RU2153055C2 - Method and device for positioning of indexing devices in well casing string and performance of operation in multiple side branches - Google Patents
Method and device for positioning of indexing devices in well casing string and performance of operation in multiple side branches Download PDFInfo
- Publication number
- RU2153055C2 RU2153055C2 RU98107569A RU98107569A RU2153055C2 RU 2153055 C2 RU2153055 C2 RU 2153055C2 RU 98107569 A RU98107569 A RU 98107569A RU 98107569 A RU98107569 A RU 98107569A RU 2153055 C2 RU2153055 C2 RU 2153055C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- casing
- indexing
- tool
- orientation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится в целом к бурению скважин для добычи нефтепродуктов из приповерхностных зон, представляющих интерес, и к операциям по бурению множественных боковых ответвлений, которые проходят от привычной скважины к зоне или зонам, представляющим интерес, расположенным сбоку от первичной скважины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу обследования и устройству регуляции положения и ориентации устройств определения в обсадной колонне скважины и к распознаванию типа профиля совпадения устройства определения и ориентации, которое установлено в колонне обсадных труб на определенной глубине скважины, чтобы таким образом разрешить просто и эффективно из первичной скважины выполнить работы в боковых ответвлениях, такие как фрезерование окна в обсадной колонне, бурение бокового ответвления, вход в боковое ответвление, завершение и обработка. The present invention relates generally to drilling wells for the extraction of petroleum products from surface zones of interest, and to operations for drilling multiple lateral branches that extend from a conventional well to a zone or zones of interest located to the side of the primary well. More specifically, the present invention relates to a method for examining and adjusting the position and orientation of detection devices in a casing string of a well and to recognizing the type of matching profile of a detection and orientation device installed in a casing string at a certain depth of a well so as to enable simple and effective resolution from the primary well, perform work in the lateral branches, such as milling the window in the casing, drilling the lateral branch, entering the lateral branch pouring, completion and processing.
Для бурения боковых ответвлений в нефтяной и газовой скважине некоторые способы бокового отслеживания могут использовать устройство непрерывного определения и ориентации, которое встроено в обсадную колонну. Обычно между секциями обсадной колонны подсоединяется индексирующая муфта и определяет внутренний посадочный профиль, позволяющий инструментам, имеющим соответствующий внутренний посадочный профиль, располагаться и фиксироваться в ней. Для индексации индексирующая муфта может также образовывать внутренний ориентирующий имеющий паз известный азимут. Инструмент для бокового ответвления скважины, имеющий ориентирующий ключ, размещенный внутри ориентирующего паза, должен быть, следовательно, ориентированным в соответствии с азимутом этого паза. Такая постоянная индексирующая позволяет точно и соответствующим образом устанавливать и ориентировать любое оборудование, которое необходимо для формирования и/или завершения бокового ответвления или проведения других специальных операций в азимутальном направлении внутри скважины. For drilling lateral branches in an oil and gas well, some lateral tracking methods may use a continuous detection and orientation device that is integrated into the casing. Typically, an indexing sleeve is connected between the sections of the casing and defines an internal seating profile, allowing tools having a corresponding internal landing profile to be positioned and fixed therein. For indexing, the indexing sleeve may also form an internal orienting groove having a known azimuth. A tool for lateral branching of the well, having an orienting key located inside the orienting groove, should therefore be oriented in accordance with the azimuth of this groove. This constant indexing allows you to accurately and appropriately install and orient any equipment that is necessary for the formation and / or completion of the lateral branching or other special operations in the azimuthal direction inside the well.
Обычно секции обсадной колонны скважины соединены резьбовыми соединениями так, что относительные позиции соседних секций обсадной колонны в круговом направлении могут значительно изменяться. То же самое верно относительно индексирующих муфт, которые обычно подсоединены к смежным секциям обсадной колонны резьбовыми соединениями. Чтобы достичь точного расположения этих муфт внутри обсадной колонны для скважины значительной глубины, согласно обычной практике, расположение и ориентация каждого соединения колонны относительно соседних соединений должно быть точно измерено. К тому же, другие параметры, которые управляют, например, позиционированием обсадной колонны, длиной колонны, должны быть тщательно проверенными и управляемыми, когда обсадная колонна позиционируется и цементируется внутри скважины так, чтобы индексирующая муфта была размещена точно на требуемой глубине и ориентирующий паз индексирующей муфты должен быть точно размещен в направлении предварительно выбранного азимута. Поскольку многие секции обсадной колонны скважины соединены, то малые ошибки во многих соединениях обсадной колонны могут накапливаться, таким образом, позиционируя ориентирующий паз любой конкретной муфты в азимутальном направлении, которое значительно отличается от азимута, который должен быть. Таким образом, специфические приповерхностные работы в азимутальном направлении, проводимые с ориентиром на паз индексирующей муфты, могут иметь значительную ошибку. Кроме того, когда операция цементирования обсадной колонны завершена, ее положение будет постоянно, таким образом, любая ошибка позиционирования колонны будет постоянно вноситься при проведении операций в боковых ответвлениях. Typically, casing sections of a well are threaded so that the relative positions of adjacent casing sections in a circular direction can vary significantly. The same is true for indexing couplings, which are typically connected to adjacent casing sections by threaded connections. In order to achieve the exact location of these couplings within the casing string for a well of considerable depth, according to normal practice, the location and orientation of each string joint relative to adjacent joints must be accurately measured. In addition, other parameters that control, for example, casing positioning, casing length, should be carefully checked and controlled when the casing is positioned and cemented inside the well so that the indexing sleeve is positioned exactly at the required depth and the alignment groove of the indexing sleeve must be precisely positioned in the direction of the preselected bearing. Since many sections of the casing of the well are connected, small errors in many connections of the casing can accumulate, thus positioning the alignment groove of any particular sleeve in the azimuth direction, which is significantly different from the azimuth that should be. Thus, specific near-surface operations in the azimuthal direction, carried out with a reference to the groove of the indexing coupling, can have a significant error. In addition, when the casing string cementing operation is completed, its position will be constant, so any string positioning error will be constantly introduced during operations in the side branches.
