Патент на изобретение №2386006

(54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ, КРЕПЛЕНИЯ И ОСВОЕНИЯ МНОГОЗАБОЙНОЙ СКВАЖИНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии бурения скважин, а именно к способам проведения, крепления и освоения многозабойных нефтяных скважин. Способ включает бурение основного ствола до последнего по глубине разветвления, крепление его трубами, бурение дополнительных стволов с последующим их креплением хвостовиками из основного ствола. Основной ствол сначала бурят до кровли верхнего продуктивного пласта с набором зенитного угла и крепят его, потом углубляют его до размещения в толще наиболее продуктивного пласта с креплением экспандируемыми трубами с размещенными на них при необходимости пакерами, отсекающими продуктивные пласты друг от друга, и производят его освоение. Затем из основного ствола проводят последовательное бурение, крепление и освоение дополнительных стволов от забоя к кровле верхнего продуктивного пласта с размещением забоев дополнительных стволов в различных продуктивных пластах. Ранее пробуренные и освоенные стволы изолируют от следующего дополнительного ствола в процессе его бурения, крепления и освоения. Обеспечивает повышение добычных возможностей скважины, снижение временных, трудовых и материальных затрат на проведение, крепление и освоение многозабойной скважины. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства скважин, а именно к способам проведения, крепления и освоения многозабойных нефтяных скважин.

Известен способ проводки и крепления наклонно-направленной скважины с вскрытием продуктивного пласта горизонтальным участком ствола (патент RU 2089714, C1 E21B 7/04, опубл. бюлл. 25 от 10.09.1997 г.), включающий проводку и крепление верхней части основного ствола обсадными трубами технической колонны выше продуктивного горизонта, осуществление дальнейшей проводки ствола с набором зенитного угла и его стабилизации до выхода на горизонтальный участок скважины с входом в продуктивный пласт, дальнейшее крепление ствола обсадными трубами эксплуатационной колонны, с вводом ее в продуктивный пласт на горизонтальном участке скважины, после чего проводку горизонтального участка скважины осуществляют долотом диаметром, меньшим диаметра основного ствола, открытым забоем до проектной величины.

Недостатком известного способа является уменьшение площади фильтрации пластового флюида, при проводке горизонтального участка скважины долотом меньшего диаметра. Горизонтальный участок не обсажен металлическими трубами, вследствие этого в слабосцементированных горных породах могут произойти обвалы.

Известен другой способ бурения дополнительного ствола из эксплуатационной колонны скважины (патент RU 2172384, С2 E21B 7/06, опубл. бюлл. 23 от 20.08.2001 г.), включающий бурение дополнительного ствола из эксплуатационной колонны скважины до кровли продуктивного пласта с использованием отклонителя, закачивание изоляционного материала в скважину, крепление пробуренной части дополнительного ствола экспандируемыми профильными трубами, вскрытие продуктивного пласта при поддержании на забое давления, равновесного с внутрипластовым или депрессивного по отношению к нему.

Известный способ, относящийся к технологии бурения дополнительных стволов из эксплуатационных скважин, эффективен для бурения боковых стволов в малодебитных, обводнившихся и бездействующих скважинах. Однако для строительства новых скважин известный способ не эффективен, в виду того, что в основной ствол для зарезки дополнительного ствола устанавливается отклонитель несъемной конструкции, в результате чего ликвидируется основной ствол и уменьшается добывная возможность скважины.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является способ проведения и крепления многозабойной скважины (патент RU 2074944, C1 E21B 7/04, опубл. бюлл. 7 от 10.03.1997 г.), заключающийся в бурении основного ствола до последнего по глубине разветвления, креплении основного ствола трубами, бурении дополнительных стволов с последующим их креплением хвостовиками из основного ствола.

