Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗОБЩЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ НА ОТДЕЛЬНЫЕ УЧАСТКИ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам разобщения горизонтальной скважины на участки и изоляции зон водопритока.

Известно устройство для установки пластыря в обсадной колонне (авт. свид. СССР №562636, МПК Е21В 33/12, опубл. 25.06.1977 г.), включающее полый сердечник, на нижнем конце которого закреплен формирующий дорн с направляющим наконечником и конусным пуансоном, а выше дорна размещен якорь с напорной камерой, соединенной с полостью сердечника радиальными каналами, причем с целью повышения надежности якоря в работе его корпус выполнен с разгрузочной кольцевой камерой, размещенной ниже напорной камеры, а сердечник на наружной поверхности - с продольными пазами, соединяющими после окончания рабочего хода пуансона напорную камеру с разгрузочной. Кроме того, в рабочем положении расстояние между напорной камерой и продольными пазами сердечника больше расстояния между радиальными каналами сердечника и верхним торцом напорной камеры.

Данным устройством осуществляется способ ремонта обсадных труб, нефтяных, водяных и газовых скважин, включающий спуск устройства в скважину, создание гидравлического давления, которое через полый сердечник и радиальные каналы в нем передается на формирующий дорн и якорь, выводя их в рабочее положение. Затем простым подъемом устройства формирующий дорн протягивается через гофрированный пластырь, который удерживается на месте благодаря якорю, сцепленному с обсадной трубой, прижимая пластырь к стенкам обсадной трубы. По мере подъема полого сердечника с дорнирующим инструментом радиальные каналы в сердечнике изолируются от напорной камеры, что приводит к снятию давления на якоре и перетоку жидкости в разгрузочную камеру. В результате якорь освобождается от зацепления с обсадной трубой, а формирующий дорн продолжает оставаться в рабочем положении до окончательного выправления пластыря и снятия гидравлического давления. Недостатками данного способа являются:

- невозможность установки двух и более перекрывателей за одну спуско-подъемную операцию и, как следствие, для перекрытия нескольких интервалов изоляции требуется соответствующее число спуско-подъемных операций, что требует больших материальных затрат;

- возможность возникновения аварийной ситуации при освобождении якоря от зацепления с обсадной трубой, так как гофрированный пластырь перестает удерживаться якорем и в случае недостаточного на тот момент сцепления с обсадной трубой он может сдвинуться, нарушив герметичность ремонтируемого участка обсадной трубы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изоляции осложнений в скважине профильными перекрывателями (патент RU №2433246, МПК Е21В 29/10, опубл. 10.11.2011 г.), включающий спуск на колонне труб профильного перекрывателя, размещенного между верхним упором и калибратором, с посадочным инструментом в интервал установки, расширение перекрывателя калибратором и расширяющимся конусом снизу вверх для плотного и герметичного прижатия к стенкам скважины и извлечение инструмента из скважины. При наличии нескольких интервалов изоляции устанавливают несколько аналогичных по конструкции перекрывателей, концы которых над верхним упором и под калибратором герметично перекрывают перед спуском, на расстоянии между собой и соответствующей длины, достаточной для установки напротив соответствующих интервалов изоляции. Перед калибровкой внутри профильных перекрывателей создают избыточное давление, достаточное для предварительного расправления перекрывателей и фиксации их относительно стенок скважины.

Недостатки данного способа:

- применение жестких пуансонов не обеспечивает прижатия уплотнительных элементов, что приводит к невозможности надежного разобщения участков горизонтального ствола;

- высокая вероятность заклинивания инструмента в горизонтальном стволе, так как при выходе гидродомкрата в вертикальный участок скважины в горизонтальном стволе нагрузка не доходит до последнего пуансона;

- высокие материальные затраты на осуществление способа из-за наличия большого количества пуансонов, гидродомкрата и так далее.

Техническими задачами предлагаемого способа являются обеспечение более надежного разобщения горизонтальной скважины на отдельные участки, исключение вероятности заклинивания инструмента в скважине, а также снижение материальных затрат на осуществление способа.

Технические задачи решаются способом разобщения горизонтальной скважины на отдельные участки, включающим определение геофизическими исследованиями длины и расположения зон разобщения, спуск на колонне труб профильных разобщителей с цилиндрическими концами, каждый из которых размещен между верхним и нижним упорами, причем расстояние между разобщителями выбирают согласно расположению и длинам зон разобщения, создание внутри разобщителей избыточного давления для их предварительного выправления и фиксации в интервале установки, окончательное расширение разобщителей механическими устройствами.