Очевидно, когда осуществляется исключительно тщательное управление и запись во время установки обсадной колонны для гарантии, что фактическое позиционирование и ориентация индексирующей муфты точно соответствует плану установки обсадной колонны, то стоимость процедуры этой установки по сравнению с установкой обсадной колонны без такого управления значительно увеличивается, таким образом неблагоприятно влияя на полную стоимость бурения скважины и процедуру завершения. Поэтому требуется создать способ для установки обсадной колонны, имеющей индексирующие муфты, размещенные в ней так, чтобы колонна могла быть установлена без необходимости в точной управляемой азимутальной ориентации муфты относительно земных горных порол (формаций). Также требуется создать способ для эффективного и точного определения специфической азимутальной ориентации каждой из муфт ориентации обсадной колонны после того, как колонна введена в скважину и зацементирована. Эта особенность позволит поместить скважинный инструмент в нее избирательно, ориентированными относительно точно измеренного существующего азимута ориентирующего паза индексирующей муфты так, чтобы заданные работы в скважине, например, бурение боковых ветвей, работы по завершению скважины, обработка скважины, фрезерование окна обсадной колонны, цифровое отображение могли быть выполнены, исходя из опорного азимута и ориентации муфты, которые точно измерены и зарегистрированы диаграммой геофизических исследований скважины. Obviously, when extremely careful control and recording is performed during casing installation to ensure that the actual positioning and orientation of the indexing sleeve exactly matches the casing installation plan, the cost of this installation compared to installing the casing without such control is significantly increased, thus adversely affecting the total cost of well drilling and completion procedures. Therefore, it is required to create a method for installing a casing having indexing couplings placed therein so that the casing can be installed without the need for precise controlled azimuthal orientation of the coupling relative to the terrestrial rock formations. It is also required to create a method for efficiently and accurately determining the specific azimuthal orientation of each of the casing orientation couplings after the casing is inserted into the well and cemented. This feature will allow you to place the downhole tool selectively in it, oriented relative to the accurately measured existing azimuth of the orienting groove of the indexing sleeve so that the specified work in the well, for example, side branch drilling, well completion work, well treatment, casing window milling, digital display could be performed on the basis of the bearing azimuth and coupling orientation, which are accurately measured and recorded by the well geophysical exploration diagram.
Когда обсадная колонна установлена, патрубки для размещения (посадки) и индексации, также упоминаемые как индексирующие муфты, часто подсоединяются к колонне на выбранных глубинах, чтобы дать возможность вводить скважинные инструменты сквозь обсадную колонну и помещаться и фиксироваться к внутреннему профилю разделяющей муфты. При этом внутренние профили нескольких муфт обсадной колонны должны преднамеренно различаться так, чтобы только инструмент, имеющий соответствующий профиль для размещения, мог быть помещен и зафиксирован в ней. Эта особенность дает возможность инструментам проходить по колонне и через несовпадающие индексирующие муфты, пока не будет достигнута муфта, имеющая соответствующий профиль. Посадочный патрубок с соответствующим профилем позволит фиксирующим кулачкам инструмента упереться в соответствующем профиле и установить с ним фиксирующее соединение. When the casing is installed, the nozzles for placement (landing) and indexing, also referred to as indexing couplings, are often connected to the casing at selected depths to allow downhole tools to enter through the casing and fit and be fixed to the inner profile of the separation clutch. In this case, the internal profiles of several casing couplings must be deliberately different so that only the tool having the appropriate profile for placement can be placed and fixed in it. This feature allows the tools to pass through the column and through mismatched indexing couplings until a coupling having an appropriate profile is reached. The landing pipe with the appropriate profile will allow the locking cams of the tool to abut against the corresponding profile and establish a locking connection with it.
При обстоятельствах, когда встречается существующая скважина, имеющая индексирующие муфты, особенно муфты, имеющие ориентирующий паз, и внутренний профиль и геометрия совпадения и ориентация не известны, желательно иметь систему для создания изображения внутренней геометрии муфты на диаграмме геофизических исследований скважины и сравнения изображения с локальным отклонением и поворотом, то есть, наклоном обсадной колонны скважины и индексирующей муфты и углом поворота, измеренного от опорного азимута, такого как магнитный север. Изображение, созданное таким образом, должно отобразить особенности позиционирования и ориентации индексирующей муфты, то есть точный внутренний профиль этой муфты и азимутальное направление и размер паза так, чтобы специфические работы в боковых ответвлениях в азимутальном направлении могли быть эффективно разработаны и проведены от опорного направления паза. In circumstances where an existing well is encountered having indexing couplings, especially couplings having an alignment groove, and the internal profile and coincidence geometry and orientation are not known, it is desirable to have a system for creating an image of the internal geometry of the coupling in the geophysical survey diagram of the well and comparing the image with local deviation and a rotation, that is, a tilt of the well casing and the indexing sleeve and a rotation angle measured from a reference azimuth, such as magnetic north. The image created in this way should reflect the positioning and orientation features of the indexing sleeve, i.e. the exact internal profile of this sleeve and the azimuthal direction and groove size so that specific work in the lateral branches in the azimuthal direction can be effectively designed and carried out from the reference groove direction.
Поэтому требуется создать систему регистрации, имеющую ультразвуковой сканер, чтобы таким образом обеспечить возможность создания изображения, точно идентифицирующего внутреннюю геометрию индексирующей муфты или другого устройства позиционирования или индексирования. Также требуется создать систему регистрации, имеющую возможность корреляции (соотнесения) изображения внутренней геометрии выбранной индексирующей муфты в терминах локальных ориентиров в окружении нисходящей скважины. Это даст возможность разработать различные специфические работы в нисходящем направлении в азимутальном направлении нисходящей скважины имея ввиду известную внутреннюю геометрию и ориентацию выбранной индексирующей муфты. Therefore, it is required to create a recording system having an ultrasound scanner in order to thus enable the creation of an image that accurately identifies the internal geometry of the indexing sleeve or other positioning or indexing device. It is also required to create a registration system with the ability to correlate (correlate) the image of the internal geometry of the selected indexing sleeve in terms of local landmarks surrounded by the downhole. This will make it possible to develop various specific work in the downstream direction in the azimuthal direction of the downhole, bearing in mind the known internal geometry and orientation of the selected indexing sleeve.
В авторском свидетельстве СССР N 553561, кл. E 21 B 47/14, 1977 г. раскрыт способ исследования необсаженных скважин, при осуществлении которого используется ультразвуковой прибор для обследования скважин, обеспечивающий определение коэффициента отражения от породы, пересеченной этой скважиной, и акустического сопротивления этой породы, а также акустического сопротивления жидкости, находящейся в скважине. В состав ультразвукового прибора для обследования скважин входят внутренние эталонные мишени, которые перемещаются по скважине вместе с прибором. In the author's certificate of the USSR N 553561, cl. E 21 B 47/14, 1977 disclosed a method for investigating open-hole wells, the implementation of which uses an ultrasonic device for examining wells, which determines the reflection coefficient from the rock crossed by this well and the acoustic resistance of this rock, as well as the acoustic resistance of the fluid located in the well. The composition of the ultrasonic device for examining wells includes internal reference targets that move along the well with the device.