Недостатками данного способа являются:

– исключение основного ствола скважины из процесса отбора флюида непосредственно из какого-либо пласта и, как следствие, снижение добывных возможностей скважины;

– сложность при бурении дополнительных стволов, так как необходимы дополнительные устройства для изоляции каждого из пробуренных и закрепленных стволов и дополнительные спуско-подъемные операции для их установки при бурении и креплении очередного дополнительного ствола;

– сложность при освоении дополнительных стволов, в связи с тем, что необходимы дополнительные приспособления и устройства для попадания в каждый отдельный ствол и дополнительные спуско-подъемные операции для их установки, в процессе освоения многозабойной скважины;

– при появлении водопритока в одном из дополнительных стволов требуются дополнительные гидродинамические исследования каждого ствола;

– необходимы дополнительные спуско-подъемные операции для разбуривания верхних легкосплавных бурильных труб, входящих в эксплуатационную колонну при креплении дополнительных стволов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение добывных возможностей скважины, связанное с тем, что основной ствол проводится в толще наиболее продуктивного пласта и участвует в отборе флюида, сохранение коллекторских свойств пласта, за счет исключения операции цементирования основного ствола в толще продуктивного пласта, упрощение технологии бурения, крепления и освоения многозабойной скважины за счет того, что съемный герметизирующий отклонитель позволяет изолировать каждый бурящийся ствол от ранее пробуренных, закрепленных и освоенных стволов, и осуществление контроля за состоянием каждого отдельного ствола в процессе его бурения, крепления и освоения за счет того, что каждый ствол последовательно бурится, крепится и осваивается, после чего строится следующий ствол, кроме того, исключены операции по разбуриванию легкосплавных бурильных труб, так как крепление дополнительных стволов производится ниже отхода дополнительного ствола от основного.

Решение поставленной задачи достигается способом проведения, крепления и освоения многозабойной скважины, включающим бурение основного ствола до кровли первого продуктивного пласта и крепление его, проводку основного ствола в толщу наиболее продуктивного пласта, крепление и освоение основного ствола, бурение дополнительных стволов в различные продуктивные пласты, крепление их и освоение каждого ствола в отдельности.

Новым является то, что основной ствол сначала бурят до кровли верхнего продуктивного пласта с набором зенитного угла и крепят его, потом углубляют его до размещения в толще наиболее продуктивного пласта с креплением экспандируемыми трубами с размещенными на них при необходимости пакерами, отсекающими продуктивные пласты друг от друга, и производят его освоение, затем из основного ствола проводят последовательное бурение, крепление и освоение дополнительных стволов от забоя к кровле верхнего продуктивного пласта с размещением забоев дополнительных стволов в различных продуктивных пластах, при этом ранее пробуренные и освоенные стволы изолируют от следующего дополнительного ствола в процессе его бурения, крепления и освоения.

На фиг.1 показана многозабойная скважина в случае, когда основной ствол пробурен в толще продуктивного пласта, расположенного в верхней части геологического разреза.

На фиг.2 показана многозабойная скважина в случае, когда основной ствол пробурен в толще продуктивного пласта, расположенного в средней части геологического разреза.

На фиг.3 показана многозабойная скважина в случае, когда основной ствол пробурен в толще продуктивного пласта, расположенного в нижней части геологического разреза.

Способ выполняется в трех вариантах.

1 вариант.

Осуществляют бурение основного ствола 1 (фиг.1) до кровли 2′ верхнего продуктивного пласта 2 с набором зенитного угла. Обсаживают основной ствол скважины 1 металлическими обсадными трубами 3, а затем производят их крепление заливкой цементным раствором 4 любым известным способом (например, прямым цементированием). После этого продолжают бурение основного ствола 5 в толщу наиболее продуктивного пласта 2, расположенного в верхней части геологического разреза, диаметром, обеспечивающим прохождение бурильного инструмента через обсадные трубы 3, до проектной глубины. Затем спускают хвостовик, скомпонованный из экспандируемых труб 6. Производят расширение экспандируемых труб 6 любым известным способом (например, развальцовкой или дорнированием). Производят перфорацию в нижней части экспандируемых труб 6 любым известным способом (например, с помощью кумулятивного перфоратора ПК-103). При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 7. Далее осуществляют освоение основного ствола 5.