Новым является то, что окончательное расширение производят сверху вниз роликовым развальцевателем с регулируемым диаметром, а перед спуском в разобщители с двух сторон герметично вставляют верхний и нижний упоры, наружный диаметр которых на 2-3% меньше внутреннего диаметра цилиндрических концов разобщителей, на профильной части которых размещают уплотнительные элементы так, чтобы при расширении разобщителя развальцевателем не происходило перекрытия по длине уплотнительных элементов для герметизации внутреннего пространства скважины, причем в средней профильной части разобщителя располагают уплотнительные элементы из более твердого и износостойкого материала.

На фиг. 1 показан спуск нескольких аналогичных по конструкции профильных труб, размещенных герметично между верхними и нижними упорами.

На фиг. 2 показаны несколько аналогичных по конструкции профильных труб после их выправления и прижатия к стенкам скважины и извлечения верхних и нижних упоров.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

После проведения геофизических исследований и определения количества, расположения и длин разобщаемых участков в горизонтальный ствол 1 (фиг. 1, 2) скважины на колонне бурильных труб 2 (фиг. 1) спускают разобщители 3, в которые с двух сторон герметично с помощью манжет 4, 5 вставляют верхний 6 и нижний 7 упоры, выполненные на 2-3% меньше внутреннего диаметра цилиндрических концов 8, 9 разобщителей 3 с целью исключения заклинивания упоров 6, 7 при извлечении их из скважины. Разобщители 3 с центральными стволами 10 между собой соединяют бурильными трубами 11, длинами, позволяющими устанавливать разобщители 3 между соответствующими интервалами разобщения, причем длины их выбираются из учета длин соответствующих интервалов разобщения. На профильной части разобщителей 3 размещают уплотнительные элементы 12 так, чтобы при окончательном расширении их развальцевателем 13 (фиг. 2) не происходило перекрытия по длине уплотнительных элементов 12 для герметизации внутреннего пространства скважины. В средней профильной части разобщителя 3 располагают уплотнительные элементы 14 из более твердого и износостойкого материала. Благодаря тому что уплотнительные элементы 14 выполнены с большей описанной окружностью, чем уплотнительные элементы 12, они при спуске в горизонтальный ствол 1 не повреждаются о стенки скважины. По мере спуска разобщителей 3 в скважину благодаря обратному клапану 15, установленному на нижней бурильной трубе 11, внутренняя полость 16 бурильных труб 11 и колонны бурильных труб 2 заполняется скважинной жидкостью. Разобщители 3 устанавливают между соответствующими интервалами разобщения. После этого закачкой жидкости в колонну бурильных труб 2 и внутреннюю полость 16 бурильных труб 11 создают избыточное гидравлическое давление, которое через радиальные отверстия 17 в центральных стволах 10 распространяется во внутренние полости 18 разобщителей 3, предварительно расправляя и фиксируя их относительно стенок горизонтального ствола 1 скважины. При этом упоры 6, 7 освобождаются, и их извлекают вместе с колонной бурильных труб 2 на поверхность. После этого в горизонтальный ствол 1 скважины производят спуск развальцевателя 13 с регулируемым диаметром (см. патент РФ №2459066) для окончательного расширения разобщителей 3 в скважине и прижатия уплотнительных элементов 12 и 14.

Благодаря тому что уплотнительные элементы 12 размещают так, чтобы при окончательном расширении его развальцевателем 13 (фиг. 2) не происходило перекрытия по длине уплотнительных элементов 12, исключается чрезмерное накопление герметизирующего материала, а уплотнительный элемент 14 из более твердого износостойкого материала, расположенный в средней профильной части, предохраняет уплотнительные элементы 12 при спуске в скважину и надежно разобщает горизонтальный ствол 1 скважины на отдельные участки.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить более надежное разобщение горизонтального ствола скважины на отдельные участки за счет доведения до места установки разобщителей с уплотнительными элементами, прижатия и распределения уплотнительных элементов развальцевателем с регулируемым диаметром, а также исключить вероятность заклинивания инструмента и спускаемых компоновок в скважине и снизить материальные затраты.