Определение места прихвата колонны труб в стволе скважины

Определение места прихвата колонны труб в стволе скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к способу определения места, в котором колонна труб оказывается прихваченной внутри ствола скважины. Настоящее изобретение также относится к колонне труб для выполнения основной операции в стволе скважины, содержащей оборудование для облегчения определения места, в котором колонна труб оказывается прихваченной в случае, если такое происходит при перемещении колонны труб в ствол скважины.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В отраслях нефтегазопоисковой разведки и газонефтедобычи скважинные флюиды, в состав которых входят нефть и/или газ, извлекаются на поверхность через скважины, которые бурятся с поверхности. Скважина обычно бурится с использованием колонны труб, известной как колонна бурильных труб, которая включает компоновку бурового снаряда, заканчивающегося буровым долотом. Промывочная жидкость для бурения, известная как буровая грязь, передается вниз по колонне труб к буровому долоту для выполнения функций, включающих охлаждение долота и возвращение обломков выбуренной породы на поверхность по кольцевому пространству между стенкой скважины и колонной бурильных труб.

Следующая за бурением операция по строительству скважины требует, чтобы ствол скважины был обсажен металлической внутренней трубой, которая известна в промышленности как обсадная колонна. Обсадная колонна служит для многих целей, включая укрепление пробуренных горных пород, предотвращение нежелательного поступления или истечения флюида и обеспечение пути, по которому могут проходить следующие трубы и скважинное оборудование и инструмент. Обсадная колонна содержит секции труб, которые соединены друг с другом непрерывной цепью. Как правило, скважина бурится до первого горизонта, и обсадная труба первого диаметра устанавливается в пробуренный ствол скважины. Обсадная труба удлиняется по длине ствола скважины к поверхности, где она заканчивается устьевой трубной обвязкой. Обсадная труба герметизируется в стволе скважины закачкой цементного раствора в обсадную трубу, который вытекает со дна обсадной трубы и по кольцевому пространству.

После соответствующей проверки скважина обычно удлиняется до второго горизонта бурением удлинения скважины меньшего диаметра через цементную пробку на дне первой секции обсадной трубы большего диаметра. После этого в удлиненную часть скважины устанавливается вторая обсадная труба меньшего диаметра, удлиняясь вверх через первую обсадную трубу к устьевому отверстию скважины. Вторая обсадная труба также цементируется в стволе скважины. Этот процесс повторяется по мере необходимости до тех пор, пока скважина не достигнет заданной глубины, на которой может быть получен доступ к горной породе, содержащей углеводороды (нефть и/или газ). Обычно внутренняя трубная облицовка размещена на участке скважины, который не доходит до ее устьевого отверстия, но закреплена внутри и «подвешена» на предыдущей секции обсадной колонны. Эта колонна обычно именуется в промышленности как потайная колонна - колонна труб, не доходящая до устья скважины, закрепляющая стенки скважины ниже башмака предыдущей колонны. Потайная колонна цементируется в стволе пробуренной скважины аналогичным образом. Когда обсадная или потайная колонна труб уже установлена и зацементирована, строительство буровой скважины закончено, так что скважинные флюиды могут извлекаться обычно путем установки плети эксплуатационной насосно-компрессорной колонны, удлиненной до поверхности.

Известно, что каждый из различных типов колонн, которые вводятся в ствол скважины, могут прихватываться. Например, буровая труба может прихватываться в ходе выполнения операции бурения и удлинения ствола скважины. Внутренняя трубная облицовка (обсадная колонна; потайная колонна) может прихватываться во время спуска в скважину и перед началом цементирования в стволе скважины. Основные причины прихватывания труб включают обрушение стенок пробуриваемой горной породы и состояние, известное как «дифференциальный прихват» или прихват под действием перепада давлений. Дифференциальный прихват обычно происходит, когда давление пробуриваемой горной породы значительно меньше, чем давление в стволе скважины, что приводит к высокому давлению на контакте, передаваемому на обсадную колонну относительно стенки пробуриваемой горной породы. Дифференциальный прихват может быть особой проблемой в искривленных скважинах.