Для проведения первого дополнительного ствола 8, в основном стволе 5 на проектной глубине выше зоны перфорации основного ствола 5 устанавливают съемный герметизирующий отклонитель 9 (например, гидравлический отклонитель, см. Патент РФ 2311522) (на фиг.1 показан условно) и вырезают окно в экспандируемых трубах 6. Далее осуществляют проводку первого дополнительного ствола 8 в толще нижележащего пласта 10 до проектной глубины, а затем обсаживают и крепят ствол 8 с помощью любого известного хвостовика 11 с пакерами 12 (например, профильного перекрывателя, см. А.С. СССР 1367586 «Соединение профильных труб перекрывателей скважин», цементируемого хвостовика и т.д. с установкой на них пакеров, например, пакера заколонного П3-216 см. Патент РФ 2143053), с целью отсечения продуктивных пластов 2 и 10 друг от друга. Производят перфорацию хвостовика 11 любым известным способом. При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 7. Далее осуществляют освоение дополнительного ствола 8. Съемный герметизирующий отклонитель 9 изолирует основной ствол 5 от воздействия промывочной жидкости, выбуренной породы и воздействия гидравлического давления, возникающего в процессе бурения, крепления и освоения дополнительного ствола 8, с целью сохранения коллекторских свойств освоенного пласта 2.

Для проведения второго дополнительного ствола 13, съемный герметизирующий отклонитель 9 переустанавливают в основном стволе 5 от забоя к обсадной колонне 3 основного ствола 1. В экспандируемых трубах 6 проводят вырезание окна, затем осуществляют проводку второго дополнительного ствола 13 в толще нижележащего пласта 14 до проектной глубины. Далее обсаживают и крепят ствол 13 с помощью любого известного хвостовика 15 с пакерами 12, с целью отсечения друг от друга продуктивных пластов 2, 10 и 10, 14. Производят перфорацию хвостовика 15 любым известным способом. При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 7. Далее осуществляют освоение дополнительного ствола 13. Съемный герметизирующий отклонитель 9 изолирует основной 5 и дополнительный 8 стволы от воздействия промывочной жидкости, выбуренной породы и воздействия гидравлического давления, возникающего в процессе бурения, крепления и освоения дополнительного ствола 13, с целью сохранения коллекторских свойств освоенных пластов 2 и 10.

Проведение, крепление и освоение других дополнительных стволов в случае необходимости осуществляют аналогично проведению, креплению и освоению дополнительных стволов 8 и 13.

2 вариант.

Осуществляют бурение основного ствола 16 (фиг.2) до кровли 17 верхнего продуктивного пласта 17 с набором зенитного угла. Обсаживают основной ствол скважины 16 металлическими обсадными трубами 18, а затем производят их крепление заливкой цементным раствором 19 любым известным способом (см. вариант 1). После этого продолжают бурение основного ствола 20 в толщу наиболее продуктивного пласта 21, расположенного в средней части геологического разреза, диаметром, обеспечивающим прохождение бурильного инструмента через обсадные трубы 18 до проектной глубины. Затем спускают хвостовик, скомпонованный из экспандируемых труб 22, с пакерами 23 (см. А.С. СССР 1367586 «Соединение профильных труб перекрывателей скважин»), при этом пакеры 23 установлены с целью отсечения продуктивных пластов 17 и 21 друг от друга. Производят расширение экспандируемых труб 22 любым известным способом (см. вариант 1). Производят перфорацию в нижней части экспандируемых труб 22 любым известным способом (см. вариант 1). При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 24. Далее осуществляют освоение основного ствола 20.

