Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА МНОГОЗАБОЙНОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству многозабойных нефтяных и газовых скважин.

Известен способ строительства многоствольной скважины для добычи высоковязкой нефти (патент №2333337, МПК Е21В 07/04, 43/02, опубл. Бюл. №25 от 10.09.2008 г.), включающий спуск в обсадную колонну в требуемый интервал колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, фиксируемый относительно труб с возможностью последовательного поворота на определенный угол, прорезание обсадной колонны, последовательное формирование по периметру обсадной колонны основных технологических каналов в продуктивном пласте необходимой длины при помощи гибкой трубы с основным соплом на конце, через которые подают жидкость под давлением, последовательно при помощи поворота отклонителя формируя по периметру ряд основных технологических каналов. Прорезают обсадную колонну фрезой перед спуском отклонителя по всему ее периметру в двух местах с возможностью формирования технологических каналов в пределах одного пласта, а отклонитель фиксируют в обсадной колонне так, чтобы выходные отверстия ряда основных технологических каналов располагались в пределах одной прорези обсадной колонны, после формирования основных технологических каналов в скважину последовательно на дополнительной колонне труб в эти же технологические каналы вводят при помощи отклонителя фильтры, герметично перекрытые изнутри кислоторастворимым материалом, с гибкими сочленениями между ними и дополнительным соплом на конце с диаметром, большим диаметра основного, через которое подают горячую жидкость или пар до полного входа в один из основных технологических каналов, после чего их отсоединяют от дополнительной колонны труб, которую извлекают для соединения со следующими аналогичными фильтрами для ввода их в следующий основной технологический канал, после оборудования всех основных технологических каналов фильтрами отклонитель освобождают от соединения с обсадной колонной и фиксируют ниже или выше первоначальной установки с возможностью последовательного поворота на определенный угол и формирования аналогично основному ряда дополнительных технологических каналов с дополнительными фильтрами в пределах второй прорези обсадной колонны, после завершения формирования ряда дополнительных технологических каналов и извлечения отклонителя из обсадной колонны в технологические каналы закачивают кислоту для растворения кислоторастворимого материала, а затем в обсадную колонну спускают технологическую колонну труб и устанавливают пакер между рядами технологических каналов в межтрубном пространстве, между обсадной и технологической колоннами труб.

Недостатками данного способа являются возможность попадания нефильтрованной скважинной жидкости в основную скважину и далее на поверхность, так как открытые стволы технологических каналов сообщаются с основным стволом скважины не только через фильтры, но и снаружи фильтров, так как пространство между фильтрами и каналами ничем не изолировано, необходимость проходки большого числа технологических каналов из-за малых диаметров, так как гибкие трубы и гидромониторные насадки для проходки имеют небольшой диаметр (в пределах 40-50 мм), невозможность использования бурильных труб и стандартного бурового оборудования, так как отклоняющие устройства для гибких труб имеют конструктивно недостаточную прочность и фиксацию в осевом направлении относительно скважины, узкие технологические возможности из-за невозможности проходки гидромониторными головками в твердых породах пласта или при наличии твердых включений в пласт.

Известен способ строительства многоствольной скважины (патент №2332550, МПК Е21В 07/04, 43/02, опубл. Бюл. №24 от 27.08.2008 г.), 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, прорезание обсадной колонны, последовательное формирование по периметру обсадной колонны технологических каналов в продуктивном пласте необходимой длины при помощи гибкой трубы с герметично соединенным соплом на конце, через которые подают жидкость под давлением, последовательно при помощи поворота отклонителя формируя по периметру ряд технологических каналов. Прорезают обсадную колонну по периметру в интервале входа гибкой трубы перед установкой отклонителя, а нижний конец гибкой трубы перед спуском в скважину оснащают снаружи фильтрами, сообщенными между собой гибкими сочленениями, при этом нижний фильтр соединен с соплом жестко, а верхний снаружи оборудован пакером, после формирования каждого технологического канала и ввода в него всех его фильтров с гибкими сочленениями, пакером перекрывают кольцевое сечение между верхним фильтром и технологическим каналом, гибкую трубу отсоединяют от фильтров с гибкими сочленениями и с соплом и извлекают из скважины, затем гибкую трубу оснащают аналогичными фильтрами с гибкими сочленениями и с соплом и формируют следующий технологический канал, остальные технологические каналы формируют аналогично.

