Способ расширения зоны дренирования горизонтального ствола скважины кислотной обработкой дальних участков пласта с созданием боковых каналов

Изобретение относится к области бурения боковых стволов нефтяных и газовых скважин.

Известен способ бурения бокового ствола нефтяной скважины (патент RU №2626103, МПК Е21В 7/04, опубл. в бюл. №21 от 21.07.2017), включающий сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы сверху и усеченного конуса снизу, изоляцию интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания, в верхней части которой выполнен канал, закачивание в интервал расширения твердеющего герметизирующего состава. Разбуривание после его полимеризации легкоразбуриваемой вставки. Установку в основном стволе временного цементного моста ниже точки зарезки бокового ствола и клина-отклонителя. Разбуривание бокового ствола через затвердевший герметичный состав. Бурение бокового ствола из основного ствола. Открывание основного ствола разбуриванием клина-отклонителя и временного цементного моста, при этом сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня производят в вертикальной части ствола скважины. Легкоразбуриваемая вставка имеет центральный канал, сверху закрытый легкоразрушаемой мембраной, разбуривание легкоразбуриваемой вставки проводят фрезой, нижний конец которой снабжен направляющей цилиндрической формы с диаметральным размером, позволяющим перемещаться внутри центрального канала по классу широкоходовой посадки. Верхняя часть фрезы снабжена центраторами.

Недостатки данного способа:

- во-первых, высокая вероятность вскрытия водоносного пласта и обводнения основного горизонтального ствола, т.е. отклонения бокового ствола от заданной траектории;

- во-вторых, низкая нефтеотдача продукции из бокового ствола из-за отсутствия кислотной обработки призабойной зоны бокового ствола;

- в-третьих, значительные материальные и финансовые затраты, связанные с тем, что после бурения основного горизонтального ствола необходимо его обсаживать. Кроме того, для зарезки бокового ствола необходимы сплошное вырезание интервала эксплуатационной колонны и цементного камня цилиндрической формы сверху и усеченного конуса снизу, изоляция интервала расширения путем установки легкоразбуриваемой вставки из мягкого металла цилиндрической формы длиной более длины интервала вырезания и т.д.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ строительства многозабойной скважины (патент RU №2376438, МПК Е21В 7/04, опубл. в бюл. №35 от 20.12.2009), включающий бурение основного горизонтального и боковых стволов. Заполнение входа в боковой ствол после бурения изолирующим материалом. Вымывание изолирующего материала из стволов после бурения последнего ствола и освоение скважины. Боковые стволы бурят разной длины, а в качестве бурового раствора используют естественную водную суспензию. После бурения низ каждого ствола, кроме последнего, заполняют раствором эмульгатора Ринго-ЭМ. После бурения последнего ствола при освоении скважины все стволы заполняют нефтью. Спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с пакером. Пакеруют пространство скважины в интервале вертикального ствола и свабируют подпакерное пространство. Дополнительно обрабатывают призабойную зону одного или нескольких стволов раствором соляной кислоты со свабированием.

Недостатки способа:

- во-первых, невозможно ориентировать боковые стволы перед их зарезкой из основного горизонтального ствола, что приводит к бурению бокового ствола в произвольном направлении;

- во-вторых, высокая вероятность вскрытия водоносного пласта и обводнения основного горизонтального ствола, т.е. отклонения бокового ствола от заданной траектории вниз;

- в-третьих, неэффективная обработка призабойной зоны боковых стволов раствором соляной кислоты, причем для этого необходимо спускать в скважину колонну НКТ с пакером;

- в-четвертых, низкое качество обработки призабойной зоны боковых стволов, так как все боковые стволы обрабатываются раствором соляной кислоты «общим фильтром» под одним давлением, т.е. невозможно по отдельности обработать призабойную зону каждого бокового ствола скважины;

- в-пятых, значительные материальные и финансовые затраты, связанные с тем, что после бурения основного горизонтального ствола необходимо его обсаживать.

Техническими задачами изобретения являются создание направления зарезки бокового ствола вправо относительно основного горизонтального ствола скважины, исключение отклонения траектории бокового ствола в процессе бурения, а также повышение эффективности и качества кислотной обработки боковых стволов и снижение финансовых и материальных затрат на реализацию способа.