Извлечение прихваченной колонны труб в стволе скважины может быть крайне проблематичным. Первоначальные усилия по поднятию колонны труб из скважины обычно включают встряхивание колонны труб путем сообщения ей кратковременного, но очень большого усилия в осевом направлении, а также ряд различных технологий и оборудования, которые были разработаны для извлечения колонны труб.

Основные разработанные технологии сконцентрированы вокруг определения положения места, в котором прихвачена колонна, и затем сообщения локализированного усилия в осевом направлении и/или вращательного усилия на соединение труб, которое расположено как можно ближе к этому месту. В дальнейшем после разъединения труб часть колонны труб, расположенная выше соединения, может быть поднята из скважины на поверхность, после чего вводится в действие специализированный инструмент, известный как «ловильный инструмент», для сообщения значительного тянущего усилия на остающуюся часть колонны труб, чтобы поднять ее из скважины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Следующие фигуры включены для того, чтобы проиллюстрировать определенные аспекты вариантов реализации изобретения и не должны рассматриваться как взаимоисключающие варианты реализации изобретения. Описанный объект изобретения выполнен с возможностью значительных модификаций, изменений, комбинаций и эквивалентов по форме и функции, как это будет понятно специалистам в данной области техники, использующих преимущества идей данного изобретения.

Фиг. 1 иллюстрирует продольный вид в разрезе ствола скважины, которая была пробурена с поверхности, обсажена внутренней трубной облицовкой в форме обсадной колонны, которая после этого была зацементирована в скважине. Фиг. 1 также иллюстрирует скважину во время операции установки следующей внутренней трубной облицовки в форме потайной колонны в стволе скважины, а также иллюстрирует потайную колонну после того, как она оказалась прихваченной и иллюстрирует этапы способа определения места, где произошло прихватывание потайной колонны согласно варианту реализации изобретения.

Фиг. 2 иллюстрирует вид в увеличенном масштабе секции колонны труб, несущей устройство передачи сигнала в форме устройства для генерации импульсов давления флюида, входящего в состав колонны труб, проиллюстрированной на фиг. 1, для передачи данных на поверхность.

Фиг. 3 иллюстрирует схематический продольный вид в разрезе колонны труб в виде буровой трубы в процессе бурения ствола скважины и бурильную трубу после ее прихватывания и иллюстрирует этапы реализации способа определения места, где произошло прихватывание бурильной трубы согласно другому варианту реализации изобретения.

Фиг. 4 иллюстрирует схематический продольный вид в разрезе изменения варианта реализации изобретения, проиллюстрированного и описанного на фиг. 3.

Фиг. 5 иллюстрирует вид, похожий на вид фиг. 1 ствола скважины во время операции следующего обсаживания ствола скважины в форме потайной колонны обсадных труб, не доходящей до устья скважины и закрепляющей стенки скважины ниже башмака предыдущей колонны в скважине. Фиг. 5 также иллюстрирует потайную колонну обсадных труб после ее прихватывания и иллюстрирует этапы способа определения места, где произошло прихватывание этой колонны труб согласно другому варианту реализации изобретения.

Фиг. 6 иллюстрирует продольный вид с частичным вырезом системы для извлечения колонны труб, которая может быть представлена как часть любой из колонн труб, проиллюстрированных на фиг. 1-5, для облегчения извлечения части колонны труб, расположенной выше места прихвата.

Фиг. 7 иллюстрирует продольный вид с частичным вырезом иллюстративного разъемного соединения, которое может быть представлено как часть любой из колонн труб, проиллюстрированных на фиг. 1-5.

