Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СТВОЛА В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно используется для забуривания боковых стволов (БС) из ранее пробуренных обсаженных скважин и их крепления с созданием герметичного соединения дополнительных стволов с основным.

Известно устройство трехствольная скважина с отдельными направляющими блоками для буровой компоновки и обсадных труб (патент US 4415205, МПК 7 Е21В 43/28, 29/06, опубл. 15.11.83 г.), включающее строительство основного ствола и крепление его обсадной колонной, имеющей как минимум два легкодоступных участка, представляющие собой окна, находящиеся на различной высоте по вертикали, и внутреннее совмещающее захватывающее приспособление, последовательное бурение каждого из боковых стволов, при этом по крайней мере два из упомянутых выше боковых ствола бурятся через два упомянутых выше окна соответственно, сначала через нижнее окно, в процессе чего направляющий блок для буровой компоновки сцепляется с совмещающим захватывающим приспособлением для ориентирования компоновки низа бурильной колонны, кроме этого, спуск многотрубного направляющего блока в основной ствол с одной обсадной колонной для каждого бокового ствола, при этом упомянутый выше направляющий блок сцепляется с совмещающим захватывающим приспособлением, направляя обсадные колонны в соответствующие боковые стволы и их цементирование.

Недостатками устройства трехствольной скважины с отдельными направляющими блоками для буровой компоновки и обсадных труб являются:

- сложность конструкций устройств для осуществления способа строительства дополнительного ствола в скважине и ее эксплуатации;

- не обеспечивается возможность строительства дополнительного ствола необходимого диаметра, позволяющего эффективно эксплуатировать вскрытую залежь нефти или газа, из основного ствола возможно забуривание нескольких дополнительных стволов с кратно уменьшенным диаметром (из обсадной колонны диаметром 9 5/8 дюйма бурятся дополнительные стволы диаметром 3 дюйма);

- невозможность создания герметичного соединения хвостовика дополнительного ствола с обсадной колонной основного ствола скважины;

- способы и оборудование для их осуществления применимы только при строительстве новых МЗС и не позволяют осуществлять забуривание дополнительного ствола из существующих скважин.

- сложность очистки установочных мест под съемный клин и устройства для адресного входа в дополнительный ствол после цементирования обсадной колонны основного ствола скважины.

Наиболее близким устройством к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому при использовании техническому результату являются опорная плита для бурения и обустройства скважин и способ ее использования (патент RU №2186190, МПК 7 Е21В 7/08, опубл. Бюл. №21 от 27.07.02 г.), включающие бурение первого ствола скважины и расширение его нижней части по диаметру, крепление его первой обсадной трубой, оснащенной в нижней части опорной плитой с двумя полыми элементами, которые размещаются в расширенной части первого ствола, расширение полых элементов, установку уипстока или ориентирующего кулачка в первом полом элементе опорной плиты, бурение первого бокового ствола (БС) через второй полый элемент опорной плиты и крепление его колонной-хвостовиком, после этого установку уипстока или ориентирующего кулачка в следующий полый элемент, бурение через первый полый элемент второго БС и его крепление колонной-хвостовиком.

Недостатками известных опорной плиты для бурения и обустройства скважин и способа ее использования являются:

- значительное уменьшение диаметра боковых стволов относительно основного;

- необходимость кратно расширять место установки опорной плиты, что сопряжено с большими трудностями;

- невозможность использования при строительстве дополнительных стволов из существующих скважин;

- необходимость выбуривать цемент из полых элементов опорной плиты после ее цементирования.

Техническими задачами предполагаемого изобретения являются создание способа, позволяющего производить строительство дополнительных стволов из обсаженных эксплуатационной колонной скважин с сохранением проходного сечения основного ствола без значительного уменьшения диаметра дополнительного ствола, а также снижение затрат на строительство многозабойных скважин.

Технические задачи решаются способом строительства дополнительного ствола в скважине, включающим бурение основного ствола и крепление его обсадной колонной, расширение ствола в зоне строительства дополнительного ствола, спуск, расширение давлением и крепление опорной плиты с ответвлением под дополнительный ствол, цементирование расширения ствола, бурение дополнительного ствола и его крепление.

Новым является то, что основной ствол бурят и крепят до проектной глубины, производят расширение ствола вырезанием интервала обсадной колонны основного ствола с получением верхней и нижней частей основного ствола, цементирование интервала расширения обсадной колонны, разбуривание цемента в интервале расширения с созданием сообщения верхней и нижней частей основного ствола с одновременным расширением диаметром, превышающим внутренний диаметр обсадной колонны на толщину стенки длинного элемента опорной плиты, забуривание и бурение дополнительного ствола с установкой съемного клина-отклонителя, а извлечение клина-отклонителя производят до спуска опорной плиты, которую ориентируют во время спуска в скважину по геофизическим приборам, устанавливают и герметично фиксируют расширением так, чтобы боковое ответвление опорной плиты было размещено в дополнительном стволе.

На фиг.1 показано разбуривание цемента в зоне расширения с созданием сообщения верхней и нижней частей основного ствола диаметром, превышающим внутренний диаметр обсадной колонны на толщину стенки длинного элемента опорной плиты (разрез).