В авторском свидетельстве СССР N 696149, кл. E 21 B 37/02, 1979 раскрыто устройство для исследования обсадных колонн в скважине, которое повышает точность определения размеров деформации колонны обсадных труб. Это устройство снабжено электромеханическим блоком, который выполнен в виде датчика перемещения, связанного с многорычажным центратором. In the author's certificate of the USSR N 696149, cl. E 21 B 37/02, 1979 disclosed a device for researching casing strings in a well, which improves the accuracy of determining the dimensions of deformation of casing strings. This device is equipped with an electromechanical unit, which is made in the form of a displacement sensor associated with a multi-link centralizer.
В авторском свидетельстве СССР N 192114, кл. E 21 B 7/08, 1967 г. раскрыт способ создания множественных боковых ответвлений от первичной скважины, имеющей обсадную колонну с подсоединенными внутри нее одной или более индексирующими муфтами, согласно которому в скважину опускают инструмент для бокового ответвления, причем этот инструмент контактирует с индексирующей муфтой и имеет регулируемое ориентирующее приспособление и проводят операции в боковых ответвлениях ориентирующим приспособлением инструмента для бокового ответвления. In the copyright certificate of the USSR N 192114, cl. E 21 B 7/08, 1967 discloses a method for creating multiple lateral branches from a primary well having a casing with one or more indexing couplings connected inside it, according to which a lateral branch tool is lowered into the well, which tool contacts the indexing clutch and has an adjustable orienting device and carry out operations in the side branches with an orienting device tool for the side branches.
Этот способ осуществляется устройством, которое является частью обсадной колонны основного ствола и содержит встроенный в обсадную колонну отрезок трубы с расположенными на разной высоте и под одинаковыми углами окнами. Бурение дополнительных скважин производится через эти окна, через которые в эти боковые скважины подаются также и дополнительные обсадные колонны. Устройство включает в себя распределительную головку, снабженную механизмом для однонаправленного поворота, который обеспечивает соответствующее направление бурового инструмента при бурении боковых скважин. Данное устройство относится к устройствам такого типа, которые с обеспечением определенных преимуществ могли бы быть размещены в скважине при помощи настоящего изобретения. This method is carried out by a device that is part of the casing of the main trunk and contains a pipe section integrated in the casing with windows located at different heights and at the same angles. Additional wells are drilled through these windows, through which additional casing strings are also fed into these side wells. The device includes a distribution head equipped with a mechanism for unidirectional rotation, which provides the appropriate direction of the drilling tool when drilling lateral wells. This device relates to devices of this type, which, with certain advantages, could be placed in the well using the present invention.
В авторском свидетельстве СССР N 876979 кл. E 21 B 47/02, 1981 г. раскрыто устройство для определения положения инструмента в скважине с повышенной точностью. В устройстве используется конический подшипник с подвижным элементом, который может быть установлен в соответствующее положение с большой точностью под действием эксцентричного груза относительно оси его вращения в плоскости наклона. In the author's certificate of the USSR N 876979 class. E 21 B 47/02, 1981 disclosed a device for determining the position of a tool in a well with increased accuracy. The device uses a tapered bearing with a movable element, which can be installed in the appropriate position with great accuracy under the action of an eccentric load relative to its axis of rotation in the plane of inclination.
Технической задачей настоящего изобретения является создание нового способа и устройства для идентификации внутреннего профиля и специфического индексирующего азимута выбранной индексирующей муфты обсадной колонны и избирательной ориентации разнообразных многочисленных инструментов для операций в боковых ответвлениях во введенном и разделяющем положении в ней с целью простого и эффективного проведения фрезерования окна в обсадной колонне, бурения бокового ответвления, завершения и входа из первичной обсаженной скважины. An object of the present invention is to provide a new method and device for identifying an internal profile and a specific indexing azimuth of a selected casing indexing sleeve and selectively orienting various numerous tools for operations in side branches in the inserted and separated position therein for the purpose of easily and efficiently milling a window in casing, lateral branch drilling, completion and entry from a primary cased well.
Другой задачей настоящего изобретения является создание нового способа обзора и устройства для обнаружения и записи позиции и ориентации приспособления ориентации скважинного инструмента, которые постоянно установлены внутри обсадной колонны в скважине, чтобы таким образом обеспечить ориентир, относительно которого могут быть проведены специфические работы в боковых ответвлениях в азимутальном направлении. Another objective of the present invention is to provide a new survey method and device for detecting and recording the position and orientation of the downhole tool orientation tool, which are permanently installed inside the casing in the well, so as to provide a reference point with respect to which specific work can be performed in the lateral branches in the azimuth direction.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание нового способа обзора и устройства, которые устраняют потребность устанавливать точно измеренные соотношения соединений обсадной колонны относительно друг друга и устанавливать точно измеренные азимутальные соотношения соединений ориентации по отношению к соседним секциям обсадной колонны во время установки этой колонны внутрь скважины. Another objective of the present invention is the creation of a new survey method and device that eliminate the need to establish accurately measured ratios of casing joints relative to each other and to establish accurately measured azimuthal ratios of orientation compounds with respect to adjacent sections of the casing during installation of this string inside the well.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание нового способа обзора и устройства, обеспечивающих снятие характеристик окружающих формаций, снятие характеристик обсадной колонны и снятие характеристик индексирующей муфты в опорной (исходной) диаграмме геофизических исследований скважины, чтобы таким образом дать возможность впоследствии эффективно разработать и проводить в азимутальном направлении специфические работы в скважине, такие как бурение бокового ответвления, завершение и обслуживание. An additional objective of the present invention is the creation of a new survey method and device that provides the characteristics of the surrounding formations, the characteristics of the casing and the characteristics of the indexing sleeve in the reference (initial) diagram of the geophysical exploration of the well, so as to enable subsequently to effectively develop and conduct in the azimuth direction specific work in the well, such as side branch drilling, completion and maintenance.
Задачей настоящего изобретения является также создание нового способа обзора и устройства, использующих ультразвуковое сканирование из следующего зонда, размещенного внутри обсадной колонны скважины, чтобы таким образом получить акустическое изображение, идентифицирующее специфическое расположение и посадочный профиль выбранной индексирующей муфты обсадной колонны, чтобы таким образом дать возможность скважинному инструменту с совпадающим профилем размещения быть выбранным для посадки в него и точно ориентированным для выполнения азимутальных специфических нисходящих работ в скважине, таких как фрезерование окна обсадной колонны, выравнивание инструмента для бурения бокового ответвления относительно предварительно фрезерованного окна в обсадной колонне и выравнивание инструмента завершения и обслуживания бокового ответвления скважины с пробуренными боковыми ответвлениями в случае повторного входа в боковое ответвление. An object of the present invention is also to provide a new viewing method and apparatus using ultrasound scanning from the following probe located inside the casing of the well so as to obtain an acoustic image identifying the specific location and landing profile of the selected casing indexing sleeve so as to enable the borehole a tool with a matching placement profile to be selected for landing in it and precisely oriented to perform Ia azimuthal specific downlink works in the well, such as the milling of casing windows, alignment tool for drilling the lateral branch with respect to the pre-milled window in the casing and alignment tool completion and maintenance lateral branch wellbore drilled with side branches in the case of re-entry into the lateral branch.