Фиг. 8 иллюстрирует продольный вид с частичным вырезом альтернативного варианта реализации изобретения, который заключается в системе для извлечения колонны труб, которая может быть представлена как часть любой из колонн труб, проиллюстрированных на фиг. 1-5, для облегчения извлечения части колонны труб, расположенных выше места прихвата.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чтобы извлечь колонну труб, необходимо определить место нахождения «свободной точки» (или место прихвата) колонны труб, которая является местом, где колонна труб оказалась прихваченной в скважине. Патент США № US-3690163 описывает индикаторного устройство для определения положения места прихвата, которое может быть использовано для этой цели. Однако оно требует спуска в скважину отдельного оборудования после того, как колонна труб оказалась прихваченной, что требует больших затрат времени. Устройство вводится с поверхности во внутреннее пространство колонны труб и включает два размещенных с интервалом набора якоря, которые зацепляют колонну труб и которые являются независимо перемещаемыми в осевом направлении относительно друг друга. В положении, расположенном ниже места прихвата, где не будет растяжения колонны труб, соответственно, будет отсутствовать и деформация, измеряемая между якорями. В положении, в котором якоря размещаются по обе стороны от места прихвата, проявится деформация, которая может быть измерена и таким образом может быть определено положение места прихвата.

Патент США № US-4440019 описывает индикаторное устройство для определения положения места прихвата, которое включает сенсорное кольцо, которое вводится с поверхности во внутреннее пространство колонны труб. На поверхности на колонну труб оказывается тянущее усилие. В положении ниже места прихвата, где не будет растяжения колонны труб, соответственно не будет и деформации. В положении выше места прихвата деформация проявится. Создание напряжений в свободной части колонны труб выше места прихвата размагничивает магнитные участки в колонне труб, а это может быть обнаружено с использованием указанного устройства и использовано для определения положения места прихвата.

В обоих случаях устройства, описанные в патентах США US-3690163 и US-4440019, требуют спуска специального инструмента в ствол скважины с поверхности. Это требует больших затрат времени и дорого обходится. В обоих случаях устройство блокирует проходное отверстие колонны труб, что является нежелательным. Также устройство, отвечающее патенту US-4440019, не может быть спущено в искривленную скважину.

Если не указано иное, то все цифры, выражающие количественные характеристики ингредиентов, свойства, такие как молекулярный вес, условия протекания реакций и тому подобное, которые использованы в настоящем описании изобретения и в дополнительных пунктах формулы изобретения, должны пониматься как видоизменяющиеся во всех возможных случаях путем использования термина «около». Соответственно, если не указано как имеющие противоположный смысл, цифровые параметры и тому подобные, описанные в дальнейших описаниях изобретения и в дополнительных пунктах формулы изобретения, являются приблизительными величинами, которые могут меняться в зависимости от желательных свойств, изыскиваемых с помощью вариантов реализации настоящего изобретения. Самое меньшее и не в качестве попытки ограничить применение теории эквивалентов к объему притязаний формулы изобретения, каждый цифровой параметр по меньшей мере следует трактовать в свете ряда описанных значащих цифр и с использованием обыкновенных процедур округления.

Один или более иллюстративных вариантов реализации изобретения, соединяющие в одно целое варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, представлены в данном документе. Для полной ясности не все отличительные признаки физической реализации изобретения описаны или проиллюстрированы в материалах данной заявки. Само собой ясно, что при разработке физического варианта реализации изобретения, имеющего в своем составе варианты реализации настоящего изобретения, для достижения целей разработчика должны быть приняты многочисленные специфические решения по реализации изобретения. К ним относятся такие решения, как соблюдение системных ограничений, ограничений, связанных с деловой деятельностью, и ограничений, связанных с правительством, которые меняются при вводе в действие и время от времени. В то время как усилия разработчика могут требовать больших затрат времени, тем не менее такие усилия могут быть обычным делом для специалистов со средними познаниями в данной области техники и использующих преимущества от идей данного изобретения.

В то время как композиции и способы, описываемые в настоящем документе в терминах «содержащий» или «включающий» различные компоненты или этапы, композиции и способы, могут также «состоять, в основном, из» или «состоять из» различных компонентов или этапов.

