Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДОСТАВКИ ОБОРУДОВАНИЯ В ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ИЛИ НАКЛОННЫЙ СТВОЛ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при доставке оборудования в горизонтальный или наклонный ствол скважины.

Известен способ доставки оборудования в требуемый интервал скважины (патент RU №2352753, МПК E21B 23/08, опубл. 20.04.2009 г.), включающий размещение и спуск оборудования на проволоке, или канате, или грузонесущем капиллярном трубопроводе, или геофизическом кабеле по непрерывному трубопроводу меньшего, чем колонна насосно-компрессорных труб (НКТ), диаметра, закрепленному на наружной поверхности колонны НКТ. Непрерывный трубопровод спускают совместно с колонной НКТ, а перемещение оборудования в непрерывном трубопроводе осуществляют за счет гидродинамического напора подаваемых в непрерывный трубопровод жидкости или газа.

Недостатком известного способа является неразрывность связи колонны НКТ и непрерывного трубопровода, закрепленного на колонне НКТ. При необходимости перемещения или подъема из скважины одного из элементов, например колонну НКТ, неизбежно приходится перемещать или поднимать из скважины второй элемент - непрерывный трубопровод.

Наиболее близким по технической сущности является способ доставки оборудования в горизонтальный или наклонный ствол скважины (патент RU №2459926, МПК E21B 23/08, опубл. 27.08.2012 г.), включающий размещение и спуск оборудования по непрерывному трубопроводу, меньшему, чем колонна НКТ, диаметра и совместный спуск непрерывного трубопровода и колонны НКТ, при этом нижний конец непрерывного трубопровода соединяют с насадкой герметичным неразъемным в скважинных условиях соединением, колонну НКТ соединяют с насадкой разъемным соединением, проталкивают колонну НКТ в горизонтальный или наклонный ствол скважины, а посредством насадки протягивают и непрерывный трубопровод, отсоединяют разъемное соединение и поднимают из скважины колонну НКТ, снабжают колонну НКТ глубинным насосом и спускают в скважину параллельно непрерывному трубопроводу, эксплуатируют в скважине колонну НКТ с насосом и оборудование в непрерывном трубопроводе независимо друг от друга.

Недостатками реализации способа являются:

- во-первых, низкая эффективность реализации при совместном проталкивании колонны НКТ и непрерывного трубопровода при большой кривизне или наличии сужения в горизонтальном или наклонном стволе скважины, т.е. в осложненном интервале горизонтального или наклонного ствола скважины ввиду того, что и непрерывный трубопровод, и колонна НКТ снизу жестко присоединены к наконечнику, что увеличивает как жесткость конструкции, так и габаритные размеры конструкции относительно проходного сечения эксплуатационной колонны скважины, поскольку концы непрерывного трубопровода и колонны НКТ соединены в насадке эксцентрично, поэтому расстояние между осями колонн НКТ и непрерывного трубопровода остается постоянным, что увеличивает вероятность заклинивания конструкции в осложненном интервале горизонтального или наклонного ствола скважины;

- во-вторых, низкая надежность, связанная с необходимостью разъединения НКТ от насадки в скважине, а это риск неотсоединения и, как следствие, невозможность подъема колонны НКТ на поверхность и проведение повторных работ. Кроме того, возможно преждевременное разъединение колонны НКТ от наконечника при совместном проталкивании колонны НКТ и непрерывного трубопровода при большой кривизне или наличии сужения в эксплуатационной колонне скважины;

- в третьих, высокая продолжительность работ, связанная с постоянным одновременным спуском непрерывного трубопровода и колонны НКТ, а также проведением дополнительных работ, связанных с необходимостью расстыковки разъемного соединения и подъемом колонны НКТ из скважины, снабжением колонны НКТ эксплуатационным оборудованием (глубинным насосом) и повторным спуском колонны НКТ с эксплуатационным оборудованием (глубинным насосом) в скважину параллельно непрерывному трубопроводу.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и надежности реализации способа при совместном проталкивании колонны НКТ и непрерывного трубопровода, а также сокращение продолжительности работ при реализации способа.

Поставленная техническая задача решается способом доставки оборудования в горизонтальный или наклонный ствол скважины, включающим размещение оборудования по непрерывному трубопроводу меньшего, чем колонна НКТ, диаметра, оснащение нижнего конца непрерывного трубопровода насадкой герметичным неразъемным в скважинных условиях соединением, совместный спуск непрерывного трубопровода и НКТ.

