Способ разобщения пластов при креплении скважины и устройство для его осуществления

(54) СПОСОБ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ ПРИКРЕПЛЕНИИ СКВАЖИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ е И онкопереслаиваю- навливают на оба и более гидрав- ) 2-4. Цементируу(ГП ам ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛХРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР(21) . 4246833/23-0 (22) 21.05.87 (46) 23.03.89. Бюл. Ф .11 (71) Всесоюзный научно-исследов ский институт буровой техники (72) В.И.Беляев и В.И.Ванифатье (53) 622.2454(088.8) (56) Цырин Ю.З., Ванифатьев В. Крепление скважин с применением ходных пакеров. - М.: Недра, 19 с,17-18.Т же, с.109-114.(57) Изобретен атации нефтяных Цель, - упрощен шение ее трудо чества разобще щихся пластов.садной колонне лических пакер е относится к эксплуи газовых скважин.е технологии, уменьмкости и повышение ка146158 ют скважину путем закачки в колонну тампонажного раствора, Последний вытесняют в затрубное пространство (ЗП) продавочной жидкостью плотностью, меньшей плотности тампонажного раствора, После приведения верхнего ГП 2 в действие ЗП скважины под ним сообщают с полостью обсадной колонны. Пакеровку скважины нижними ГП 3 и 4 производят подачей в них раствора. из :ЗП над ГП 2 созданием перепада давления между ЗП и полостью колонны. Срабатывание ГП 3 и 4 контролируют отбором из колонны расчетного объема продавочной жидкости. После оконча,ния пакеровки давление в ЗП скважины ,под ГП 2 повышают. На ГН 2 с полымкорпусом 9 размещены эластичный уплотни тельный элемент (УЭ) 10 и кла;панный узел 11, Последний сообщается с полостью УЭ 10 осевым каналом, а с ГП 2 жестко связаны нижние ГП 3 и 4. Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к способам и устройствам для разобщения пластов при цементирова 5 нии скважин с тонкопереслаивающимися пластами.Цель изобретения - упрощение технологии, уменьшение ее трудоемкости и повышение качества разобщения тонкопереслаивающихся пластов. На фиг.1 изображена нижняя зона скважины перед началом цементирования; на фиг.2 и 3 - соответственно процессы разобщения пластов верхним пакером и пакеровки эатрубного пространства скважины нижними пакерами; на фиг.4 - нижняя зона скважины поле перфорации продуктивной зоны; на фиг.5 - устройство для осуществления способа в транспортном положении.Способ разобщения пластов при креплении скважины включает: установку на обсадной колонне 1 двух и более гидравлических пакеров 2-4,.це 25 ментирование скважины путем закачивания в обсадную колонну 1 тампонажного раствора 5 и вытеснение его в Они включают соединенные жестко другс другом корпуса 13 и 14 с установленными на них УЭ 15 и 16 и клапанами 17 и 18. Полости последних сооб-.щаются осевыми каналами 19, 20, с полостью УЭ 15 и 16. В нижней частиколонны 1 установлено упорное кольцо22 с узлом сцепления с центрировочной пробкой, Для повышения надежности в работе устройства за счет заполнения полостей УЭ 15 и 16 тампонажным раствором в корпусе ГП 2 выполнен дополнительный осевой канал 23,изолированный от полости УЭ 10, гидравлически связанный с УЭ 15 и 16 иЗП скважины над УЭ 10 через радиальный канал 24 в узле 11. Корпуса 13и 14 соединены между собой и обеспечивают гидравлическую связь каналов19, 20, 21 через установленные междуними клапаны 17 и 18. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 5 ил. затрубное пространство 6 скважиныпродавочной жидкостью 7 плотностьюменьшей, чем плотность тампонажногораствора 5, пакеровку затрубного пространства 6 скважины приведениемверхнего пакера 2 в действие подачейв него продавочной жидкости 7 из обсадной колонны 1 под избыточным давлением (фиг.2) и приведение нижнихпакеров 3 и 4 в действие сверху вниз.