Для помощи в извлечении прихваченной колонны труб было разработано сопутствующее оборудование. Например, может быть трудно освободить соединение в колонне труб, которое было закручено на поверхности, и более того, которое во время опускания в скважину при самопроизвольном вращении колонны труб было навернуто в том же направлении, что и направление закручивания соединения. Были разработаны специальные соединения, которые освобождаются при приложении освобождающего усилия в противоположном направлении закручивания основного соединения. Такие соединения включают вторую винтовую резьбу, которая располагается так, чтобы она не затягивалась при использовании, в частности, при самопроизвольном вращении колонны труб при опускании в скважину, например, с помощью упорного кольца или фрикционного штифта, которые препятствуют передаче закручивания ко второму соединению. Эти соединения предназначены для освобождения колонны при использовании достаточно большого усилия закручивания, в некоторых случаях с зарядом взрывчатого вещества, детонирующего по соседству с соединением. Для того, чтобы это было эффективным, опять же требуется знание положения места прихвата в колонне труб.

Беспроводная система для извлечения труб была разработана компанией Warrior Energy Services, Superior Energy Services, Inc. Эта система включает серию профилей уменьшающегося диаметра, устанавливаемых в колонну бурильных труб во время их спуска в скважину. Падающее устройство передает давление, активирующее стреляющую головку, которая спускается в точно определенное место и струя отрезает защитную часть колонны бурильных труб, расположенную сразу ниже места установки стреляющей головки. Как только защитная часть колонны бурильных труб отрезана, часть колонны бурильных труб выше нее может быть извлечена, а после этого из ствола скважины вытаскивается остаток колонны. И опять этот способ требует знания положения места прихвата колонны.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения в нем предлагается способ определения места, в котором колонна труб оказалась прихваченной в стволе скважины, при этом способ включает следующие этапы: оснащение колонны труб для выполнения основной операции в скважине; оснащение колонны труб по меньшей мере одним сенсорным датчиком для измерения деформации в колонне труб; оснащение колонны труб по меньшей мере одним устройством для передачи данных о деформации на поверхность и которое функционально связано с указанным выше сенсорным датчиком; поступательное перемещение колонны труб относительно ствола скважины для облегчения выполнения основной операции, а в случае, когда колонна труб оказывается прихваченной так, что она дальше не может поступательно перемещаться относительно ствола скважины, тем самым препятствуя выполнению основной операции, сообщение осевого усилия на колонну труб в направлении вверх по стволу скважины, которое тем самым вызывает деформацию в колонне труб выше места, в котором колонна оказалась прихваченной; измерение деформации в колонне вблизи по меньшей мере одного сенсорного датчика; и приведение в действие по меньшей мере одного передающего устройства для передачи данных на поверхность, которые свидетельствуют о деформации в колонне, измеряемой по меньшей мере одним сенсорным датчиком, так, что может быть определено положение по меньшей мере одного сенсорного датчика в стволе скважины по отношению к месту прихвата колонны труб.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения в нем предлагается колонна труб для выполнения основной операции в стволе скважины, колонна труб, перемещаемая по отношению к стволу скважины для облегчения основной операции, в которой колонна труб содержит: по меньшей мере один сенсорный датчик для измерения деформации в колонне труб; и по меньше мере одно устройство для передачи данных на поверхность, при этом устройство функционально связано с указанным сенсорным датчиком; при использовании колонны труб и в случае, когда колонна труб оказывается прихваченной так, что она дальше не может поступательно перемещаться по отношению к стволу скважины, тем самым препятствуя выполнению основной операции, на колонну труб может быть передано осевое усилие в направлении вверх по стволу скважины, тем самым вызывающее деформацию в колонне труб выше места, в котором колонна оказалась прихваченной; деформация в колонне вблизи по меньшей мере одного сенсорного датчика может быть измерена с использование указанного сенсорного датчика; и по меньшей мере одна передача данных может быть активирована для передачи данных на поверхность, которые свидетельствуют о деформации в колонне, измеряемой по меньшей мере одним сенсорным датчиком, так, что может быть определено положение по меньшей мере одного сенсорного датчика в стволе скважины по отношению к месту прихвата колонны труб.