Другой задачей настоящего изобретения является создание нового способа и устройства, которые используют ультразвуковое сканирование с дополнительной целью снятия характеристик цемента, чтобы определить целостность завершенной скважины. Another objective of the present invention is to provide a new method and device that use ultrasound scanning for the additional purpose of characterization of cement to determine the integrity of the completed well.
Еще одной дополнительной задачей настоящего изобретения является создание нового способа идентификации маркеров, таких как внутренние, встроенные и внешние магнитные или радиоактивные маркеры обсадных колонн скважины, и для определения постоянных структурных частей обсадных колонн, таких как клапаны, кабели, датчики, предварительно изготовленные выходы из обсадных колонн и т. п. , и отображения их на диаграмме геофизических исследований скважины. Another additional objective of the present invention is to provide a new method for identifying markers, such as internal, internal and external magnetic or radioactive markers of casing strings, and for determining the permanent structural parts of casing strings, such as valves, cables, sensors, prefabricated casing outlets columns, etc., and their display on the diagram of geophysical exploration of the well.
Вкратце, с целью проведения бурения бокового ответвления работ по завершению и обслуживанию из первичной скважины, настоящее изобретение касается способа обзора и устройства обнаружения и регистрации позиции и ориентации индексирующих приспособлений, которые были установлены внутри скважины в постоянной сборке с обсадными трубами скважины. Настоящее изобретение также предусматривает распознавание типа совпадающего внутреннего профиля и индексирующего азимута индексирующей муфты, которая была установлена на определенной глубине, и корреляции этих введенных и индексирующих характеристик с другими параметрами, которые характеризуют обсадную колонну скважины и/или формацию, которая окружает обсадную колонну скважины. Briefly, for the purpose of conducting lateral branch drilling for completion and maintenance from a primary well, the present invention relates to a method for viewing and detecting and recording the position and orientation of indexing devices that were installed inside the well in a permanent assembly with the well casing. The present invention also provides for recognizing the type of matching internal profile and indexing azimuth of the indexing sleeve that has been set at a certain depth, and correlating these input and indexing characteristics with other parameters that characterize the well casing and / or formation that surrounds the well casing.
Эти технические задачи решаются тем, что в способе создания множественных ответвлений от первичной скважины, имеющей обсадную колонну с подсоединенными внутри нее одной или более индексирующими муфтами, согласно которому в скважину опускают инструмент для бокового ответвления, контактирующий с индексирующей муфтой и имеющий регулируемое ориентирующее приспособление, и проводят операции в боковых ответвлениях ориентирующим приспособлением инструмента для бокового ответвления, согласно изобретению, вводят исследовательский зонд в обсадную колонну скважины и в выбранную индексирующую муфту, распределяют ультразвуковую волну через текучую среду скважины внутри обсадной колонны для отражения ее от внутренних поверхностей выбранной индексирующей муфты и получают из них акустическое изображение внутренних поверхностей индексирующей муфты, обрабатывают полученное акустическое изображение для сравнения его с локальным отклонением скважины и относительным углом азимута, инструмент для бокового ответвления опускают внутрь выбранной индексирующей муфты, причем регулируемое ориентирующее приспособление этого инструмента образует ориентирующий элемент для парного азимутального индексированного зацепления внутри ориентирующего паза выбранной индексирующей муфты с ориентирующим элементом, ориентированным в выбранном направлении угла азимута относительно инструмента для бокового ответвления. These technical problems are solved in that in a method for creating multiple branches from a primary well having a casing with one or more indexing couplings connected inside it, according to which a tool for lateral branching is brought into contact with the indexing clutch and having an adjustable orienting device, and carry out operations in the lateral branches with the orienting device of the tool for the lateral branches, according to the invention, a research probe is inserted into the casing string of the well and into the selected indexing sleeve, the ultrasonic wave is distributed through the fluid of the well inside the casing to reflect it from the internal surfaces of the selected indexing sleeve and an acoustic image of the internal surfaces of the indexing sleeve is obtained from them, the resulting acoustic image is processed to compare it with the local deviation of the well and relative azimuth angle, the tool for the lateral branch is lowered into the selected indexing sleeve, and uliruemoe orienting tool of the tool forms an orienting member for the pair of azimuth indexed engagement within orienting slot selected indexing coupling with the orienting member oriented at a selected azimuth angle direction relative to the tool for the lateral branch.
Можно в качестве инструмента для бокового ответвления использовать инструмент фрезерования окна в обсадной колонне и проводят операции в боковых ответвлениях посредством фрезерования окна в обсадной колонне в направлении угла по азимуту, определенном частично углом азимута ориентирующего паза выбранной индексирующей муфты и частично определенном регулируемой позицией в азимутальном направлении ориентирующего элемента регулируемого ориентирующего приспособления инструмента фрезерования окна в обсадной колонне. You can use the tool for milling the window in the casing as a tool for the lateral branching and perform operations in the lateral branches by milling the window in the casing in the direction of the azimuth angle, partially determined by the azimuth of the orientation groove of the selected indexing sleeve and partially determined by the adjustable position in the azimuthal direction of the orientation an element of an adjustable orienting fixture of a casing window milling tool.
Можно также в качестве инструмента для бокового ответвления использовать инструмент для бурения бокового ответвления и при проведении операций в боковых ответвлениях бурят боковое ответвление с помощью инструмента для бурения бокового ответвления, ориентированного в соответствии с выбранным углом азимута, определенным частично углом азимута ориентирующего паза выбранной индексирующей муфты и определенным частично регулируемой позицией в азимутальном направлении ориентирующего элемента относительно инструмента для бурения бокового ответвления. You can also use a tool for drilling a side branch as a tool for a side branch and, when performing operations in side branches, drill a side branch using a tool for drilling a side branch, oriented in accordance with the selected azimuth angle, partially determined by the azimuth angle of the alignment groove of the selected indexing sleeve and a certain partially adjustable position in the azimuthal direction of the orienting element relative to the side drilling tool th branch.
