Способ строительства многоствольной скважины для добычи высоковязкой нефти

Способ строительства многоствольной скважины для добычи высоковязкой нефти

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству кустов нефтяных и газовых скважин в подземной залежи гудронового песка или залежи тяжелой нефти, имеющих высокую вязкость. Для получения углеводородов из таких залежей необходимо их нагревание.

Известен способ строительства многоствольной скважины (патент РФ №2256763, МПК 7 Е21В 7/08, опубл. в бюл. №20 от 20.07.2005 г.), включающий спуск в обсадную колонну в требуемый интервал колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, спуск в колонну труб гибкого вала с фрезой на конце до взаимодействия с отклонителем, вращение с поступательным перемещением гибкого вала с фрезой на конце, которая в результате взаимодействия с отклонителем прорезает окна в обсадной колонне и входит в пласт на заданное расстояние с получением технологических каналов, извлечение гибкого вала с фрезой из скважины, спуск в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа под действием отклонителя в окна обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным поступательным движением для увеличения технологических каналов до необходимой длины, при этом после спуска колонны труб с отклонителем в требуемый интервал отклонитель фиксируют относительно обсадной колонны с возможностью последовательного поворота на определенный угол при каждом возвратно-поступательном движении колонны труб, далее после спуска в колонну труб гибкого вала с фрезой чередуют прорезание окна в обсадной колонне с получением технологического канала и извлечение фрезы из прорезанного окна с поворотом отклонителя на заданный угол при возвратно-поступательном движении колонны труб до завершения кругового цикла, затем после спуска в колонну труб гибкой трубы с соплом чередуют увеличение технологического канала до необходимой длины под действием жидкости, подаваемой под давлением в гибкую трубу с соплом, и извлечение сопла из окна обсадной колонны с поворотом отклонителя на заданный угол до завершения кругового цикла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ строительства многоствольной скважины (патент РФ №2259457, МПК 7 Е21В 7/06, опубл. в бюл. №24 от 27.08.2005 г.), включающий спуск в обсадную колонну колонны труб, на конце которой расположен отклонитель, вскрытие обсадной колонны в требуемом интервале, чередование спуска в колонну труб гибкой трубы с соплом до входа под действием отклонителя в окна обсадной колонны, подачу жидкости под давлением через гибкую трубу с соплом с одновременным поступательным движением для формирования технологических каналов до необходимой длины с извлечением гибкой трубы и поворотом колонны труб с отклонителем на необходимый угол до получения необходимого числа дополнительных стволов, после чего гибкую трубу окончательно извлекают из обсадной колонны, при этом вскрытие в обсадной колонне осуществляют по всему диаметру и на необходимую длину в требуемом интервале, после чего отклонитель устанавливают в зоне вскрытия, а гибкую колонну с соплом после формирования дополнительного ствола перед поворотом колонны труб с отклонителем извлекают только из зоны вскрытия обсадной колонны.

Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки:

во-первых, в процессе эксплуатации возможен обвал и засыпка горными породами одного или нескольких технологических каналов, что ведет к снижению дебита добываемой продукции;

во-вторых, отсутствие фильтрации в технологических каналах добываемой продукции может привести к частичной или полной потере проходного сечения в технологическом(их) канале(ах);

в-третьих, при строительстве такой конструкции многоствольной скважины в залежах тяжелой нефти необходимо строительство дополнительной скважины (добывающей или нагнетательной), что требует дополнительных материальных и финансовых затрат.

Технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение материальных и финансовых затрат, связанных с исключением строительства дополнительной скважины в залежах тяжелой нефти, а также повышение эффективности эксплуатации многоствольной скважины.

Указанная задача решается способом строительства многоствольной скважины для добычи высоковязкой нефти, включающим 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 при помощи отклонителя по периметру обсадной колонны основных технологических каналов в продуктивном пласте необходимой длины при помощи гибкой трубы, спускаемой на дополнительной колонне труб, с соплом на конце, через которые подают жидкость под давлением, последовательно при помощи поворота отклонителя формируя по периметру ряд основных технологических каналов.

Новым является то, что 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, большего 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 ряд 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 колонной и технологической колонной труб.

На фиг.1 изображена схема многоствольной скважины в процессе формирования рядов основных и дополнительных технологических каналов.

На фиг.2 изображена схема многоствольной скважины в процессе установки в основные и дополнительные технологические каналы фильтров с гибкими сочленениями.

На фиг.3 изображена схема предлагаемой многоствольной скважины в процессе эксплуатации.

На фиг.4 изображено сечение А-А ряда основных технологических каналов.