(фиг.3). Для приведения в действиенижних пакеров 3 и 4 эатрубное пространство 6 скважины под верхним пакером 2, после приведения его в действие, сообщают с полостью 8 обсадной колонны и пакеровку эатрубногопространства проводят подачей в нижние пакеры 3 и 4 тампонажного раствора 5 из эатрубного пространстваскважины над верхним пакером 2 созданием перепада давления между затрубным пространством 6 скважины иполостью обсадной колонны 1. При этомсрабатывание нижних пакеров 3 и 4контролируют отбором иэ обсадной колонны 1 расчетного объема продавочной жидкости 7 (фиг,3). Для допаке-,ровки нижних пакеров 3 и 4 (послеокончания пакеровки) давление в затрубном пространстве 6 скважины под указанными пакерами повышают.По окончании времени ОЗЦ колонну перфорируют, причем перфорационные отверстия 8 допускается выполнять и в интервале размещения нижних пакеров 3 и 4 (фиг.4).ОУстройство для осуществления способа содержит установленные на обсадной колонне 1 верхний гидравлический пакер 2 с полым корпусом 9, размещенным на нем эластичным уплотнительным элементом 10 й клапанным узлом 11, сообщающимся с полостью уплотнительного элемента 10 осевым каналом 12, связанные жестко с верхним гидравлическим пакером 2 нижние гидравличес кие пакеры 3 и 4, содержащие соединенные жестко друг с другом корпусы 13 и 14 с установленными на них уплотнительными элементами 15 и 16 и клапанами. 17 и 18, полости которых 25 сообщаются осевыми каналами 19-21 с полостями уплотнительных элементов, В нижней части обсадной колонны установлено кольцо 22 с узлом сцепления с цементировочной пробкой 25. В кор пусе 9 верхнего пакера выполнены дополнительные. осевые каналы 23, изолированные от полости его уплотнительного элемента, гидравлически связанные с полостями уплотнительных элементов 15 и 16 нижних пакеров и затрубным пространством 6 скважины над уплотнительным элементом 10 верхнего пакера 2 через радикальный канал 24, выполненный в его клапанном узле 1. 401Корпусы 13 и 14 нижних пакеров 3 и 4 соединены между собой с возможностью обеспечения гидравлической связи их осевых каналов 19-21 через 45 установленные между ними клапаны.)7 и 18Упорное кольцо .22 связано с нижней частью обсадной колонны посредством шагового ограничителя осевых перемещений, включающего фигурный паз 50 26 в упорном кольце 22 и палец 27, установленный в обсадной колонне с возможностью разъединения с ней после заданного числа перемещений. Ради-. альныйканал 24 клапанного узла 1 верхнего пакера при необходимости перекрывается запорным элементом (не показан), а клапаны нижних пакеров выполнены с возможностью приведения их в действие последовательно сверху вниз.Устройство работает следующим образом.В конце цементирования скважины продавочная проба 25 проходит через устройство, готовит клапанный узел 11 верхнего пакера 2 к работе и жестко соединяется с упорным кольцом 22.Давление в .цементировочной головке снижают до нуля, при этом под действием перепада между затрубным пространством скважины и обсадной колонной клапанный узел 11 открывается для проведения пакеровки верхнего пакера 2, а упорное кольцо 22 в сборе с продавочной пробкой 25 перемещается вверх в пределах шага отграничителя осевых перемещений. Повышением давления в колонне расширяют подачу продавочной жидкости 7 через клапанный узел 11, уплотнительный элемент 1 О верхнего пакера 2. Повторно снижают давление в цементировочной головке до нуля.При этом под действием перепада гидростатического давления тампонажный раствор из затрубного пространства 6 над верхним пакером 2 через дополнительные осевые каналы 23, клапан 17, осевые каналы 19 и 20, клапан 18 и осевой канал 21 поступает в полости уплотнительных элементов 15 и 16 нижних пакеров 3 и 4, заполняет их пос-.-, ледовательно сверху вниз за счет последовательного открытия клапанов 17 и 18. Тампонажный раствор 5, вытесняемый из затрубного пространства 6 под уплотнительным элементом 10 верхнего пакера 2, уплотнительными элементами 15 и 16 нижних пакеров при их последовательном расширении, поступает в полость обсадной колонны 1 и поднимает продавочную пробку 25 в сборе с упорным кольцом 22, паз 26 которого выходит из зацепления с пальцем 27.Продавочную жидкость 7, вытесняемую продавочной пробкой 25 при ее движении вверх, отбирают на устье и после отбора расчетного объема закрывают кран на цементировочной головке (не показана) и оставляют колонну 1 на ОЗЦ.