Способ проводки и крепления многоствольной скважинной системы

Союз СоветскмкСоцмапмстмческмкРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 981555по делом изобретений и открытий.2(088.8) Дата опубликования описания 17 . 12. 82 А.Р. Гарушев, Д.И, Косюга, О.П. Кольцов- й Иванов,И.М. Фельдман, В.В. Осипов, М.А. БурштеРМ и р.ф. Клинья.с3Научно-производственное объединение по термическимметодам добычи неФти(54) СПОСОБ ПРОВОДКИ И КРЕПЛЕНИЯМНОГОСТВОЛЬНОЙ СКВАЖИННОЙСИСТЕМЫ 1Изобретение относится к нетедобываюцей промышленности и предназначено для использования при проводке и креплении многоствольной скважинкой системы, состоящей из основного вертикального ствола и наклонно направлен ных дополнительных стволов.Известен способ проводки и крепле" ния многоствольной скаажинной системы, включающий бурение основного ствола и его крепление разбуриваемой крепыш в месте продуктивного пласта, бурение основного и дополнительных наклонно направленных стволов через разбуриваемую крепь и крепление их металлическими обсадными трубами 11 1.Недостаток данного способа заключается в невозможности полного крепления всех участков стволов скважинной системы и особенно забоев сходящихся стволов, цто снижает надежность, долговечность и эФФективность скважинной системы при разработке неФтяных месторождений. Наличие необсажен 2ных участков стволов скважины и особенно в продуктивных пластах снижает технологические возможности системы.Известен способ проводки и крепления многоствольной скважинной системы, включающий бурение основного ствола ниже подошвы продуктивного пласта и его крепление ат устья металлицеской обсадной колонной до кровли продуктивного пласта, крепление стенок основного ствола разбуриваемой крепыш в месте продуктивного пласта и ниже его подоввы, включая всю зумпФовую часть упомянутого ствола, бурение основного и дополнительных наклонно направленных стволов через разбуриваемую крель, отхождение пробуренных в продуктивном пласте дополнительных стволов непосредственно в этом же пласте, крепление нижней части основного ствола глухим металлическим хвостовиком, верхний торец которого размещен ниже подошвы продуктивного пласта на расстоянии 30-50 м, крепление допол 9815ни тельных наклонно напра вленных ст волов металлическими обсадными колонна-.ми и снабжение этих колонн хвостовиками, башмаки которых размещены в глухомхвостовике основного ствола ) 2 ,Недостаток данного способа заключается в невозможности крепления участка основного вертикального ствола впродуктивном пласте металлической обсадной колонной и использования этого 10участка ствола в качестве Фильтра длядобычи нефти через него и для воздействия на продуктивный пласт при всевозможных технологических процессах, атакже в невозможности неограниченного 5(оптимального) удаления дополнительныхстволов друг от друга и от основногоствола в пространстве продуктивногопласта. Как известно, многие продуктивные пласты сложены неустойчивыми 2 опородами. После выноса этих пород ввиде пробок в пласте образуются пустоты и чаще всего в профильтровыхзонах скважин. Затем следуют обрушения породы, которые воздействуют сна ружи на разбуриваемую крепь, создавая критические напряжения в крепи. Разбуриваемая крепь при технологических процессах подвергается значительным внутренним и наружным перепадам давления, а такие температурному воздействию и при этом возникают критические напряжения в крепи. Перечисленные и другие Факторы приводят к преждевременному разрушению раэбуриваемой крепи в интервале продуктивного пласта. Схождение дополнительных стволов в основном стволе на участке продуктивного пласта может привести к их сообщению между собой непосредственноЮ по упомунятому пласту, Этот недостаток может частично или полностью нарушить управление технологическим процессом, вследствие чего цель проведения этого процесса не будет достигнута.45При использовании многоствольной скважинной системы в качестве эксплуатационной нефтедобывающей скважины на позднем периоде разработки залежи системы не позволяет в полной мере использовать гравитационные силы, так как Флюид нижней части продуктивного пласта не имеет доступа в стволы системы.