Способ (включая колонну труб) согласно изобретению эффективно способствует определению положения места прихвата колонны труб, которая была опущена в скважину без потребности в спуске с поверхности отдельных труб в ствол скважины, как в случае предыдущих устройств и способов. Это достигается благодаря тому, что по меньшей мере один сенсорный датчик и по меньшей мере одно передающее устройство опускаются в ствол скважины вместе с колонной труб и таким образом могут быть использованы для определения положение места прихвата колонны труб в случае возникновения этой проблемы. Положение сенсорного датчика по отношению к колонне труб известно и приблизительная глубина положения сенсорного датчика в стволе скважины также известна (использованием общепринятых способов, которые хорошо известны специалисту). Соответственно, наличие деформаций в колонне вблизи по меньшей мере одного сенсорного датчика дает возможность определения приблизительного положения (глубины) места прихвата в стволе скважины.

Дополнительные отличительные признаки способа и/или колонны труб и вторые аспекты изобретения могут вытекать из следующего текста. Там, где ссылки делаются конкретно на способ согласно изобретению, подразумевается, что такой текст может также иметь отношение к отличительным признакам соответствующих устройств колонны труб (и наоборот).

Деформация в колонне труб может быть такой, которая является следствием приложенной осевой нагрузки к колонне труб, вращательной или скручивающей нагрузки приложенной к колонне труб, или комбинации обеих нагрузок.

По меньшей мере один сенсорный датчик и по меньшей мере одно передающее устройство могут быть предусмотрены в колонне труб, которая должна выполнять основную операцию.

Колонна труб может быть основной колонной труб для выполнения основной операции, и способ может включать оснащение колонны труб по меньшей мере одним сенсорным датчиком и по меньшей мере одним передающим устройством во вспомогательной колонне труб, которая соединяется с основной колонной труб; вспомогательная колонна труб используется для перемещения основной колонны труб по отношению к стволу скважины.

В случае, когда основная колонна труб оказывается прихваченной, способ может включать:

a) освобождение вспомогательной колонны труб от основной колонны труб;

b) перемещение вспомогательной колонны труб по отношению к основной колонне труб так, что часть вспомогательной колонны находится внутри основной колонны труб;

c) активацию первого и второго якорей, расположенных по направлению оси вспомогательной колонны труб, которыми снабжена часть вспомогательной колонны труб, находящейся внутри основной колонны труб, для повторного соединения и крепления вспомогательной колонны труб к основной колонне труб;

d) закрепление первого и второго якорей таким образом, чтобы было возможно относительное осевое перемещение якорей;

e) размещение по меньшей мере одного сенсорного датчика между первым и вторым якорями;

f) закрепление якорей и указанного сенсорного датчика так, что относительное осевое перемещение якорей имеет результатом деформацию во вспомогательной колонне труб, которая может измеряться сенсорным датчиком, для определения таким образом места прихвата основной колонны труб; и

g) передачу осевого тянущего усилия на вспомогательную колонну труб в направлении вверх по стволу скважины.

В том случае, если деформация не определяется датчиком, это свидетельствует, что оба якоря, и первый, и второй, находятся ниже места прихвата основной колонны труб, где не возникает перемещение основной колонны труб (и нет относительного осевого перемещения между первым и вторым якорями, и таким образом, отсутствует деформация во вспомогательной колонне труб). Способ может также включать освобождение якорей от основной колонны труб, перемещение вспомогательной колонны труб в направлении вверх по стволу скважины и затем повторение этапов от c) до g). Эти этапы могут повторяться по мере необходимости до тех пор, пока не будет определяться деформация во вспомогательной колонне труб, что является свидетельством того, что один из якорей находится над местом прихвата, а другой - ниже места прихвата.