Способ строительства многоствольной скважины осуществляется следующим образом.

Обсадную колонну 1 (см. фиг.1) прорезают фрезой (не показано) перед спуском отклонителя 2 по всему ее периметру в двух местах в пределах одного пласта 3, при этом в обсадной колонне 1 образуются прорези 4 и 5, позволяющие формировать соответственно основные технологические каналы 6 и дополнительные технологические каналы 7.

После чего в обсадную колонну 1 на колонне труб 8 спускают отклонитель 2, который фиксируют в обсадной колонне 1 так, чтобы выходные отверстия ряда основных технологических каналов 6 располагались в пределах прорези 4 обсадной колонны 1, при этом отклонитель 2 имеет возможность последующего последовательного поворота с помощью колонны труб 8 на определенный угол.

Затем в колонну труб 8 через отклонитель 2 спускают гибкую трубу 9 с соплом 10 до взаимодействия сопла 9 со вскрываемым пластом 3 в интервале прорези 4 обсадной колонны 1. Далее в гибкую трубу 9 с соплом 10 подают жидкость под давлением, при этом одновременно придают гибкой трубе 9 поступательное движение. Жидкость под большим давлением вытекает из сопла 10 гибкой трубы 9 и формирует основной технологический канал 6, который удлиняют до необходимой длины - L осевым перемещением вниз гибкой трубы с устья скважины. После чего гибкую трубу 9 с соплом 10 извлекают из основного технологического канала 6 прорези 4 обсадной колонны 1. Затем колонну труб 8 с отклонителем 2 с устья скважины поворачивают на определенный угол (в зависимости от количества основных технологических каналов, которые необходимо выполнить в пласте 3 из прорези 4 в интервале обсадной колонны 1). После чего вновь под действием давления жидкости, подаваемой через гибкую трубу 9 с соплом 10, проделывают следующий основной технологический канал 6'. Сочетая извлечение гибкой трубы 9 с соплом 10 и поворот колонны труб 8 с отклонителем 2 на конце на требуемый угол до завершения кругового цикла, образуют ряд основных технологических каналов 6''...6ⁿ (на фиг.1 и 2 не показано) требуемой длины во вскрытом интервале обсадной колонны 1 по всему ее периметру.

После чего гибкую трубу 9 с соплом 10 на конце извлекают из колонны труб 8.

Далее в колонну труб 8 на дополнительной колонне труб 11 (см. фиг.2), которую предварительно перед спуском в скважину оснащают фильтрами 12, установленными через определенное расстояние - а посредством гибких сочленений 13, причем фильтрующие отверстия (не показано) фильтров 12 перекрыты кислоторастворимым материалом 14, а на конце нижнего фильтра 12 устанавливают дополнительное сопло 15, диаметр D которого большего диаметра d основного сопла 10, то есть (D>d).

Кроме того, гибкие сочленения 13 соединены с дополнительной колонной труб 11 соединением 16 (например, срезным элементом), позволяющим впоследствии дополнительной колонне труб 11 отсоединиться от гибких сочленений 13. Дополнительную колонну труб 11 спускают в интервал прорези 4 обсадной колонны 1, при этом гибкие сочленения 13, между которыми размещены фильтры 12, проходят сквозь отклонитель 2 до входа в основной технологический канал 6. Далее с устья скважины подают в дополнительную колонну труб 11 горячую жидкость или пар и придают ей поступательное перемещение вниз, при этом гибкие сочленения 13 с фильтрами 12 проходят весь технологический канал 6, расширяя его до упора дополнительного сопла 15 в конец 16 основного технологического канала 6, то есть до полного входа гибких сочленений 13 с фильтрами 12 в основной технологический канал 6.

После чего разгрузкой дополнительной колоны труб 11 отсоединяют ее в соединении (на фиг.1, 2, 3, 4 не показано) от гибких сочленений 13, это происходит потому, что дополнительное сопло 15 находится на конце 16 основного технологического канала 6 и уперто в пласт 3. Далее извлекают дополнительную колонну труб 11 из скважины, а гибкие сочленения 13 с фильтрами 12, установленными через определенное расстояние - а между гибкими сочленениями 13, оставляют в технологическом канале 6. Затем с устья скважины колонну труб 8 с отклонителем 2 поворачивают на определенный угол (в зависимости от количества технологических каналов, которые необходимо выполнить в интервале вскрытия обсадной колонны 1).