При необходимости провести допакеровку нижнего пакера 4, после отбора на устье расчетного объема продавочной жидкости 7 давление в колонне 1 вновь повьппают. При этом продавочная пробка 25 в сборе с упорным кольцом22 перемещается вниз на ограниченное расстояние и вытесняет порцию тампонажного раствора 5 из колонны в затрубное пространство б под нижним па 5 кером 4, чем повышается давление в этой зоне и производится доуплотнение уплотнительных элементов 15 и 16 нижних пакеров 3 и 4. Кран на цементировочной головке закрывают и колон ну оставляют на ОЗЦ,изобретения Формула 1Способ разобщения пластов при 15 креплении скважины, включающий уста,новку на обсадной колонне двух и более гидравлических пакеров, цементирование скважины путем закачивания в обсадную колонну тампонажного раство ра и вытеснение его в затрубное пространство скважины продавочной жидкостью плотностью меньшей, чем плотность тампонажного раствора, пакеровку затрубного пространства скважины 25 приведением верхнего пакера в действие подачей в него продавочной жидкостииз обсадной колонны под избыточным давлением и нижних пакеров - по- следовательно сверху вниз, о т л и ". ЗО ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии, уменьшения ее трудоемкости и повышения качества разобщения тонкопереслаивающихся, пластов, после приведения верхнего пакера в действие, затрубное пространство скважины под ним сообщают с полостью обсадной колонны и пакеровку затрубного пространства скважины нижними пакерами производят подачей в них тампонажного раствора из затрубного пространства скважины над верхним пакером созданием перепада давления между затрубным пространством скважины и полостью обсадной колонны, 45 при этом срабатывание нижних пакеров контролируют отбором иэ обсадной колонны расчетного объема продавочной жидкости.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что после окончания пакеровки давление в затрубном пространстве скважины под пакерами повышают. 3. Устройство для разобщения пластов при креплении скважины, включающее установленные на обсадной колонне верхний гидравлический пакер с полым корпусом, размещенным на нем эластичным уплотнительным элементом и клапанным узлом, сообщающимся с полостью уплотнительного элемента осевым каналом, связанные жестко с верхним гидравлическим пакером нижние гидравлические пакеры, содержащие соединенные жестко друг с другом корпуса с установленными на них уплотнительными элементами и клапанами, полости которых сообщаются осевыми каналами с полостями уплотнительных элементов, установленное в нижней части обсадной колонны упорное кольцо с узлом сцепления с цементировочной пробкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет заполнения полостей уплотнительных элементов нижних пакеров тампонажным раствором, в корпусе верхнего пакера выполнен дополнительный осевой канал, изолированный от полости его уплот" ни тельного элемента, гидравлически связанный с полостями уплотнительных элементов нижних пакерЕв и эатрубным пространством скважины над уплотнительным элементом верхнего пакера через радиальный канал, выполненный в его клапанном узле, при этом корпуса нижних пакеров соединены между собой с возможностью обеспечения гидравлической связи их осевых каналов через установленные между ними клапаны.4. Устройство по п.З, о т л и ч аю щ е е с я тем, что упорное кольцо связано с нижней частью обсадной колонны посредством шагового ограничителя осевых перемещений с возможностью разъединения с ней после заданного числа перемещений.5. Устройство по пп.З и 4, о т ." л и ч а ю щ е е с я тем, что радиальный канал клапанного узла верхнего пакера при необходимости перекрывается запорным элементом, а клапаны нижних пакеров выполнены с возможностью их приведения в действие последовательно сверху вниз.1467158 ставитель В,Беляевхред А.Кравчук дактор А.Шандор рре ска Заказ 1176/25 Тираж 5 Подписное НИИПИ ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина,зводственно сударственного комит 113035, Иоскв а по изобретен 3-35, Раушска ям и открытиям при ГКНТ СССР наб д. 4/5