Возможно также в качестве инструмента для бокового ответвления использовать инструмент входа в боковое ответвление для направления скважинных инструментов от первичной обсаженной скважины через окна обсадной колонны в боковые ответвления, и при проведении операций в боковых ответвлениях вводят инструмент через обсадную колонну скважины и в направляющее зацепление с инструментом входа в боковое ответвление, который направляет инструмент из обсадной колонны скважины в выбранное боковое ответвление. It is also possible to use the lateral branch entry tool as a tool for the lateral branch for guiding the downhole tools from the primary cased hole through the casing windows to the lateral branches, and during operations in the lateral branches, the tool is introduced through the casing of the well and into the guide engagement with the input tool into a lateral branch that guides the tool from the well casing to a selected lateral branch.
Целесообразно дополнительно регистрировать локальное отклонение скважины и относительный угол азимута опорного акустического изображения в диаграмму геофизических исследований скважины. При этом дополнительно сравнивают акустическое изображение с локальным отклонением скважины и относительным углом азимута для получения диаграммы геофизических исследований скважин азимутальным опорным направлением. It is advisable to additionally record the local deviation of the well and the relative azimuth angle of the reference acoustic image in the diagram of the geophysical exploration of the well. In this case, the acoustic image is additionally compared with the local deviation of the well and the relative azimuth angle to obtain a diagram of geophysical studies of the wells with the azimuthal reference direction.
Желательно при обработке акустического изображения осуществлять электронное преобразование акустического изображения из основанного на времени изображения в основанное на геометрии изображение. When processing an acoustic image, it is desirable to electronically convert the acoustic image from a time-based image into a geometry-based image.
Возможно при распространении ультразвуковой волны и получения изображения использовать дифференциацию времени прохождения первого эхо-сигнала для получения акустического изображения. When propagating an ultrasonic wave and acquiring an image, it is possible to use the differentiation of the travel time of the first echo signal to obtain an acoustic image.
Предпочтительно при распространении ультразвуковой волны и получении изображения формировать ультразвуковую волну из ультразвукового сканера внутри исследовательского зонда, измерять дифференциацию времени прохождения первого эхо-сигнала от внутренних поверхностей индексирующей муфты к ультразвуковому сканеру и регистрировать дифференциацию времени прохождения первого эхо-сигнала для создания акустического изображения. При этом дополнительно сравнивают акустическое изображение с локальным отклонением скважины и относительным углом азимута для получения диаграммы геофизических исследований скважин азимутальным опорным направлением. Preferably, when the ultrasonic wave propagates and the image is obtained, it is possible to generate an ultrasonic wave from the ultrasound scanner inside the research probe, measure the differentiation time of the passage of the first echo signal from the internal surfaces of the indexing coupling to the ultrasound scanner, and register the differentiation time of the passage of the first echo signal to create an acoustic image. In this case, the acoustic image is additionally compared with the local deviation of the well and the relative azimuth angle to obtain a diagram of geophysical studies of the wells with the azimuthal reference direction.
Вышеуказанные технические задачи решаются и тем, что, в способе создания множественных боковых ответвлений в обсаженной скважине, имеющей одну или более индексирующих муфт, фиксированных в ней, согласно которому вводят инструмент для бокового ответвления через обсадную колонну в выбранную индексирующую муфту и проводят операции в боковых ответвлениях из обсадной колонны скважины инструментом для бокового ответвления, согласно изобретению, вводят имеющий ультразвуковой сканер исследовательский зонд скважины в обсадную колонну до положения внутри выбранной индексирующей муфты, имеющей внутренний профиль и ориентирующий паз, распределяют ультразвуковую волну от ультразвукового сканера через буровой раствор, присутствующий в обсадной колонне, таким образом вызывая отражение ультразвуковой волны от внутренних поверхностей выбранной индексирующей муфты, и получают акустическое изображение внутренних поверхностей индексирующей муфты, сравнивают акустическое изображение внутренних поверхностей индексирующей муфты с локальным отклонением и относительным углом азимута, чтобы получить азимутальный ориентир, идентифицирующий угол азимута ориентирующего паза, обрабатывают полученное акустическое изображение и формируют диаграмму исследования скважины, идентифицирующую позицию и ориентацию выбранной индексирующей муфты, идентифицирующей внутренний профиль этой муфты и угол азимута ориентирующего паза, причем инструмент для бокового ответвления имеет регулируемое индексирующее приспособление, образующее ориентирующий ключ для ориентации зацепления внутри ориентирующего паза индексирующей муфты, и ориентирован частично углом азимута ориентирующего паза индексирующей муфты и частично регулируемой позицией регулируемого индексирующего приспособления относительно инструмента для бокового ответвления. The above technical problems are solved by the fact that, in the method of creating multiple lateral branches in a cased well having one or more indexing couplings fixed in it, according to which a tool for lateral branches through the casing is inserted into the selected indexing clutch and operations are performed in the lateral branches from the well casing, a lateral branch tool according to the invention introduces an ultrasonic scanner with a research probe into the casing until Inside the selected indexing sleeve having an internal profile and an alignment groove, the ultrasonic wave is distributed from the ultrasound scanner through the drilling fluid present in the casing, thereby causing ultrasonic waves to reflect from the internal surfaces of the selected indexing sleeve, and an acoustic image of the internal surfaces of the indexing sleeve is obtained, comparing the acoustic image of the inner surfaces of the indexing sleeve with a local deviation and relative angle a to obtain an azimuthal landmark identifying the azimuth angle of the orienting groove, the obtained acoustic image is processed and a well survey diagram is generated that identifies the position and orientation of the selected indexing sleeve identifying the internal profile of this sleeve and the azimuth angle of the orientation groove, and the side branch tool has an adjustable indexing fixture forming an orienting key for orientation of engagement inside the orienting groove indexing coupling, and oriented azimuth angles partially orienting slot of the indexing sleeve and partially adjustable position relative to the controlled indexing devices for lateral branch tool.
Целесообразно при сравнении акустического изображения внутренних поверхностей индексирующей муфты с локальным отклонением и относительным углом азимута обрабатывать акустическое изображение в зависимости от угла поворота и обрабатывать акустическое изображение в зависимости от глубины. При проведении азимутального сравнения определяют магнитный север в выбранной индексирующей муфте, определяют ориентацию ориентирующего паза относительно магнитного севера и устанавливают определенную ориентацию ориентирующего паза в диаграмме геофизических исследований скважины. It is advisable when comparing the acoustic image of the inner surfaces of the indexing sleeve with a local deviation and relative azimuth angle to process the acoustic image depending on the angle of rotation and process the acoustic image depending on the depth. During the azimuthal comparison, magnetic north is determined in the selected indexing sleeve, the orientation of the orienting groove relative to the magnetic north is determined, and a certain orientation of the orienting groove in the well geophysical exploration diagram is established.