Поставленные технические задачи решаются способом расширения зоны дренирования горизонтального ствола скважины кислотной обработкой дальних участков пласта с созданием боковых каналов, включающим бурение основного горизонтального и боковых стволов, кислотную обработку боковых стволов.

Новым является то, что до бурения боковых стволов на устье горизонтальной скважины с открытым стволом снизу вверх собирают компоновку: телесистема, одна утяжеленная бурильная труба - УБТ, клин-отклонитель, спускают компоновку на колонне насосно-компрессорных труб - НКТ в горизонтальный открытый ствол так, чтобы клин-отклонитель находился в интервале зарезки бокового ствола, производят ориентирование клина-отклонителя в направлении вправо относительно основного открытого горизонтального ствола скважины, затем на устье скважины снизу вверх собирают компоновку: фреза, винтовой забойный двигатель - ВЗД, одна УБТ, спускают компоновку в колонну НКТ на колонне гибких труб - ГТ, далее производят зарезку вправо и бурение бокового ствола длиной 10 м под углом 2,5° по отношению к открытому горизонтальному стволу скважины с нагрузкой на фрезу до 1,0 т, после чего останавливают процесс бурения и поднимают компоновку на колонне ГТ, затем спускают в колонну НКТ колонну ГТ с ВЗД и долотом на конце и продолжают бурение бокового ствола до заданного забоя, после достижения забоя бокового ствола останавливают процесс бурения и поднимают компоновку на ГТ из колонны НКТ, далее спускают в колонну НКТ колонну ГТ со сферической насадкой на конце до глубины пробуренного забоя бокового ствола и производят кислотную обработку призабойной зоны бокового ствола закачкой раствора соляной кислоты в колонну ГТ с одновременным перемещением колонны ГТ вверх до интервала зарезки бокового ствола, далее в зависимости от количества боковых стволов повторяют вышеописанные технологические операции, причем давление обработки призабойной зоны боковых стволов скважины может быть различным для каждого бокового ствола.

На фигурах 1-6 схематично и последовательно показана реализация предлагаемого способа.

Суть способа расширения зоны дренирования горизонтального ствола скважины кислотной обработкой дальних участков пласта с созданием боковых каналов заключается в следующем.

Бурят основной горизонтальный открытый ствол 1 скважины. До бурения боковых стволов на устье горизонтальной скважины с открытым стволом 1 (фиг. 1) снизу вверх собирают компоновку: телесистема 2, одна УБТ 3, например, диаметром 127 мм, клин-отклонитель 4.

Спускают компоновку на колонне НКТ 5, например, диаметром 89 мм в горизонтальный открытый ствол 1 так, чтобы клин-отклонитель 4 находился в интервале зарезки бокового ствола скважины, например, в интервале 250 м (интервалы установки клина-отклонителя 4 определяют по плану работ).

В качестве клина-отклонителя 4 применяют любой известный клин-отклонитель, позволяющий отклонять колонну НКТ с компоновкой под углом 2,5° по отношению к основному открытому горизонтальному стволу 1 скважины.

Посредством телесистемы и с помощью геофизической партии производят ориентирование клина-отклонителя в направлении вправо относительно основного открытого горизонтального ствола 1 скважины.

При этом телесистема 2 отправляет сигнал на устье скважины (на фиг. 1-6 не показано), который принимает станция геофизической партии, одновременно поворачивают колонну НКТ 5 диаметром 89 мм с компоновкой с устья скважины вправо с расхаживанием и остановкой в течение 4-5 мин. При приеме сигнала с телесистемы 2 на станции геофизической партии достигают запланированного направления вправо 90° (фиг. 2) относительно основного открытого горизонтального ствола 1 скважины.

Далее на устье скважины снизу вверх собирают компоновку (фиг. 3): фреза 6, ВЗД 7, одна УБТ 8 диаметром 60 мм. Например, используют ВЗД марки Д-55.

Спускают компоновку в колонну НКТ 5 диаметром 89 мм на колонне ГТ 9 со скоростью 15 м/мин без циркуляции жидкости на устье скважины с расхаживанием через каждые 500 м спуска, за 10 м до предполагаемого интервала зарезки бокового ствола скважины снижают скорость спуска до 5 м/мин.