Способ может включать управление устройством для освобождения колонны труб, предусмотренную в качестве части колонны труб для извлечения части колонны труб, расположенной выше места прихвата или по меньшей мере участок указанной части колонны труб. Способ может включать: установку в определенное положение ограничения системы для извлечения колонны в отверстие колонны труб, которая обеспечивает спуск устройства для извлечения в колонну труб и выполнение посадки устройства на ограничение; а также приведение в действие устройства для отделения части колонны труб, расположенной в направлении вверх от ограничения по стволу скважины, от части колонны труб, расположенной в направлении вниз по стволу скважины от ограничения.

Часть колонны труб, расположенная вверх от ограничения, после этого может быть извлечена на поверхность, а часть колонны труб, расположенная вниз по стволу скважины, после этого поднимается из скважины с использованием такого устройства как ловильный инструмент. Ограничение может характеризоваться внутренним диаметром, который меньше, чем диаметр отверстия колонны труб. Ограничение может быть посадочным местом, ограничивающим собой поверхность посадки, которая принимает освобождающее устройство. освобождающее устройство может монтироваться для направления струи отрезающей жидкости на колонну труб, чтобы разделить колонну. Способ может включать оснащение колонны защитной секцией, и расположение устройства для извлечения для направления струи отрезающей жидкости на эту защитную секцию.

Способ может включать установку в определенном положении ряда ограничений системы для извлечения колонны в отверстии колонны труб, ограничений, устанавливаемых вразбивку по длине колонны труб. Ограничения могут характеризоваться непрерывно увеличивающимися ограничениями по размеру в направлении вниз по стволу скважины. Способ может включать выбор освобождающего устройства колонны труб, которое калибруется для взаимодействия с ограничением, выбранным из ряда ограничений, спуск отобранного устройства в колонну труб и спуск этого устройства на выбранное ограничение. Это может способствовать разделению колонны труб в нужном месте, соответствующему конкретному месту прихвата колонны труб.

Способ может включать спуск освобождающего устройства в колонну труб для извлечения части колонны труб, расположенной выше места прихвата или по меньшей мере участка указанной части колонны труб. Способ может включать: спуск в колонну труб освобождающего устройства; установку освобождающего устройства в положение, в котором колонна труб должна быть разделена; и приведение в действие освобождающего устройства так, чтобы часть колонны труб, расположенной вверх от места, где колонна труб была разделена, могла бы быть отделена от части колонны труб, расположенной вниз от указанного места.

Способ может включать оснащение колонны труб защитной секцией и приведение в действие освобождающего устройства для отделения защитной секции. Колонна труб может быть оснащена защитным внутренним кожухом и наружным кожухом, которые вместе образуют часть колонны труб. Наружный кожух может служить для передачи крутящего момента, и может иметь соединение, которое может быть отделено в осевом направлении при отделении защитного внутреннего кожуха. Внутренний кожух может быть изготовлен из материала, который имеет меньшую твердость, чем материал наружного кожуха с тем, чтобы внутренний кожух разделялся, когда приводится в действие устройство для разделения труб. Внутренний кожух может быть пригоден или предназначен для поддержания или передачи нагрузок в осевом направлении (вес). Наружный кожух может быть пригоден или предназначен для поддержания или передачи вращательных нагрузок (крутящего момента). Устройство для разделения труб может быть зарядом взрывчатого вещества или содержать заряд взрывчатого вещества.

Способ может включать оснащение колонны труб по меньшей мере одним освобождающим устройством, которое может избирательно приводиться в действие для извлечения части колонны, расположенной выше устройства для извлечения, от части, которая расположена ниже устройства для извлечения. Освобождающее устройство может быть сборочным узлом разъемного соединения, имеющим корпус с первой и второй винтовой резьбой на соответствующих первом и втором концах корпуса для соединения труб в секции колонны, и разъемное соединение, расположенное между первым и вторым концом, и которое размещается так, что оно может быть избирательно разъединено при приложении освобождающего крутящего момента. Способ может включать оснащение рядом сборочных узлов разъемного соединения, установленных по длине колонны труб. Это может способствовать извлечению части колонны труб, расположенной выше места прихвата.