Все это снижает долговечность, на-дежность и эффективность разработки нефтяных месторождений многоствольными скважинными системами. 554Цель изобретения - повышение надежности крепления и эФФективности работы скважинной системы эа счет увеличения площади охвата продуктивногопласта.Поставленная цель достигается тем,что основной ствол обсаживают раэбуриваемой крепыш только ниже подошвыпродуктивного пласта, металлическойобсадной колонной крепят его нижниекровли продуктивного пласта, причемметаллическую обсадную колонну основного ствола снабжают ступенчатым хвостовиком, а соединение дополнительныхнаклонно направленных стволов с основным производят ниже подошвы продуктивного пласта,На Фиг. 1 изображен пример реализации способа; на Фиг. 2 - расчетнаясхема осуществления способа на примере реализации способа.Схема содержит металлическую (зацементированная) обсадную колонну 1основного вертикального ствола, разбуриваемую крепь 2, кровлю 3 продуктивного пласта, продуктивный пластметаллические (зацементированные) обсадные колонны 5 дополнительных стволов, подошву 6 продуктивного пласта,башмакихвостовиков обсадных колонндополнительных стволов, глухой хвостовик 8 основного вертикального ствола,хвостовики 9 обсадных колонн дополнительных стволов, узел 10 их герметизации, ступенчатый хвостовик 11 обсадной колонны основного вертикального ствола, башмак 12 этого хвостовика,узел 13 герметизации хвостовика в обсадной колонне основного ствола,узел 1 для подвески хвостовика тамже, колонну 15 насосно-компрессорныхтруб, вертикальный участок 16 наклонно направленного дополнительного ствола в продуктивном пласте, наклонный(искривленный) участок 17 такого жествола в том же пласте, зумпф 18 основного вертикального ствола, покрышку 19 (непродуктивный пласт, которыйлежит на продуктивном пласте), достилающий пласт 20 (непродуктивный пласт,на котором лежит продуктивный).Способ реализуется следующим образом.Сначала бурят основной вертикальный ствол большого диаметра, проводяего ниже подошвы продуктивного пластана величину, определяемую расчетом(Фиг. 2). Обсаживают этот ствол метал"лической обсадной колонной 1, кото9815рую спускают ниже подошвы вышеупомянутого пласта не более, чем на 20 м с последующим цементированием ее известными методамиЗатем нижнюю часть необсажденного ствола прорабатывают расширителями до получения ствола реально возможного увеличенного диаметра.Затем буровой раствор в расширенной части ствола замещают цементным О раствором, либо сам буровой раствор отверждают путем добавления в него различных химических веществ и получения композиций типа отверждаемых глинистых растворов (ОГР), 5 1После твердения цементного раствора или ОГР пробуривают ствол скважины до нужной глубины, не проходя насквозь разбуриваемую крепь 2 и в зумп 18 спускают хвостовик 8, заглушенный сни зу, длина которого составляет 10- 20 метров. Затем последовательно проводят наклонно направленные дополнительные стволы с искривленными (наклонными) 17 или вертикальными 16 участками этих стволов в продуктивном пласте 4 с выводом их в подстилающий непродуктивный пласт 20, по которому вводят их в материал крепи 2, не про- з ходя эту крепь насквозь, т.е. оставляют перемычку между забоем дополнительного ствола и основным стволом, Этот момент определяется по результатам совместного контроля глубины и анализа шлама, поднимаемого буровым раствором на поверхность. Затем, соблюдая осторожность, в дополнительный ствол спускают колонну 5 и цементируют ее известными методами. Низ колонны оборудуют специальным кольцом для последующей посадки на него хвостовика 9 с воронкой. После твердения цемента за обсадной колонной оставшуюся перемычку в разбуриваемой крепи основного ствола добуривают долотом меньшего диаметра и спускают хвостовик 9 с воронкой, причем его башмак 7 вводят в зумпф основного ствола, обсаженного ранее глухим хвостовиком 88 такой же последовательности проводятся и остальные наклонно направленные дополнительные стволы скважинной системы. Соединение дополнительных стволов с основным осуществляют снизу вверх, т.