Далее на устье скважины на нижний конец дополнительной колонны труб 11 присоединяют следующие гибкие сочленения 13' (см. фиг.2) с дополнительным соплом 15' и аналогичными фильтрами 12' (см. фиг.2), отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом 14' (на фиг.1, 2, 3, 4 не показано), после чего вновь спускают собранную компоновку в колонну труб и повторяют выше описанный процесс, при этом образуется следующий расширенный основной технологический канал 6'. Далее процесс повторяется.

Таким образом, с помощью поворота отклонителя 2 посредством колонны труб 8 с устья скважины последовательно вводят в технологические каналы 6''...6ⁿ (на фиг.1, 2, 3, 4 не показано) соответствующие гибкие сочленения 13''...13ⁿ, спускаемые на дополнительной колонне труб 9 с соответствующими фильтрами 12''...12ⁿ, отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом 14''...14ⁿ и дополнительными соплами 15''...15ⁿ на конце в пласте 3 до упора в концы 16''...16ⁿ соответствующих технологических каналов 6''...6ⁿ.

После этого с помощью колонны труб 8 освобождают отклонитель 2 от соединения с обсадной колонной 1 напротив прорези 4 и фиксируют ниже или выше первоначальной установки (в данном случае ниже) в обсадной колонне 1 так, чтобы выходные отверстия ряда дополнительных технологических каналов 7 располагались в пределах прорези 5 обсадной колонны 1, при этом отклонитель 2 имеет возможность последующего последовательного поворота с помощью колонны труб 8 на определенный угол.

Затем в колонну труб 8 спускают гибкую трубу 9 с соплом 10 (см. фиг.1), подают жидкость под давлением, при этом одновременно придают гибкой трубе 9 поступательное движение. Жидкость под большим давлением вытекает из сопла 10 гибкой трубы 9 и формирует дополнительный технологический канал 7, который удлиняют до необходимой длины - В осевым перемещением вниз гибкой трубы с устья скважины. После чего гибкую трубу 9 с соплом 10 извлекают из дополнительного технологического канала 7 прорези 5 обсадной колонны 1. Затем колонну труб 8 с отклонителем 2 с устья скважины поворачивают на определенный угол (в зависимости от количества основных технологических каналов, которые необходимо выполнить в пласте 3 из прорези 4 в интервале обсадной колонны 1). После чего вновь под действием давления жидкости, подаваемой через гибкую трубу 9 с соплом 10, проделывают следующий дополнительный технологический канал 7'. Сочетая извлечение гибкой трубы 9 с соплом 10 и поворот колонны труб 8 с отклонителем 2 на конце на требуемый угол до завершения кругового цикла, образуют ряд дополнительных технологических каналов 7''...7ⁿ (на фиг.1 и 2 не показано) требуемой длины в прорези 5 обсадной колонны 1 по всему ее периметру.

После чего гибкую трубу 9 с соплом 10 на конце извлекают из колонны труб 8.

Далее в колонну труб 8 на дополнительной колонне труб 11 (см. фиг.2), которую предварительно перед спуском в скважину оснащают фильтрами 18, установленными через определенное расстояние - а посредством гибких сочленений 19, причем фильтрующие отверстия (на фиг.1, 2, 3, 4 не показано) фильтров 18 перекрыты кислоторастворимым материалом 14, а на конце нижнего фильтра 1 устанавливают дополнительное сопло 20, диаметр D которого большего диаметра d - основного сопла 10, то есть (D>d).

Кроме того, гибкие сочленения 19 соединены с дополнительной колонной труб 11 соединением 17 (как описано выше), позволяющим впоследствии дополнительной колонне труб 11 отсоединиться от гибких сочленений 19. Дополнительную колонну труб 11 спускают в интервал прорези 4 обсадной колонны 1, при этом гибкие сочленения 19, между которыми размещены фильтры 18, проходят сквозь отклонитель 2 до входа в дополнительный технологический канал 7. Далее с устья скважины подают горячую жидкость или пар в дополнительную колонну труб 11 и придают ей поступательное перемещение вниз, при этом гибкие сочленения 19 с фильтрами 18 проходят весь дополнительный технологический канал 7, расширяя его до упора дополнительного сопла 15 в конец 21 дополнительного технологического канала 7, то есть до полного входа гибких сочленений 19 с фильтрами 18 в дополнительный технологический канал 7.

После чего разгрузкой дополнительной колонны труб 11 отсоединяют ее в соединении 17 от гибких сочленений 19, это происходит потому, что дополнительное сопло 20 находится на конце 21 дополнительного технологического канала 7 и уперто в пласт 3. Далее извлекают дополнительную колонну труб 11 из скважины, а гибкие сочленения 19 с фильтрами 18, установленными через определенное расстояние - а между гибкими сочленениями 19, остаются в дополнительном технологическом канале 7. Затем с устья скважины колонну труб 8 с отклонителем 2 поворачивают на определенный угол (в зависимости от количества технологических каналов, которые необходимо выполнить в интервале вскрытия обсадной колонны 1).