Основной операцией может быть операция бурения ствола скважины, при которой ствол скважины пробуривается и удлиняется с использованием колонны труб. Колонна труб, которая предназначена для выполнения основной операции может быть колонной бурильных труб, имеющей буровую компоновку, предусмотренную на нижнем конце колонны труб, буровую компоновку, содержащую буровое долото, по меньшей мере один сенсорный датчик и по меньшей мере одно передающее устройство. Может быть целесообразным оснастить буровую компоновку сенсорным датчиком и передающим устройством в качестве ее части, потому что место прихвата часто обнаруживается в районе буровой компоновки.

Основной операцией может быть операция обсадки ствола скважины, включая установку в определенном положении колонны труб в стволе скважины, где она обсаживает по меньшей мере часть стенки пробуриваемой скважины. Колонна труб может быть внутренней облицовочной трубой в стволе скважины, которая может быть обсадной колонной, потайной колонной, противопесочной перфорированной трубы или чем-либо в этом роде.

Основной операцией может быть работа по капитальному ремонту скважины для увеличения дебита скважины или работа по функциональному исправлению ситуации. Колонна труб может быть колонной для ремонта скважины или для оперативных внутрискважинных работ, используемой для спуска соответствующего инструмента в ствол скважины.

Способ может включать вращение по меньшей мере части колонны труб во время перемещения колонны труб.

Вспомогательная колонна труб может быть спусковой колонной труб, присоединенной к основной колонне труб, которая также используется для спуска в ствол скважины основной колонны труб и для перемещения основной колонны труб по отношению к стволу скважины.

Данные могут быть переданы на поверхность с помощью импульсов давления флюида, а устройство для передачи данных может быть устройством для генерации импульсов давления флюида вниз по стволу скважины. Способ может включать направление флюида в ствол скважины вместе с колонной труб, и может использовать поток флюида для передачи данных на поверхность с помощью импульсов давления флюида. Работа устройства для генерации импульсов требует наличия потока флюида в стволе скважины (как правило, вниз по колонне труб и обратно вверх на поверхность по кольцевому зазору между колонной и стенкой скважины). В определенных обстоятельствах потоку флюида может быть создано препятствие, в частности, если произошло внезапное обрушение пород. При этом в случае, когда импульсы на поверхности не регистрируются после приведения в действие устройства для генерации импульсов, это может быть свидетельством, что устройство находится ниже места прихвата, а поток флюида после места прихвата по кольцевому зазору между колонной и стенкой скважины был прерван.

Устройство для генерации импульсов давления флюида может быть размещено по меньшей мере частично и/или полностью в стенке колонны труб, и может быть устройством типа, описанного заявителем в международной публикации патента № WO-20111004180. Устройство для генерации импульсов этого типа является устройством вида «проходного отверстия», в котором импульсы могут генерироваться без ограничения диаметра отверстия колонны, соединенной с устройством. Это позволяет прохождение другого оборудования и, в частности, позволяет прохождение шаров, дротиков и им подобных для приведения в действие других инструментов или оборудования и устройств для расцепления, если они предусмотрены. Данные могут передаваться с помощью ряда импульсов, которые генерируются устройством, и которые могут быть позитивными или негативными импульсами давления.

Данные могут передаваться на поверхность акустически, а устройство для передачи данных может быть или может иметь форму устройства для передачи акустических данных. Устройство может содержать основной генератор акустических колебаний, который для передачи данных связан по меньшей мере с одним сенсорным датчиком. Способ может включать установку в определенное положение по меньшей мере одного повторителя акустических сигналов вверх по стволу скважины по отношению к основному генератору акустических колебаний и размещение повторителя акустических сигналов для получения сигнала, который передается основным генератором акустических колебаний и для повторения сигнала, чтобы передавать данные на поверхность.

Колонна труб может быть изготовлена из серии отдельных труб как составляющих части колонны или секций труб, соединенных друг с другом вместе непрерывной цепью. Однако изобретение обладает полезностью и с трубами непрерывной длины, такими как койлтюбинг, или гибкая непрерывная труба, наматываемая на барабан.