е, первым соединенным допол- фф нительным стволом с основным является гамый нижний ствол, а последним - самый верхний,55 ЬВоронки хвостовиков дополнительныхстволов оборудуются уплотнительнымиэлементами 10, которые контактируютсо специальным кольцом в колонне, приэтом за счет веса хвостовика 9 созда"ется герметичное их соединение,Затем в зумпФ 18 основного вертикального ствола спускают с уплотни"тельным элементом 13 хвостовик 11,который подвешивают в башмаке обсадной колонны 1 с помощью узла 14, приэтом башмак 12 упомянутого хвостовикарасполагают в глухом хвостовике 8.Положение глухого хвостовика взумпйе основногоствола относительноподошвы продуктивного пласта определяется положением йильтровых участковдополнительных стволов в продуктивномпласте, т,е, участки эти проведеныискривлено или вертикально, реальнымивозможностями искривления дополнительных стволов при их вводе в основнойствол (минимальным радиусом искривления стволов считается радиус 30 метров ), количеством дополнительных стволов в системе и задаваемым углом наклона пологих зумпфовых участков до"полнительных стволов, который задаютс целью обеспечения лучшего выносапробки из этих стволов в зумпФ основ"ного вертикального ствола. 8 отдельных случаях, в зависимости от назна"чения скважинной системы или геологотехнических условий, упомянутый уголможет иметь нулевое значение, еслирассматриваемый участок ствола проводят горизонтально, или отрицательноезначение, если этот участок стволапроводят с подъемом от горизонталив сторону основного ствола ( на Фиг.2показано пунктиром ).Иинимальное расстояние от подошвыпродуктивного пласта до верхнего торца глухого хвостовика основного ствола (йиг. 2 ) определяют по Формулам:=+1 Й+ 62) и,При всех искривленных в продуктивном пласте участках дополнительных стволов в системепри одном и более вертикальном в продуктивном пласте участке дополнительного ствола в системе0=(г:2)+%+(О+ Р ) и, где 0 - искомое расстояние между подошвой продуктивного пласта и верх Ч 81"ним торцом глухого хвостовика основного ствола;г - ми нимальный реально дости гаемый радиус искривления наклонных стволов скважины; %И - превышение точки выхода искривленного участка дополнительного ствола из подошвы продуктивного пласта над-точкой начала искривления этого ствола при его вводе в основной 1 О ствол или превышение точки конца искривления вертикального участка дополнительного ствола в подстилающем продуктивную толщу пласта над точкой начала искривления этого ствола при 1 его вводе в основной ствол;средняя длина входаокно ) дополнительного ствола в основной ствол;- расстояние между двумя сосед 2ними дополнительными стволамипере мычка ) на участке охождения в основном стволе;п - количество дополнительных стволов в системе23Ъ= с Рп а; И=Ъ а; "п=Ъ о 1 срК,где Ъ, с- стороны треугольника, образованного при построении дополнительного ствола в подстилающем продуктивную толщу пласте участком этого Зфствола сторона с) горизонтальна(сторона Ь ) и высотой Ъ (сторона Ъ);д. - задаваемый угол наклона пологих участков дополнительных стволов,проводимых в подстилающем продуктив- ЭЭную толщу пласте, лежащий в треуголв"нике против стороны Ъ,и " сторона треугольника, об"разованного при построении дополнительного ствола в подстилающем продуктивную толщу пласте, лежащая против угла наклона Ы, этого ствола.