Предпочтительно дополнительно вращать элемент, формирующий волну, вместе с ультразвуковым сканером, вращая таким образом пятно ультразвуковых волн внутри выбранной индексирующей муфты, измерять время прихода первой ультразвуковой волны, отраженной от внутренних поверхностей указанной разделяющей муфты, и обрабатывать время прихода отраженной первой ультразвуковой волны в зависимости от угла вращения и в зависимости от глубины, чтобы установить акустическое изображение поверхностей индексирующей муфты. It is preferable to additionally rotate the wave-forming element together with the ultrasound scanner, thus rotating the spot of ultrasonic waves inside the selected indexing sleeve, measure the arrival time of the first ultrasonic wave reflected from the inner surfaces of the specified separation sleeve, and process the arrival time of the reflected first ultrasonic wave depending on angle of rotation and depending on the depth to establish an acoustic image of the surfaces of the indexing sleeve.
Желательно дополнительно приводить в действие гироскоп, содержащийся в исследовательском зонде в комбинации с ультразвуковым сканером, чтобы образовать азимутальный ориентир для расположения ориентирующего паза на диаграмме исследования скважины. It is desirable to further actuate the gyroscope contained in the research probe in combination with an ultrasound scanner to form an azimuthal landmark for locating the alignment groove in the well survey diagram.
Можно дополнительно приводить в действие систему гамма-излучения в исследовательском зонде в комбинации с ультразвуковым сканером, чтобы снять характеристики почвенной формации снаружи обсадной колонны скважины для снятия характеристик почвенной формации относительно индексирующей муфты. The gamma radiation system in the research probe can be further activated in combination with an ultrasound scanner to capture the characteristics of the soil formation outside the casing of the well to measure the characteristics of the soil formation relative to the indexing sleeve.
Целесообразно дополнительно одновременно измерять очевидную глубину, измеренную вдоль внутренней стенки обсадной колонны скважины. It is advisable to additionally simultaneously measure the apparent depth measured along the inner wall of the well casing.
Целесообразно также дополнительно одновременно измерять трехмерное ускорение исследовательского зонда. It is also advisable to additionally simultaneously measure the three-dimensional acceleration of the research probe.
Можно дополнительно одновременно измерять энергию естественного гамма-излучения луча поперек обсадной колонны скважины. You can additionally simultaneously measure the energy of natural gamma-ray radiation across the casing of the well.
Желательно дополнительно одновременно измерять азимут исследовательского зона относительно магнитного севера, измеряемого гироскопом внутри исследовательского зонда, в случае отклонения буровой скважины, находящегося в малом диапазоне приблизительно от 5 до 10o или меньше.It is desirable to additionally simultaneously measure the azimuth of the research area relative to magnetic north, as measured by the gyroscope inside the research probe, in case of deviation of the borehole, which is in a small range from about 5 to 10 o or less.
Возможно также дополнительно одновременно измерять трехмерное ускорение исследовательского зонда, одновременно измеряют энергию естественного гамма-излучения луча поперек обсадной колонны и одновременно измеряют азимут исследовательского зонда относительно магнитного севера, измеряемого гироскопом внутри исследовательского зонда, в случае отклонения буровой скважины, находящегося в малом диапазоне приблизительно от 5 до 10o или меньше.It is also possible to additionally simultaneously measure the three-dimensional acceleration of the research probe, simultaneously measure the energy of natural gamma-ray radiation across the casing, and simultaneously measure the azimuth of the research probe relative to magnetic north, measured by a gyroscope inside the research probe, in the case of a deviation of a borehole in a small range from about 5 up to 10 o or less.
Указанные технические задачи решаются также в устройстве для определения позиции и ориентации одного или более индексирующих приспособлений внутри обсадной колонны скважины, имеющее средство определения и средство ориентации, согласно изобретению, содержит скважинный исследовательский зонд, приспособленный для введения в обсадную колонну скважины, ультразвуковую систему в исследовательском зонде скважины для формирования в текучей среде скважины в обсадной колонне ультразвуковой волны и приема отраженных ультразвуковых волн от внутренней поверхности обсадной колонны и от внутренней поверхности индексирующего приспособления и средство обработки отраженной ультразвуковой волны и формирования диаграммы исследования скважины, имеющее акустическое изображение внутренней поверхности индексирующих приспособлений, включающих средство определения и средство ориентации, и сравнивающее это акустическое изображение с локальным отклонением и относительным углом азимута. These technical problems are also solved in a device for determining the position and orientation of one or more indexing devices inside the casing of the well, having a means of determination and means of orientation, according to the invention, comprises a downhole research probe adapted for insertion into the casing of the well, an ultrasound system in the research probe wells for forming a fluid well in the casing of an ultrasonic wave and receiving reflected ultrasonic waves from the inner surface of the casing and from the inner surface of the indexing device and means for processing the reflected ultrasonic wave and generating a well survey diagram having an acoustic image of the internal surface of the indexing devices, including determination means and orientation means, and comparing this acoustic image with a local deviation and relative azimuth angle.
Целесообразно, чтобы ультразвуковая система содержала вращательный элемент, средство, ориентируемое вращательным элементом, для формирования ультразвуковой волны с узкой угловой конфигурацией, выступающее вбок и вращаемое относительно внутренней поверхности обсадной колонны скважины, таким образом индексирующее приспособление формирует отражение ультразвуковой волны от малых секций внутренней поверхности, при этом средство обработки выполняет обработку волновых отражений в зависимости от угла поворота и в зависимости от глубины для определения его на диаграмме геофизических исследований скважины. It is advisable that the ultrasound system contains a rotational element, a tool oriented by the rotational element, for generating an ultrasonic wave with a narrow angular configuration, protruding to the side and rotated relative to the inner surface of the casing of the well, thus the indexing device forms a reflection of the ultrasonic wave from small sections of the inner surface, this processing tool performs processing of wave reflections depending on the angle of rotation and depending on the depth to determine it on the diagram of geophysical exploration of the well.
Возможно, чтобы устройство дополнительно содержало систему гамма-излучения, встроенную в исследовательский зонд, эксплуатируемую в комбинации с ультразвуковой системой для снятия характеристик приповерхностной формации, пересекаемой скважиной, для проведения последующих сервисных работ скважины, принимая во внимание расположение и ориентацию средства ориентации и характеристики формации, окружающей скважину. It is possible that the device additionally contains a gamma radiation system built into the research probe, which is used in combination with an ultrasound system to measure the characteristics of the subsurface formation traversed by the well, for subsequent maintenance work of the well, taking into account the location and orientation of the orientation means and formation characteristics, surrounding the well.
Устройство может также дополнительно содержать гироскоп, встроенный внутри исследовательского зонда, эксплуатируемый в комбинации с ультразвуковой системой, чтобы обеспечить азимутальный ориентир для определения акустического изображения на диаграмме геофизических исследований скважины. The device may also further comprise a gyroscope integrated inside the research probe, operated in combination with an ultrasound system, to provide an azimuthal reference for determining the acoustic image in the well geophysical exploration diagram.