Для проведения первого дополнительного ствола 25, в основном стволе 20 на проектной глубине выше зоны перфорации основного ствола 20 устанавливают съемный герметизирующий отклонитель 9 (см. вариант 1) (на фиг.2 показан условно) и вырезают окно в экспандируемых трубах 22. Далее осуществляют проводку первого дополнительного ствола 25 в толще нижележащего пласта 26 до проектной глубины, а затем обсаживают и крепят ствол 25 с помощью хвостовика 27 с пакерами 28 (см. вариант 1), с целью отсечения продуктивных пластов 21 и 26 друг от друга. Производят перфорацию хвостовика 27. При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 24. Далее осуществляют освоение дополнительного ствола 25. Съемный герметизирующий отклонитель 9 изолирует основной ствол 20 от воздействия промывочной жидкости, выбуренной породы и воздействия гидравлического давления, возникающего в процессе бурения, крепления и освоения дополнительного ствола 25, с целью сохранения коллекторских свойств освоенного пласта 21.

Для проведения второго дополнительного ствола 29, съемный герметизирующий отклонитель 9 переустанавливают в основном стволе 20 от забоя к обсадной колонне 18 основного ствола 16 и в интервале выше кровли 17′ верхнего продуктивного пласта 17. В экспандируемых трубах 22 проводят вырезание окна, затем осуществляют проводку второго дополнительного ствола 29 в толще вышележащего пласта 17 до проектной глубины. Далее обсаживают и крепят ствол 29 с помощью хвостовика 30 с пакерами 28, с целью исключения заколонных перетоков. Производят перфорацию хвостовика 30. При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 24. Далее осуществляют освоение дополнительного ствола 29. Съемный герметизирующий отклонитель 9 изолирует основной 20 и дополнительный 25 стволы от воздействия промывочной жидкости выбуренной породы и воздействия гидравлического давления, возникающего в процессе бурения, крепления и освоения дополнительного ствола 29, с целью сохранения коллекторских свойств освоенных пластов 21 и 26.

Проведение, крепление и освоение других дополнительных стволов в случае необходимости осуществляют аналогично проведению, креплению и освоению дополнительных стволов 17 и 26, при этом сначала производят последовательное проведение, крепление и освоение дополнительных столов в нижележащие продуктивные пласты, а затем последовательно в вышележащие пласты, при этом герметизирующий отклонитель 9 при проведении дополнительных стволов в вышележащие пласты устанавливают в интервалы между продуктивными пластами.

3 вариант.

Осуществляют бурение основного ствола 31 (фиг.3) до кровли 32′ верхнего продуктивного пласта 32 с набором зенитного угла. Обсаживают основной ствол скважины 31 металлическими обсадными трубами 33, а затем производят их крепление заливкой цементным раствором 34 любым известным способом (см. вариант 1). После этого продолжают бурение основного ствола 35 в толщу наиболее продуктивного пласта 36, расположенного в нижней части геологического разреза, диаметром, обеспечивающим прохождение бурильного инструмента через обсадные трубы 33, до проектной глубины. Затем спускают хвостовик, скомпонованный из экспандируемых труб 37, с пакерами 38 (см. вариант 2), при этом пакеры 38 установлены с целью отсечения продуктивных пластов 32, 39 и 36, 39 друг от друга. Производят расширение экспандируемых труб 37 любым известным способом (см. вариант 1). Производят перфорацию в нижней части экспандируемых труб 37 любым известным способом (см. вариант 1). При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 40. Далее осуществляют освоение основного ствола 35.

Для проведения первого дополнительного ствола 41, в основном стволе 35 на проектной глубине выше зоны перфорации основного ствола 35 устанавливают съемный герметизирующий отклонитель 9 (см. вариант 1) (на фиг.3 показан условно) в интервал между продуктивными пластами 32, 39 и вырезают окно в экспандируемых трубах 37. Далее осуществляют проводку первого дополнительного ствола 41 в толще вышележащего пласта 39 до проектной глубины, а затем обсаживают и крепят ствол 41 с помощью хвостовика 42 с пакерами 43 (см. вариант 1), с целью исключения заколонных перетоков. Производят перфорацию хвостовика 42. При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 40. Далее осуществляют освоение дополнительного ствола 41. Съемный герметизирующий отклонитель 9 изолирует основной ствол 37 от воздействия промывочной жидкости, выбуренной породы и воздействия гидравлического давления, возникающего в процессе бурения, крепления и освоения дополнительного ствола 41, с целью сохранения коллекторских свойств освоенного пласта 39.