Закачивают технологическую жидкость в колонну ГТ 9 (фиг. 3) и запускают ВЗД 7, далее производят зарезку вправо (фиг. 2) и бурение бокового ствола 10' длиной 10 м под углом 2,5° по отношению к открытому горизонтальному стволу 1 скважины с нагрузкой на фрезу до 1,0 т. В качестве технологической жидкости используют техническую воду плотностью 1180 кг/м³.

После чего останавливают процесс бурения и поднимают компоновку на колонне ГТ 9, производят демонтаж компоновки.

Затем спускают в колонну НКТ диаметром 89 мм колонну ГТ 9 с ВЗД 7 (фиг. 4) и долотом 11 на конце до интервала за 10 м, не доходя до клина-отклонителя 4.

Закачивают технологическую жидкость в колонну ГТ 9 и запускают ВЗД 7.

В качестве технологической жидкости используют техническую воду плотностью 1180 кг/м³.

Продолжают бурение бокового ствола 10' до заданного забоя 12, например, 50 м.

После достижения забоя 12 бокового ствола 10' останавливают процесс бурения и поднимают компоновку на ГТ 9 из колонны НКТ 5 диаметром 89 мм.

Далее спускают в колонну НКТ 5 диаметром 89 мм колонну ГТ 9 со сферической насадкой 13 (фиг. 5) на конце до глубины 35 м пробуренного забоя 12 бокового ствола 10' и производят обработку призабойной зоны бокового ствола 10' закачкой раствора соляной кислоты в колонну ГТ 9 с одновременным перемещением колонны ГТ 9 вверх до интервала зарезки бокового ствола 10' со скоростью 0,25 м/с.

Извлекают колонну ГТ 9 со сферической насадкой 13 на конце из колонны НКТ 5 диаметром 89 мм.

Далее в зависимости от количества боковых стволов 10', 10ⁿ (фиг. 6) повторяют вышеописанные технологические операции, начиная со сборки компоновки: телесистема 2, одна УБТ 3, клин-отклонитель 4 - и заканчивая извлечением колонны ГТ 9 со сферической насадкой 13 на конце.

Давление обработки призабойной зоны боковых стволов 10', 10ⁿ может быть различным для каждого бокового ствола 10', 10ⁿ в зависимости от проницаемости пород. Например, призабойную зону бокового ствола 10' обрабатывают под давлением 8,0 МПа, а призабойную зону бокового ствола 10ⁿ - под давлением 10,0 МПа.

Реализация предлагаемого способа позволяет производить ориентирование боковых стволов скважины перед их зарезкой из основного горизонтального ствола скважины в правом направлении (фиг. 2) на 2,5° относительно основного открытого горизонтального ствола 1 скважины.

Сориентированный вправо относительно основного открытого горизонтального ствола 1 скважины боковой ствол исключает отклонение последнего по азимуту от заданной траектории. Это гарантированно исключает вскрытие водоносного пласта и обводнения основного открытого горизонтального ствола.

Повышается эффективность обработки призабойной зоны боковых стволов раствором соляной кислоты за счет закачки под давлением через насадку, спущенную в боковой ствол скважины на колонне ГТ, раствора соляной кислоты с одновременным перемещением колонны ГТ.

Повышается качество обработки боковых стволов, так как призабойная зона каждого бокового ствола скважины обрабатывается под индивидуальным значением давления.

Снижаются материальные и финансовые затраты, связанные с тем, что после бурения основного горизонтального ствола скважины отсутствует необходимость его обсаживать. Кроме того, при выполнении боковых стволов скважины последовательно используют сначала фрезу, затем долото, а после этого производят кислотную обработку призабойной зоны боковых стволов сферической насадкой. Это сокращает продолжительность выполнения боковых стволов, а значит позволяет сэкономить материальные и финансовые средства.

Предлагаемый способ расширения зоны дренирования горизонтального ствола скважины кислотной обработкой дальних участков пласта с созданием боковых каналов позволяет:

- создать боковые стволы скважины в правом направлении относительно основного открытого горизонтального ствола;

- исключить отклонение траектории бокового ствола скважины при бурении вниз;

- повысить эффективность и качество кислотной обработки боковых стволов скважины;

- снизить финансовые и материальные затраты на реализацию способа.