Новым является то, что насадку выполняют в виде конуса, направленного вершиной вниз, определяют диаметр основания конуса, который выполняют меньше внутреннего диаметра ствола скважины на радиус колонны НКТ, а непрерывный трубопровод жестко крепят в конусе концентрично, сначала проталкивают непрерывный трубопровод с конусом в горизонтальный или наклонный ствол скважины до его остановки в осложненном интервале скважины, после чего на устье скважины колонну НКТ снабжают заглушкой и эксплуатационным оборудованием, спускают колонну НКТ в горизонтальный или наклонный ствол скважины параллельно непрерывному трубопроводу до упора нижнего конца колонны НКТ в торец основания конуса, затем разгружают колонну НКТ на конус, и протягивают непрерывный трубопровод до выхода их из осложненного интервала скважины, после чего проталкивают непрерывный трубопровод с конусом до забоя, а колонну НКТ устанавливают в заданном интервале размещения эксплуатационного оборудования в горизонтальном или наклонном стволе скважины.

Гибкая безмуфтовая труба колтюбинговой установки, например диаметром 25,1 мм обладает малой жесткостью и представляют собой непрерывный трубопровод. В гибкой безмуфтовой трубе размещают геофизическое оборудование, например оптиковолоконный кабель, посредством которого производят измерение температуры по всему стволу горизонтальной или наклонной скважины, поэтому гибкую безмуфтовую трубу необходимо спускать до забоя.

Гибкую безмуфтовую трубу колтюбинговой установки (непрерывный трубопровод) можно протолкнуть в горизонтальную или наклонную скважину до забоя, если скважина не имеет большой кривизны, сужений или забой скважины не направлен вверх, т.е. в горизонтальную или наклонную скважину, не имеющую осложненных интервалов. При наличии осложненных интервалов непрерывный трубопровод можно спустить лишь до достижения такого интервала, вследствие большого трения о стенки скважины и малой жесткости средств доставки, поэтому далее его надо проталкивать через этот осложненный интервал.

В предложенном изобретении решается задача обеспечения доставки геофизического оборудования в составе непрерывного трубопровода через осложненный интервал горизонтального или наклонного ствола скважины и обеспечивается спуск эксплуатационного оборудования на колонне НКТ за один спуск колонны НКТ, совмещенный с проталкиванием непрерывного трубопровода через осложненный интервал горизонтальной или наклонной скважины.

На чертеже схематично показан процесс реализации предлагаемого способа.

На устье скважины 1 с горизонтальным или наклонным стволом 2 вставляют нижний конец непрерывного трубопровода 3 в углубление 4 насадки, которая выполнена в виде конуса 5, направленного вершиной вниз.

Перед установкой нижнего конца непрерывного трубопровода 3 в углубление 4 определяют диаметр основания - d конуса 5 выполняют меньше внутреннего диаметра - D горизонтального или наклонного ствола 2 скважины 1 на радиус - R колонны НКТ 6. Непрерывный трубопровод 3 жестко крепят в конусе 5 концентрично. Таким образом, диаметр d конуса 5 равен:

где d - диаметр основания конуса 5, мм;

D - внутренний диаметр горизонтального или наклонного ствола 2 скважины 1, мм;

R - радиус колонны НКТ 6, мм.

В непрерывном трубопроводе 3 размещают оптико-волоконный кабель 7. Оптиковолоконный кабель 7 позволяет проводить исследования в скважине, в частности выполнять термометрию скважины.

Непрерывный трубопровод 3 с оптико-волоконным кабелем 7 спускают в горизонтальной или наклонный ствол 2 скважину 1 до ее остановки в осложненном интервале 8 горизонтального или наклонного ствола 2 скважины 1 ввиду слабой жесткости непрерывного трубопровода 3. Осложненным интервалом 8 является участок горизонтального или наклонного ствола 2 скважины 1 ствола 2 с большой кривизной либо с сужением. После чего на устье скважины 1 снабжают колонну НКТ 6 заглушкой 9 и эксплуатационным оборудованием, например насосом (не показано) и спускают колонну НКТ 6 в скважину 1 параллельно непрерывному трубопроводу 3 до упора нижнего конца колонны НКТ 6 в торец 10 основания насадки 5.

Выполнение диаметра конуса меньше внутреннего диаметра D горизонтального или наклонного ствола 2 скважины 1 на радиус R колонны НКТ исключает попадание колонны НКТ 6 в зазор между конусом 5 и внутренним диамтером горизонтального или наклонного ствола 2 скважины и обеспечивает разгрузку всего веса колонны НКТ на торец 10 конуса 5.