Предпочтительно, чтобы исследовательский зонд поддерживал комбинацию датчиков, одновременно измеряющих очевидную глубину исследовательского зонда, измеренную вдоль обсадной колонны, трехмерное ускорение исследовательского зонда, энергию естественного гамма-излучения, измеренную поперек обсадной колонны, внутреннюю геометрию индексирующих приспособлений ультразвуковым сканированием с высоким разрешением, азимут исследовательского зонда относительно магнитного севера земли и сравнение акустического изображения с локальным отклонением и относительным углом азимута. Preferably, the research probe supports a combination of sensors simultaneously measuring the apparent depth of the research probe measured along the casing, three-dimensional acceleration of the research probe, natural gamma radiation measured across the casing, the internal geometry of the indexing devices with high resolution ultrasound scanning, the azimuth of the research probe relative to the magnetic north of the earth and comparing acoustic images with local Onen and relative azimuth angle.
Способ, которым могут быть достигнуты описанные выше особенности, преимущества и задачи настоящего изобретения, может быть понят более детально при более подробном описании изобретения, кратко изложенного ниже со ссылкой на предпочтительный вариант его осуществления, который иллюстрируется прилагаемыми чертежами. The way in which the above described features, advantages and objectives of the present invention can be achieved can be understood in more detail with a more detailed description of the invention, which is summarized below with reference to a preferred embodiment, which is illustrated by the accompanying drawings.
Следует отметить однако, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только типовой вариант осуществления этого изобретения и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие его форму, изобретение может признавать другие одинаково эффективные варианты осуществления. It should be noted, however, that the accompanying drawings illustrate only a typical embodiment of this invention and, therefore, should not be construed as limiting its form, the invention may recognize other equally effective embodiments.
Фиг. 1 представляет схематический вид сечения скважины, пробуренной в земле, и снабженной обсадной колонной, имеющей множество индексирующих муфт, и инструмента обзора, установленного внутри обсадной колонны и составляющего акустическое изображение одной из муфт и бокового ответвления, проходящего из первичной скважины, согласно способам по настоящему изобретению;
фиг. 2 является фронтальным сечением индексирующей муфты, смонтированной в обсадной колонне;
фиг. 3 является боковым сечением индексирующей муфты, изображенной на фиг. 2;
фиг. 4 является блок-схемой, иллюстрирующей способ объединения данных исследования в обзоре для определения расположения индуксирующих муфт, согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 является поперечным сечением индуксирующей муфты обсадной колонны скважины такой, которая показана на фиг. 2 и 3, показывая исследовательский зонд, размещенный внутри обсадной колонны и предназначенной для определения внутреннего профиля и ориентирующего паза муфты;
фиг. 6 является графическим представлением времени прохождения первого эхо-сигнала как функции глубины, скорректированной по скорости, показывая распознавание конкретного профиля посадки индексирующей муфты обсадной колонны скважины посредством ультразвукового просмотра;
фиг. 7 является табличным представлением форм-факторов разделяющего профиля, согласно графическому представлению на фиг. 6;
фиг. 8 является графическим представлением, идентифицирующим изображение ориентирующего паза муфты обсадной колонны скважины, как функции глубины, скорректированной по скорости, и угла сканирования при вращении;
фиг. 9 является схематической иллюстрацией, показывающей определение ориентации локальных ориентиров индексирующих муфт обсадной колонны скважины;
фиг. 10 является частным сечением обсадной колонны скважины, показывающим отмеченные аномалии обсадной колонны или скважины, которые способствуют последующему точному определению их исследовательским зондом.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a well drilled in the ground and provided with a casing having a plurality of indexing couplings and a viewing tool installed inside the casing and constituting an acoustic image of one of the couplings and a side branch extending from the primary well according to the methods of the present invention ;
FIG. 2 is a frontal section of an indexing sleeve mounted in a casing;
FIG. 3 is a side sectional view of the indexing sleeve of FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of combining research data in a survey to determine the location of induction couplings according to the present invention;
FIG. 5 is a cross-sectional view of an induction casing collar of a well such as that shown in FIG. 2 and 3, showing a research probe located inside the casing and designed to determine the internal profile and the alignment groove of the sleeve;
FIG. 6 is a graphical representation of the travel time of the first echo signal as a function of speed-adjusted depth, showing recognition of a particular landing profile of the casing indexing sleeve of the well by means of ultrasonic scanning;
FIG. 7 is a tabular representation of the form factors of the separating profile, according to the graphical representation of FIG. 6;
FIG. 8 is a graphical representation identifying an image of an alignment groove of a casing sleeve coupling as a function of speed-adjusted depth and scan angle during rotation;
FIG. 9 is a schematic illustration showing a determination of the orientation of local landmarks of casing indexing couplings;
FIG. 10 is a partial section of a casing string of a well showing the noted anomalies of the casing string or borehole that facilitate subsequent accurate determination by their research probe.