Для проведения второго дополнительного ствола 44, съемный герметизирующий отклонитель 9 переустанавливают в основном стволе 35 от забоя к обсадной колонне 33 основного ствола 31 и в интервале выше кровли 32′ верхнего продуктивного пласта 32. В экспандируемых трубах 37 проводят вырезание окна, затем осуществляют проводку второго дополнительного ствола 44 в толще вышележащего пласта 32 до проектной глубины. Далее обсаживают и крепят ствол 44 с помощью хвостовика 45 с пакерами 43, с целью исключения заколонных перетоков. Производят перфорацию хвостовика 45. При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 40. Далее осуществляют освоение дополнительного ствола 44. Съемный герметизирующий отклонитель 9 изолирует основной 35 и дополнительный 41 стволы от воздействия промывочной жидкости, выбуренной породы и воздействия гидравлического давления, возникающего в процессе бурения, крепления и освоения дополнительного ствола 44, с целью сохранения коллекторских свойств освоенных пластов 36 и 39.

Проведение, крепление и освоение других дополнительных стволов в случае необходимости осуществляют аналогично проведению, креплению и освоению дополнительных стволов 41 и 44.

Экспандируемые трубы 22 (фиг.2) или 37 (фиг.3) оснащаются соответствующими пакерами 23 (фиг.2) или 38 (фиг.3) по мере необходимости в случаях, когда наиболее продуктивный пласт 21 (фиг.2) или 36 (фиг.3) расположен не в верхней части геологического разреза.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение добывных возможностей скважины, связанное с тем, что основной ствол проводится в толще наиболее продуктивного пласта и участвует в отборе флюида, сохранение коллекторских свойств пласта, за счет исключения операции цементирования основного ствола в толще продуктивного пласта, упрощение технологии бурения, крепления и освоения многозабойной скважины за счет того, что съемный герметизирующий отклонитель позволяет изолировать пробуренные, закрепленные и освоенные стволы от следующего бурящегося ствола, и исключаются операции по установке и снятию различных пробок и пакеров для изолирования ранее пробуренных стволов. Так же данный способ обеспечивает осуществление контроля за состоянием каждого отдельного ствола в процессе его бурения, крепления и освоения за счет того, что каждый ствол последовательно бурится, крепится и осваивается, после чего строится следующий ствол. Кроме того, предлагаемый способ позволяет исключить операции по разбуриванию легкосплавных труб в основном стволе после крепления дополнительных стволов хвостовиками, в связи с тем что хвостовики крепятся без входа в основной ствол.

И как следствие, предлагаемый способ позволяет значительно снизить временные, трудовые и материальные затраты на проведение, крепление и освоение многозабойной скважины.

Формула изобретения

Способ проведения, крепления и освоения многозабойной скважины, включающий бурение основного ствола до последнего по глубине разветвления, крепление его трубами, бурение дополнительных стволов с последующим их креплением хвостовиками из основного ствола, отличающийся тем, что основной ствол сначала бурят до кровли верхнего продуктивного пласта с набором зенитного угла и крепят его, потом углубляют его до размещения в толще наиболее продуктивного пласта с креплением экспандируемыми трубами с размещенными на них при необходимости пакерами, отсекающими продуктивные пласты друг от друга, и производят его освоение, затем из основного ствола проводят последовательное бурение, крепление и освоение дополнительных стволов от забоя к кровле верхнего продуктивного пласта с размещением забоев дополнительных стволов в различных продуктивных пластах, при этом ранее пробуренные и освоенные стволы изолируют от следующего дополнительного ствола в процессе его бурения, крепления и освоения.

РИСУНКИ