′; …9ⁿ.

Далее спускают во внутреннюю колонну труб 17 насос 18 любой известной конструкции.

После чего нагнетают теплоноситель (горячий водяной пар) с устья скважины (не показано) по пространству между технологической колонной труб 11 и внутренней колонной труб 17 через межтрубное пространство 19 с устья скважины, который, достигнув ряда 5 через окна 2; 2′; 2”; 2”’…2ⁿ, попадает в технологические каналы 4; 4′; 4”; 4”’…4ⁿ, по которым распространяется вглубь продуктивного пласта 3. Далее запускают насос 18 в работу.

Разогревание происходит по всей высоте продуктивного пласта 3 радиально направленно от каждого технологического канала 4; 4′; 4”; 4”’…4ⁿ ряда 5, при этом горячий водяной пар не должен прорываться в технологические каналы 9; 9′; 9”; 9”’…9ⁿ второго ряда 7, что определяется расчетным путем.

Разогретый продукт (тяжелая вязкая нефть) продуктивного пласта попадает в технологические каналы 9; 9′; 9”; 9”’…9ⁿ дополнительного ряда 7 и сквозь окна 7; 7′; 7”; 7”’…7ⁿ обсадной колонны 1 поступает внутрь обсадной колонны 1 ниже нижнего пакера 14 на прием насоса 18, который перекачивает разогретую тяжелую вязкую нефть на дневную поверхность.

В процессе перекачки на дневную поверхность разогретой тяжелой вязкой нефти исключается ее попадание в межтрубное пространство 19 и ее контакт с теплоносителем благодаря уплотнительным элементам 15, герметизирующим нижний конец технологической колонны труб 11.

В предлагаемом способе исключается контакт теплоносителя со стенками обсадной колонны 1 благодаря межтрубному пространству 16, образуемому технологической колонной труб 11 и обсадной колонной труб 1, которое поглощает основную часть тепла, в связи с чем снижается отрицательное воздействие теплоносителя на физические свойства цементного камня за обсадной колонной 1.

Использование предлагаемого способа за счет формирования дополнительного ряда технологических каналов в пределах одного продуктивного 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, кроме того, исключение котакта закачиваемого в скважину теплоносителя напрямую со стенками обсадной колонны позволяет значительно сократить его отрицательное влияние на физические свойства цементного камня за обсадной колонной, а значит и продлить срок службы скважины до капитального ремонта.

Формула изобретения

Способ строительства многоствольной скважины, включающий спуск в обсадную колонну в требуемый интервал колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, фиксируемый относительно обсадной колонны с возможностью последовательного поворота на определенный угол, последовательное прорезание фрезой, закрепленной на конце гибкого вала, при помощи отклонителя по периметру окон в обсадной колонне с получением технологических каналов в продуктивном пласте, извлечение гибкого вала, последовательное формирование по периметру обсадной колонны технологических каналов необходимой длины при помощи гибкой трубы с соплом на конце, через которые подают жидкость под давлением, формируя по периметру ряд технологических каналов, отличающийся тем, что после извлечения гибкой трубы с соплом его заменяют на веерное сопло, которое спускают в колонну труб на гибкой трубе до взаимодействия с отклонителем, после чего под давлением, меньшим, чем при формировании технологических каналов, подают жидкость и расширяют поперечное сечение каждого технологического канала при помощи гибкой трубы с веерным соплом, после чего производят извлечение гибкой трубы с веерным соплом из колонны труб, а отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной и фиксируют ниже или выше первоначальной установки с возможностью последовательного поворота на определенный угол, при этом формируют и расширяют аналогично первому ряду второй ряд технологических каналов в пределах этого же продуктивного пласта, после извлечения на поверхность из обсадной колонны труб веерного сопла с гибкой трубой, а также колонны труб с отклонителем в нее спускают технологическую колонну труб с радиальными отверстиями, выше и ниже которых размещены верхний и нижний пакеры, причем радиальные отверстия технологической колонны труб устанавливают напротив верхнего ряда технологических каналов, при этом верхний пакер устанавливают выше первого ряда технологических каналов, а нижний пакер – между первым и вторым рядами технологических каналов в межтрубном пространстве между обсадной колонной и технологической колонной труб, далее через технологическую колонну труб спускают внутреннюю колонну труб, нижний конец которой находится ниже торца технологической колонны труб и расположен напротив второго ряда технологических каналов, причем нижний конец технологической колонны труб загерметизирован относительно внутренней колонны труб.

РИСУНКИ