Недостатками данного способа являются возможность попадания нефильтрованной скважинной жидкости в основную скважину и далее на поверхность, так как выше пакеров остаются открытые участки (длиной 1-3 метра) стволов технологических каналов, сообщающиеся с основным стволом скважины не только через фильтры, необходимость проходки большого числа технологических каналов из-за малых диаметров, так как гибкие трубы и гидромониторные насадки для проходки имеют небольшой диаметр (в пределах 40-50 мм, а с увеличением диаметра увеличиваются вес и жесткость на изгиб используемых труб), невозможность использования бурильных труб и стандартного бурового оборудования, так как отклоняющие устройства для гибких труб имеют конструктивно недостаточную прочность и фиксацию в осевом направлении относительно скважины, узкие технологические возможности из-за невозможности проходки гидромониторными головками в твердых породах пласта или при наличии твердых включений в пласт.

Наиболее близким является способ строительства многозабойной скважины (патент №2410513, МПК Е21В 7/00, опубл. Бюл. №3 от 27.01.2011 г.), включающий вскрытие окна в обсадной колонне основного ствола скважины, бурение нового дополнительного ствола до проектной глубины с использованием клина-отклонителя и крепление дополнительного ствола хвостовиком из основного ствола. При этом из основного ствола скважины через стенку или башмак обсадной колонны производят бурение нижележащего ствола меньшего диаметра до проектной глубины и закрепляют этот нижележащий ствол хвостовиком, верхняя часть которого снабжена воронкой и находится внутри обсадной колонны основного ствола, далее осуществляют спуск в скважину ориентирующего узла с инклинометром до посадки его в указанную воронку, причем внутренняя поверхность указанной воронки выполнена ответной наружной поверхности ориентирующего узла, после определения пространственного положения ориентирующего узла производят его подъем на дневную поверхность, где его соединяют с извлекаемым клином посредством труб с резьбовым соединением, выполненным с возможностью исключения саморазворота с получением модуля-компоновки, причем рабочая поверхность извлекаемого клина в указанной компоновке ориентирована таким образом, чтобы обеспечить в последующем вырез отверстия в необходимом месте, указанную компоновку спускают в скважину до посадки ориентирующего узла в воронку, производят вырез отверстия в обсадной колонне основного ствола скважины, извлекают компоновку из скважины, спускают в скважину на бурильных трубах разбуриваемый клин, выполненный со сквозным отверстием, гидравлически соединенным с бурильными трубами, перфорированной трубой и с уступом для зацепления указанного клина с ранее вырезанным отверстием, причем перед установкой в скважине разбуриваемого клина ниже места его установки устанавливают временное герметизирующее устройство или закачивают вязкоупругий состав, через указанное сквозное отверстие и перфорированную трубу производят закачку закрепляющего состава в интервал разбуриваемого клина, отсоединяют бурильные трубы и вымывают излишки закрепляющего состава, находящегося над рабочей поверхностью разбуриваемого клина, после затвердевания закрепляющего состава производят бурение дополнительного ствола из основного ствола до проектной глубины с использованием разбуриваемого клина, спускают в этот ствол на бурильных трубах хвостовик, присоединенный к указанным трубам через разъединительный узел, причем посадка производится таким образом, чтобы верхняя часть указанного хвостовика и разъединительный узел находились внутри обсадной колонны основного ствола и были выполнены из легкоразбуриваемого материала, производят цементаж хвостовика, отсоединение бурильных труб, ожидание затвердевания цемента и разбуривание разъединительного узла, верхней части хвостовика и разбуриваемого клина для соединения основного ствола с нижележащим стволом, а далее производят освоение скважины.