Прежде всего, обратимся к фиг. 1, где проиллюстрирована скважина 10, которая была пробурена с поверхности и обсажена внутренней трубной облицовкой в форме обсадной колонны 12, которая была зацементирована в стволе скважины как это обозначено номером позиции 14. Скважина 10 проиллюстрирована во время операции дополнительной внутренней трубной облицовки в форме потайной колонны 16 в стволе скважины, потайной колонны, выступающей из обсадной колонны 12 в не обсаженную часть (или часть ствола скважины, не закрепленная обсадными трубами) 18 скважины 10. Как хорошо известно в данной области техники, потайная колонна 18 должна поддерживаться или «висеть» на обсадной колонне 12 с использованием гидравлически приводимых в действие клиньев для захвата бурильных и обсадных труб 20, а затем герметизироваться с использованием уплотнительного приспособления в виде устройства для разобщения отдельных зон в скважинах - пакера головки потайной колонны (не показан).

Потайная колонна 16 опускается в скважину 10 подвешенной на подвесном хомуте спускного приспособления 22 потайной колонны, предусмотренного на конце колонны бурильных труб 24, которая включает ряд участков бурильных труб, соединенных друг с другом вместе непрерывной цепью. Спускное приспособление потайной колонны 22 содержит фиксирующие элементы в виде зажимных плашек 26, которые зацепляют профиль 28, который образован на внутренней стороне потайной колонны 16, так, что потайная колонна может быть подвешена на подвесном хомуте спускного приспособления потайной колонны. Как только потайная колонна 16 установлена в заданное положение и клинья для захвата труб 20 приведены в действие, фиксирующие зажимные плашки 26 могут быть извлечены, а спускное приспособление 22 оттянуто назад вверх по стволу скважины. Это дает возможность задействовать фиксирующие элементы 26 на верхнем конце потайной колонны (не показано), так что на потайную колонну 16 может быть приложено давление, чтобы установить пакер головки потайной колонны. Это может вызвать необходимость использование груза (для нагрузки по оси) и/или крутящего момента на верхнем конце потайной колонны 16.

Потайная колонна 16 проиллюстрирована на фиг. 1 во время ввода в не обсаженную часть 18 ствола скважины и перед размещением на требуемой глубине. Как можно видеть в правой части фиг. 1, стенка 30 не обсаженной части 18 ствола скважины обрушилась в зоне 32, захватывая потайную колонну 16 и препятствуя дальнейшему перемещению потайной колонны так, что она не может перемещаться дальше вниз по не обсаженной части 18 ствола скважины для размещения на необходимой глубине. Вращение потайной колонны 16 также ограничено. В то время как пример обрушения ствола скважины проиллюстрирован и описан на фиг. 1, подразумевается, что и другие ситуации могут приводить к прихватыванию потайной колонны, в частности, дифференциальный прихват.

Настоящее изобретение относится к способу определения места, в котором колонна труб, в данном случае потайная колонна 16, прихватывается внутри ствола скважины 10. Определение места прихвата потайной колонны 16 дает возможность предпринять меры по исправлению ситуации, которые должны быть предприняты для извлечения потайной колонны, как это будет более подробно описано ниже.

Согласно способу настоящего изобретения, для выполнения основной операции в стволе скважины 10 предусматривается колонна труб, в данном случае потайная колонна 16, которая предназначена для обсаживания участка 18 скважины, на котором нет обсадных труб. Способ включает оснащение колонны по меньшей мере одним сенсорным датчиком 34 для измерения деформации в потайной колонне 16 и устройство 36 для передачи данных о деформации на поверхность, которое функционально связан с сенсорным датчиком 34. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения предусматривается устройство для передачи данных в виде устройства для генерации импульсов давления флюида, которое относится к типу описанного заявителем в международной публикации патента номер WO2011/004180. Предусматривается ряд сенсорных датчиков, как правило, три или четыре сенсорных датчика,