В расчетной схеме фиг. 2 ) такжеприведены другие обозначения участковскваиинной системы (юС, Р, М,), ффгде с - максимальная длина выходаучастка основного ствола ниже подошвыпродуктивного пласта;0- длина глухого хвостовика ос"новного ствола; МР - длина разбуриваемой крепиосновного ствола, оставляемой не разбуренной,Перекрытие продуктивного пластаЯи зумфовой части основного стволаметаллической обсадной колонной схвостовиком, удаление дополнительныхстволов я продуктивном пласте от ос" новного ствола и их соединение с ним в подстилающем продуктивную толщу пласте значительно расширяет возможности многоствольной скважинной системы при осуществлении всевозможных технологических операций при разработке нефтяных месторождений, а также повышает прочностные качества и эфФективность системы,Наличие металлического хвостовика 11 обсадной колонны основного ствола в необсаженной металлическими трубами части зумпфа повышает сохранность его разбуриваемой крепи и обеспечивает возможность доступа к забою системы через основной ствол при промывке этого забоя от шлама после разбуриаания перемычек, а также при последующей эксплуатации а случае пескопроявлений а скважине и кроме того, обеспечивает возможность проведения исследовательских работ в основном стволе до забоя скважины.Технико-экономическая эффективность многоствольной скважинной система со сходящимися наклонно параллельными дополнительными стволами по данному изобретению, заключается в том, что за счет размещения их зумпфоа и участка схождения этих стволов в подстилающем продуктивную толщу пласте возможно добывать нефть любым известным способом непосредственно из продуктив. ного пласта вскрытого основным стволом путем создания а нем Фильтра, более надежно укреплять основной вертикальной ствол в продуктивном пласте и зумпфовой его части путем полной их обсадки металлическими трубами, воздействовать на продуктивный пласт теплоносителями, жидкостью гидроразрыва, соляной кислотой и т.п. агентами непосредственно а основном стволе с установкой пакера ниже его фильтра, не прекращая эксплуатацию дополнительных стволов эксплуатируемых а системе индивидуально, достичь оптимального удаления дополнительных ство" лов друг от друга и от вертикального ствола непосредственно в продуктивном пласте, что снижает возможность прорыва по этому пласту из одного ствола системы в другой вышеупомянутого агента воздействия на пласт, оптимизировать объемное пространство воздействия на продуктивный пласт путем рационального размещения стволов скважинной системы в продуктивном9 9815пластев полной мере испольэоватьво всех стволах системы гравитационный период разработки залежи, свободно проникать по основному стволу дозабоя при проведении всевозможных исследовательских и ремонтных работ,обеспечить нормальную не осложненную кривизной ) насосную добычу нефтив вертикальных участках дополнительных стволов,0формула изобретенияСпособ проводки и крепления много 1 ствольной скважинной системы, включающий проводку основного и дополнительных наклонно наппаоленных стволов через продуктивный пласт, крепление их от устья металлическими обсад ными колоннами, хВостовиками и разбуриваемой крепыш, соединение дополнительных наклонно направленных стволов 1 Ос основным, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежнос"ти крепления и эЯективности работыскважинной системы аа счет увеличенияплощади охвата продуктивного пласта,основной ствол обсаживают разбурива"емой крепыш только ниже подошвы про"дуктивного пласта, металлической об"садной колонной крепят его ниже кровли продуктивного пласта, причем металлическую обсадную колонну основ"ного ствола снабжают ступенчатым хвос"товиком, а соединение дополнительныхнаклонно направленных стволов с основным производят ниже подошвы продуктивного пласта,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеГригорян А.Н, Вскрытие пластовмногозайбоными и горизонтальными скважинами, И., "Недра", с. 81-852, Авторское свидетельство СССРЮ 723430, кл. Е 21 В 7/04, 1979Составитель В. Родина Редактоо Н, Воловик Техреду Ж.Кастелевич Корректор Л. Бокшан Заказ 9661/46 Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва Ж-Я Раушская наб. д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,