Недостатками данного способа являются большие материальные затраты, связанные с необходимостью изготовления клина для каждого дополнительного ствола, так как каждый клин после цементирования разбуривается, прорезки фрезой окон под каждый дополнительный ствол, цементирования дополнительных стволов всей обсадной колонны, проведения вторичного вскрытия продуктивного пласта в них, начального освоения пласта для введения после кольматации стенок дополнительных стволов цементом, возможность попадания нефильтрованной скважинной жидкости в основную скважину и далее на поверхность, так как при вторичном вскрытии величина вскрываемых отверстий практически не контролируется при использовании кумулятивных перфораторов или имеет большое сечение при использовании гидромеханических, сверлящих или пескоструйных перфораторов.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание относительно дешевого способа строительства многоствольной скважины с возможностью работы со стандартным буровым оборудованием, исключающего попадание нефильтрованной скважинной жидкости в основной ствол и на поверхность за счет предварительной вырезки участков обсадной трубы на уровне начала зарезки дополнительных стволов, спуска в дополнительные стволы хвостовика с фильтрами с последующим цементированием хвостовика выше фильтров.

Техническая задача решается способом строительства многозабойной скважины, включающим вскрытие окон в обсадной колонне основного ствола скважины, бурение верхнего и нижнего дополнительных стволов до проектной глубины с использованием соответствующих клиньев-отклонителей, как минимум один из которых выполнен извлекаемым, крепление дополнительных стволов хвостовиками из основного ствола с использованием закрепляющего состава, перекрывающего интервал зарезки боковых стволов, причем последовательный спуск после зарезки в боковые стволы на колонне труб хвостовиков, присоединенных к ней через разъединительный узел, осуществляют таким образом, чтобы верхняя часть указанного хвостовика и разъединительный узел располагались внутри обсадной колонны основного ствола, при этом после закачки закрепляющего состава, отсоединения при помощи разъединительного устройства колонны труб и затвердевания закрепляющего состава производят разбуривание разъединительного узла, верхней части хвостовика, организуют сообщение дополнительных стволов и производят освоение скважины.

Новым является то, что вскрытие окон производят вырезкой интервалов обсадной трубы основного ствола скважины в интервале зарезки дополнительных стволов до спуска клиньев-отклонителей, причем съемным выполняют верхний клин-отклонитель, а перед спуском хвостовики дополнительно оснащают одним или несколькими фильтрами, выше которых устанавливают муфту ступенчатого цементирования с пакером ниже отверстия закачки, после установки хвостовика при помощи муфты закачивают закрепляющий состав выше фильтра или фильтров, разбуривание закрепляющего состава производят в два этапа, сначала долотом большего диаметра до клина-отсекателя, потом меньшего диаметра до нижней кромки клина-отклонителя, после разбуривания затвердевшего закрепляющего состава верхнего дополнительного ствола верхний клин-отклонитель извлекают из скважины при помощи съемного устройства, обеспечивая сообщение с нижним дополнительным стволом.

Новым является также то, что после разбуривания затвердевшего закрепляющего состава нижнего дополнительного ствола нижний клин-отклонитель извлекают из скважины при помощи съемного устройства, обеспечивая сообщение с основным стволом.

Сущность изобретения

Предлагаемый способ строительства многоствольной скважины с использованием стандартного бурового оборудования исключает попадание нефильтрованной скважинной жидкости в основной ствол, на поверхность, снижает затраты на обустройство скважины за счет предварительной вырезки участков обсадной трубы на уровне начала зарезки дополнительных стволов, спуска в дополнительные стволы хвостовика с фильтрами с последующим цементированием хвостовика выше фильтров.

Способ строительства многозабойной скважины осуществляется следующим образом.

Из основного ствола скважины 1 (фиг. 1, 2), обсаженного зацементированной обсадной колонной 2, прорезают фрезой (на чертеже не показана) интервал обсадной колонны 2 в интервале зарезки 3 нижнего дополнительного ствола 4 до спуска нижнего клина-отклонителя 5.

Производят бурение до проектной глубины нижнего дополнительного ствола 4 скважины 1 с использованием соответствующего клина-отклонителя 5 (например, одного из указанных в патентах RU 2484231, RU 2477779, RU 2414580). Положение клиньев-отклонителей 5 определяют с помощью инклинометров. После чего закрепляют нижний дополнительный ствол 4 хвостовиком 6. Причем хвостовик 6 (фиг. 3) спускают на колонне труб, присоединенный к ней через разъединительный узел - отцеп 7 (например, соединение с левой резьбой, механический или гидравлический отцеп любой известной конструкции) - таким образом, чтобы верхняя часть указанного хвостовика 6 и отцепа 7 располагались внутри обсадной колонны 2 основного ствола скважины 1. Перед спуском хвостовика 6 колонну труб дополнительно оснащают одним или несколькими фильтрами 8 (фиг. 3), выше которых устанавливают муфту ступенчатого цементирования 9 (например, одну из указанных в патентах RU 2243359, RU 2243360, RU 2278949) с пакерами 10 ниже отверстия закачки. Далее закачивают закрепляющий состав 11 (например, патенты RU 2253731, RU 2390940), перекрывающий интервал зарезки дополнительного нижнего ствола 4 (фиг. 4). Такой прием предотвращает развинчивание разъединительных элементов 7.