На фиг.2 показано бурение дополнительного ствола со съемного клина-отклонителя (разрез).

На фиг.3 показана опорная плита для строительства дополнительного ствола в скважине (разрез).

На фиг.4 показан разрез А-А на фиг.1.

На фиг.5 показан разрез Б-Б на фиг.1.

На фиг.6 показаны установка и герметичная фиксация расширением опорной плиты с размещением бокового ответвления плиты в дополнительном стволе (разрез).

Способ реализуется в следующей последовательности.

Бурят основной ствол 1 (фиг.1, 2, 6) до проектной глубины и крепят его обсадной колонной 2. Производят расширение основного ствола 1 вырезанием интервала 3 обсадной колонны 2 основного ствола 1 устройством для вырезания участка колонны труб в скважине (см., например, патент РФ №2110665 - на фиг.1 не показано) с получением верхней 4 (фиг.1, 2, 6) и нижней 5 частей основного ствола 1. После этого цементируют интервал 3 расширения основного ствола 1. После ожидания затвердевания цемента 6 его разбуривают долотом 7 (фиг.1 показано условно) в интервале 3 (фиг.1, 2, 6) расширения с созданием сообщения верхней 4 и нижней 5 частей основного ствола 1 с одновременным расширением расширителем 8 (см., например, патент РФ №2117747 - на фиг.1 показан условно) диаметром, превышающим внутренний диаметр обсадной колонны 2 (фиг.1, 2, 6) на толщину стенки длинного элемента 9 (фиг.3-5) опорной плиты 10 (фиг.3-6). При этом фрезеруют участки 11, 12 (фиг.1, 2, 6) длиной 0,5-1 м обсадной колонны 2 верхней 4 и нижней 5 частей основного ствола 1.

Затем в интервал 3 расширения производят спуск и ориентированную установку съемного клина-отклонителя 13 (см., например, патент РФ №2414580 - фиг.2), с которого производят бурение дополнительного ствола 14. Извлекают клин-отклонитель 13 с помощью устройства для извлечения клина-отклонителя (см., например, патент РФ №2415250 - на фиг.2 не показано).

После этого в интервал 3 расширения на спускном инструменте, например, на посадочной головке, на развальцевателе-калибраторе (см., например, патент РФ №1782079 - на фиг.6 не показано) и т.д. производят спуск опорной плиты 10 (фиг.3-6), не доходя 1,5-2 м до дополнительного ствола 14 (фиг.2, 6). Ориентируют с помощью геофизических приборов опорную плиту 10 (фиг.3-6) так, чтобы ответвление 15 (фиг.6) располагалось по направлению дополнительного ствола 14 (фиг.2. 6). Созданием внутреннего избыточного давления начинают выправлять опорную плиту 10 (фиг.3-6), одновременно производя доспуск ее на скорости 0,5 м/с, при этом ответвление 15 (фиг.6) входит в дополнительный ствол 14 и опорная плита 10 полностью, выправляясь, закрепляется в интервале расширения 3, причем ее верхняя часть располагается в участке 11, а нижняя - в участке 12 обсадной колонны 2 верхней 4 и нижней 5 частей основного ствола 1. После этого отсоединяют спускной инструмент и производят привальцовку длинного элемента 9 (фиг.3-6) к основному стволу 1 (фиг.6), захватывают башмак 16 (на фиг.3 показан условно - см., например, патент РФ №2172387 или патент РФ №59695) и извлекают его на поверхность, либо он разбирается и падает на забой. Извлекают инструмент на поверхность. Затем производят спуск в скважину извлекаемого клина-отклонителя с роликовым развальцевателем (на фиг.6 не показано), устанавливают его в основном стволе 1 (фиг.6) таким образом, чтобы желоб клина находился напротив входа в дополнительный ствол 14, отсоединяют развальцеватель и привальцовывают ответвление 15 в дополнительном стволе 14. Захватывают башмак 17 (на фиг.3 показан условно) и извлекают его на поверхность, либо он разбирается и падает на забой. Крепление дополнительного ствола 14 (фиг.6) производят щелевым фильтром (на фиг.6 не показано) с подвеской его к нижнему концу ответвления 15 (фиг.6), либо колонной профильных труб (см., например, патент RU №2079633 - на фиг.6 не показано). Затем извлекают клин-отклонитель на поверхность.

В случае необходимости крепления дополнительного ствола 14 цементируемым хвостовиком (на фиг.6 не показано) привальцовывают ответвление 15 (фиг.6) (как описано выше) и извлекают клин-отклонитель из скважины. Спуск и ввод хвостовика в дополнительный ствол 14 производят с помощью самоориентирующегося устройства для многоствольной скважины (см., например, патент RU №76675 -на фиг.6 не показано), после чего производят крепление дополнительного ствола 14 цементированием хвостовика по стандартной технологии.

Данное изобретение позволяет производить строительство дополнительных стволов из обсаженных эксплуатационной колонной скважин с сохранением проходного сечения основного ствола без значительного уменьшения диаметра дополнительного ствола, а также снизить затраты на строительство дополнительных стволов.