В предлагаемом способе спуск колонны НКТ 6 осуществляется сразу с эксплуатационным оборудованием, что позволяет избежать дополнительных спуско-подъемных операций с колонной НКТ 6 и сократить продолжительность работ по реализации способа.

Разгружают колонну НКТ 6 на конус 5, с помощью которой протягивают непрерывный трубопровод 3 до выхода их из осложненного интервала 8 скважины 1.

После чего проталкивают непрерывный трубопровод 3 с конусом 5 до забоя 11 горизонтального или наклонного ствола 2 скважины 1.

Колонну НКТ 6 устанавливают (поднимают или доспускают) в заданном интервале размещения эксплуатационного оборудования в горизонтальном или наклонном стволе 2 скважины 1.

В сравнении с прототипом в предлагаемом способе компоновка, состоящая из непрерывного трубопровода 3 и колонны НКТ 6, получает гибкость, так как нижний конец колонны НКТ 6 не закреплен к конусу (насадке) 5, а непрерывный трубопровод закреплен в конусе концентрично, что позволяет колонне НКТ 6 при протаскивании непрерывного трубопровода 3 через осложненный участок воздействовать на торец 10 конуса 5 с целью протяжки непрерывного трубопровода 3 избирательно по всему периметру кольцевого сечению торца 10 основания конуса 5. Выполнение насадки в виде конуса 5, направленного вершиной вниз, облегчает скольжение непрерывного трубопровода 3 по горизонтальному или наклонному стволу 2 скважины 1. Все это облегчает протяжку непрерывного трубопровода 3 и снижает вероятность заклинивания непрерывного трубопровода 3 в осложненном интервале 8 горизонтальном или наклонном стволе 2 скважины 1, что повышает эффективность реализации способа.

В предлагаемом способе нижний конец колонны НКТ 6 не закреплен к конусу (насадке) 5, в связи с чем нет необходимости разъединения колонны НКТ 6 от непрерывного трубопровода 3 для ее последующего подъема на устье скважины, а это исключает вероятность неотсоединения колонны НКТ 6 и связанных с этим возможных повторных работ, что повышает надежность реализации способа.

Пример конкретного применения

В нефтедобывающей скважине 1 (см. чертеж) обсаженным наклонным стволом 2 диаметром 168 с толщиной стенки 9 мм и длиной 715 м имеется осложненный интервал 680-700 м, представляющий собой участок окончания скважины 1, направленный вверх, препятствующий проталкиванию непрерывного трубопровода 3 до забоя 10 скважины 1. Геофизическое оборудование в виде оптико-волоконного кабеля в непрерывном трубопроводе 3 в виде гибкой безмуфтовой трубы диаметром 25 мм необходимо разместить до упора в забой 10 скважины 1 в интервале 715 м для проведения термометрии по наклонному стволу 2 скважины 1.

Определяют диаметр d основания конуса 5, который выполняют меньше внутреннего диаметра D горизонтального ствола 2 скважины 1 на радиус - R колонны НКТ 6 диаметром 73 мм. Таким образом, подставляя значения в формулу 1, получим:

На устье скважины 1 (см. чертеж) с горизонтальным стволом 2 вставляют конец непрерывного трубопровода 3 в углубление 4 конуса 5, который выполняют концентрично и заваривают.

В непрерывном трубопроводе 3 размещают оптико-волоконный кабель 7.

Непрерывный трубопровод 3 с оптико-волоконным кабелем 7 спускают в горизонтальной ствол 2 скважину 1 до ее остановки в осложненном интервале 685 м наклонного ствола 2 скважины 1.

После чего на устье скважины 1 снабжают колонну НКТ 6 заглушкой 9 и эксплуатационным оборудованием, например винтовым насосом, и спускают колонну НКТ 6 в скважину 1 параллельно непрерывному трубопроводу 3 до упора нижнего конца колонны НКТ 6 в торец 10 основания конуса 5.

Разгружают колонну НКТ 6 на конус 5, с помощью которого протягивают непрерывный трубопровод 3 до выхода их из осложненного интервала 700 м наклонного стола 2 скважины 1. Далее проталкивают непрерывный трубопровод 3 с конусом 5 до достижения забоя 11 наклонного ствола 2 скважины 1 в интервале 715 м.

Далее колонну НКТ 6 перемещают обратно, так чтобы заглушка 9 колонны НКТ 6 располагалась в интервале 650 м в наклонном стволе 2 скважины 1.

Предлагаемый способ доставки оборудования в горизонтальный или наклонный ствол скважины позволяет повысить эффективность и надежность реализации способа при совместном проталкивании колонны НКТ и непрерывного трубопровода, а также сократить продолжительность работ при реализации способа.