Далее на устье скважины на нижний конец дополнительной колонны труб 11 присоединяют следующие гибкие сочленения 19' (см. фиг.2) с дополнительным соплом и аналогичными фильтрами 18', отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом 14' (на фиг.1, 2, 3, 4 не показано), после чего вновь спускают собранную компоновку в колонну труб и повторяют выше описанный процесс, при этом образуется следующий расширенный дополнительный технологический канал 7'. Далее процесс повторяется.

Таким образом, с помощью поворота отклонителя 2 посредством колонны труб 8 с устья скважины последовательно вводят в дополнительные технологические каналы 7''...7ⁿ соответствующие гибкие сочленения 19''...19ⁿ, спускаемые на дополнительной колонне труб 11 с соответствующими фильтрами 18''...18ⁿ, отверстия которых перекрыты кислоторастворимым материалом 14''...14ⁿ и дополнительными соплами 20''...20ⁿ на конце в пласте 3 до упора в концы 21''...21ⁿ соответствующих дополнительных технологических каналов 7"...7ⁿ.

После формирования последнего дополнительного технологического канала 7'' во все основные технологические каналы 6...6ⁿ и во все дополнительные технологические каналы 7...7ⁿ закачивают кислоту (например, соляную), которая растворяет кислоторастворимый материал 14...14ⁿ в фильтрах 12...12ⁿ и фильтрах 18...18ⁿ, при этом образуется гидравлическая связь между пластом 3 и внутренними пространствами гибких сочленений 13...13ⁿ и 19...19ⁿ соответственно.

После этого извлекают колонны труб 8 с отклонителем 2 из обсадной колонны 1 и спускают технологическую колонну труб 22 (см. фиг.3) и устанавливают пакер 23 между прорезями 4 и 5 соответственно основных технологических каналов 6; 6'; 6''; 6'''...6ⁿ и дополнительных технологических каналов 7; 7'; 7''; 7'''...7ⁿ в межтрубном пространстве 23 между обсадной колонной 1 и технологической колонной труб 19.

Далее спускают в технологическую колонну труб 9 насос 24 любой известной конструкции. После чего с устья скважины нагнетают теплоноситель (горячий водяной пар) в межтрубное пространство 24, который, достигнув прорези 4 обсадной колонны 1, попадает в гибкие сочленения 13...13ⁿ и сквозь фильтры 12...12ⁿ попадает в технологические каналы 6; 6'; 6''; 6'''...6ⁿ, по которым распространяется в глубь пласта 3. Далее запускают насос 25 в работу.

Разогревание происходит по всей высоте пласта 3 радиально направленно от каждого основного технологического канала 6; 6'; 6''; 6'''...6ⁿ (см. фиг.4), при этом горячий водяной пар не должен прорываться в дополнительные технологические каналы 7; 7'; 7''; 7'''...7ⁿ, выполненные в пласте 3 через прорезь 4, что определяется расчетным путем.

Разогретый продукт (тяжелая вязкая нефть) продуктивного пласта попадает в дополнительные технологические каналы 7; 7'; 7''; 7'''...7ⁿ и сквозь фильтры 18...18ⁿ попадает внутрь гибких сочленений 19...19ⁿ, откуда через прорезь 5 поступает внутрь обсадной колонны 1 на прием насоса 25, который перекачивает разогретую тяжелую вязкую нефть на дневную поверхность.

В процессе перекачки на дневную поверхность разогретой тяжелой вязкой нефти исключается ее попадание в межколонное пространство 24 и ее контакт с теплоносителем благодаря пакеру 23.

Использование предлагаемого способа за счет формирования дополнительного ряда технологических каналов в пределах одного пласта позволяет с помощью одной скважины производить как закачку теплоносителя в продуктивный пласт, так и добычу разогретой тяжелой вязкой нефти из нее, что дает возможность сэкономить материальные и финансовые средства, исключив строительство дополнительной скважины, а повышение эффективности эксплуатации многоствольной скважины связано с тем, что все технологические каналы обсажены гибкой трубой, оснащенной фильтром, что исключает разрушение (обвал горных пород) технологических каналов, при этом происходит фильтрация во всех технологических каналах как закачиваемого теплоносителя, так и добываемой разогретой тяжелой вязкой нефти.

Способ строительства многоствольной скважины для добычи высоковязкой нефти, 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, отличающийся тем, что 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 колонной и технологической колонной труб.