После закачки закрепляющего состава 11 колонну труб с хвостовиком 6 отсоединяют при помощи устройства отцепа 7 и выдерживают до затвердевания закрепляющего состава 11 (фиг. 4). После чего производят разбуривание долотами 12 и 13 закрепляющего состава 11 (фиг. 4) и колонны труб с хвостовиком 6 и отцепом 7. При этом разбуриваемые трубы с хвостовиком 6 и отцепом 7 изготовлены из легкоразбуриваемого материала (например, дюралюминий, тонкий чугун и т.п.). Разбуривание затвердевшего закрепляющего состава 11 производят в два этапа. Сначала разбуривают долотом меньшего диаметра 12 для разбуривания колонны труб с хвостовиком 6 и отцепом 7, входящим в основной ствол скважины 1, потом долотом большего диаметра 13 до нижней кромки клина-отклонителя 5 для удаления закрепляющего состава выше клина-отклонителя 5. Причем слой закрепляющего состава 11 толщиной меньше 5 мм от вибрации при разбуривании крошится и отстает от стенок скважины 1. Далее промывают излишки закрепляющего состава 11 и при необходимости дальнейшей эксплуатации основного ствола скважины 1 извлекают клин-отклонитель 5 съемным устройством (на фиг. не показан). Если нет необходимости эксплуатации основного ствола скважины 1, то устанавливают более дешевый, несъемный клин-отклонитель 5.

После чего колонну труб спускают до интервала зарезки 3^I (фиг. 5) верхнего дополнительного ствола 4^I, прорезают фрезой (на чертеже не показана) интервал обсадной колонны 2^I в интервале зарезки 3^I верхнего дополнительного ствола 4^I до спуска верхнего клина-отклонителя 5^I. Производят бурение до проектной глубины нижнего дополнительного ствола 4^I скважины 1 с использованием соответствующего клина-отклонителя 5^I. После чего закрепляют верхний дополнительный ствол 4^I хвостовиком 6^I (фиг. 6). Хвостовик 6^I спускают на колонне труб, присоединенный к ней через разъединительный узел - отцеп 7^I (фиг. 6) - таким образом, чтобы верхняя часть указанного хвостовика 6^I и отцепа 7^I располагались внутри обсадной колонны 2 основного ствола скважины 1. Перед спуском хвостовика 6^I колонну труб дополнительно оснащают одним или несколькими фильтрами 8^I (фиг. 9), выше которых устанавливают муфту ступенчатого цементирования 9^I с пакерами 10^I ниже отверстия закачки (фиг. 9). Далее закачивают закрепляющий состав 11^I, перекрывающий интервал зарезки 3^I дополнительного верхнего ствола 4^I (фиг. 7).

После затвердевания закрепляющего состава 11^I (фиг. 7 и 8) производят разбуривание соответственно фрезами 12 и 13 затвердевшего закрепляющего состава 11^I верхнего дополнительного ствола 4^I по аналогии с нижним дополнительным стволом 4 (фиг. 3 и 4) и клин-отклонитель 5^I (фиг. 8) извлекают при помощи съемного устройства (на фиг. не показано), обеспечивая сообщение с нижним дополнительным стволом 4 (фиг. 9).

После чего производят освоение скважины 1 традиционным способом.

Применение предлагаемого способа строительства многоствольной скважины позволит производить работы со стандартным буровым оборудованием, исключить попадание нефильтрованной скважинной жидкости в основной ствол и на поверхность, снизить затраты на обустройство скважины за счет предварительной вырезки участков обсадной трубы на уровне начала зарезки дополнительных стволов, спуска в дополнительные стволы хвостовика с фильтрами с последующим цементированием хвостовика выше фильтров.