На фиг. 1 изображена схематическая иллюстрация, на которой показана в целом первичная скважина 10, пробуренная в земле и укрепленная обсадной колонной 12 скважины, которая проходит до требуемой глубины. Обсадная колонна 12 скважины снабжена множеством индексирующих муфт 14, 16 и 18, которые установлены на глубинах, которые выбраны так, чтобы разрешить их использование совместно с будущими операциями, такими как завершение скважины и операции по добыче, и устройства расположения, из которых можно управлять бурением боковых ветвей, которые обозначены 20 и 22. Индексирующие муфты используются для расположения азимутальных инструментов для конкретных боковых ответвлений, таких как инструменты для фрезерования окна в обсадной колонне, инструменты для бурения ответвлений, инструменты для завершения ответвления и различные другие скважинные инструменты для бурения, завершения и обслуживания. Например, осевую скважину 24 бурят инструментом для бурения боковых ответвлений, который введен и совпадает с индуксирующей муфтой 18, скважина может быть изогнута или иным образом отклонена от основной скважины 10 требуемым образом, чтобы пересечь конкретную приповерхностную зону, которая не может быть идентифицирована до тех пор, пока скважина не будет подвергнута исследованию. Боковые ответвления 20 и 22 бурят и завершают инструментом для боковых ответвлений, которые введены и совпадают с индексирующими муфтами 14, 16 или 18 в возможном варианте. Эти боковые ответвления имеют обычно специфический азимут и устанавливаются посредством выборочной ориентации соответствующих инструментов для боковых ответвлений относительно известного азимута соответствующей индексирующей муфты. In FIG. 1 is a schematic illustration showing a generally
На фиг. 2 и 3 представлена индексирующая муфта 14, то есть позиционирующая и азимутальная индексирующая муфта, показанная подсоединенной к обсадной колонне 12. Эта муфта определяет выбранный внутренний профиль 26 посадки, имеющий круглые фаски и углубления, совпадающие с геометрией сервисных инструментов скважины, которые будут помещены и сориентированы в нем. Муфта 14 также определяет ориентирующий паз 28, который может иметь любую подходящую конфигурацию, но который обычно имеет предпочтительно прямоугольную в поперечном сечении конфигурацию для приема ориентирующего ключа 29, ориентируемого скважинным инструментом 31 при плотной подгонке в нем так, чтобы инструмент 31, например, типа, который описан в патентной заявке США 08/937,032, зарегистрированной 24 сентября 1997, был точно ориентирован относительно глубины и азимута. Обычно прямоугольный паз 28 определяет параллельные боковые поверхности 30 и 32, которые обеспечивают точную ориентацию соответствующих параллельных боковых поверхностей ключа 29 инструмента 31 согласно известному способу. Инструмент 31 предпочтительно снабжен фиксирующими кулачками 33, имеющими профиль, соответствующий внутреннему профилю 26 посадки индексирующей муфты 14 так, чтобы, когда фиксирующие кулачки 33 соответствуют внутреннему профилю посадочного места, они устанавливаются в него. Инструмент 31 затем подвергают фиксирующему действию с целью сохранения 31 в фиксированном состоянии внутри муфты 14. Инструмент 31 останется фиксированным внутри муфты 14, пока он впоследствии не будет разблокирован управляемой операцией его запирающего механизма. Индексирующие муфты 14 также определяют наклонные внутренние изогнутые направляющие поверхности 34 и 36, которые зацепляются ориентирующим ключом 29 инструмента 31 скважины и которые функционируют как поверхности кулачка-упора для поворота ориентирующего ключа 29 и, таким образом, инструмента, поскольку инструмент перемещается вниз в контакте с ними. Эти направляющие наклонные поверхности и паз 28 обычно определяются устройством "опорой толкателя", размещенным внутри и прикрепленным к муфте 14. Когда ключ 29 входит в контакт с любой направляющей наклонной поверхностью 34 или 36, вращательное движение будет передано ключу 29 и на инструмент 31, с которым ключ 29 расположен регулируемым образом. Когда ключ 29 вращается так до требуемого азимута, он совпадает с пазом 28 и, таким образом, будет перемещаться вниз внутри паза 28 до тех пор, пока дальнейшее движение вниз не будет остановлено обращенной вверх опорной поверхностью 38 муфты 14. При таком движении вниз инструмента 31 внутри муфты 14 фиксирующие кулачки 33 будут двигаться в контакте с внутренним профилем 26 посадки индексирующей муфты, обычно силой пружины. В этой точке фиксирующий механизм инструмента 31 будет приведен в действие, вызывая блокировку фиксирующих кулачков 33 в ее радиально выступающих позициях, таким образом фиксируя скважинный инструмент, по существу, в неподвижном состоянии внутри индексирующей муфты 14. In FIG. 2 and 3, an
Как дополнительно показано на фиг. 1, исследовательский зонд 40 адаптирован для ввода в колонну 12 скважины 10 посредством проводного соединения кабелем 42 системы получения диаграммы исследования, в то же время располагаясь по центру внутри обсадной колонны 12 элементами 44 и 46 центрирования. Проводное соединение кабелем 42 системы получения диаграммы исследования направляется одним или большим количеством шкивов 43 и принимается лебедкой 48 проводной линии в системе 49 сбора и обработки данных, которая размещена на поверхности S земли. Следует иметь в виду, что исследовательский зонд 40 может альтернативно перемещаться соединенными трубами или наматываемой трубкой или любым другим подходящим средством без отрыва от объема и контекста настоящего изобретения. Исследовательский зонд 40, в дополнение к стандартным системам исследования скважин, снабжается ультразвуковой сканирующей системой 50, такой как, например, описанная в патенте США 4970695, который включен в качестве ссылки. Ультразвуковая сканирующая система 50 распространяет акустические волны, которые обозначены 52, через текучую среду внутри обсадной колонны 12. Ультразвуковая сканирующая система 50 включает в себя внутренний вращающийся элемент, который вращает узкие акустические волны, известные как "ультразвуковое пятно" так, чтобы время прохождения первого эхо-сигнала от внутреннего профиля индексирующей муфты 14 обрабатывалось с помощью электронных средств для точного установления акустического изображения внутреннего профиля муфты. Часть акустических волн 52 отражается внутренней поверхностью, определенной обсадной колонной 12 или муфтой 14, которая располагается вокруг исследовательского зонда 40, а часть акустических волн 52 проникает через обсадную колонну 12 и может использоваться для определения целостности этой колонны и целостности скважины и целостности цемента, который заполняет кольцевое пространство между обсадной колонной и стенкой скважины. Ультразвуковая сканирующая система 50 имеет встроенный детектор отраженной волны или эхо-сигнала, который обнаруживает и обрабатывает поступление первого эхо-сигнала и выдает сигналы для диаграммы исследования, которые затем обрабатываются, чтобы получить точное расположение индексирующей муфты 14, ясно идентифицировать ее внутренний профиль посадки, точно определить азимут прорези ориентации внутри муфты и идентифицировать ориентацию соединения ориентации относительно вертикали, горизонтали и опорного азимута, такого как магнитный север. As further shown in FIG. 1, the
На фиг. 4 блок-схема изображает три основных компонента снятия характеристик, которые предоставляют объединенные данные исследования при обзоре для определения расположения и ориентации индексирующих муфт. Как показано в верхнем выделенном пунктирной линией блоке 54 на фиг. 4, данные, представляющие собой характеристику окружающей формации, характеристику обсадной колонны и характеристику индексирующей муфты, используются для формирования исходных опорных данных диаграммы геофизических исследований. Энергия естественного гамма-излучения используется, согласно обычной практике, чтобы сформировать данные, характеризующие окружающую формацию. Эти данные разрешают действия по завершению скважины и также разрешают владельцу скважины разработать последующие боковые ответвления, пробуриваемые от основной скважины, с целью пересечения приповерхностных зон, расположенных близко к скважине, но недоступных для добычи из основной скважины. Характеристика обсадной колонны, согласно фиг. 4, использует данные из различных источников, таких как трехмерный акселерометр и детектор устья обсадной колонны, включая обнаружение индексирующей муфты. К тому же, в случае, когда угол отклонения скважины низок, данные гидроскопического обзора и азимут магнитного севера земли также используют для характеристики обсадной колонны, как показано выделенным пунктирной линией блоком 56 на фиг. 4. Выделенный пунктирной линией блок 58, также как и выделенный пунктирной линией блок 56 на фиг. 4 предоставляют данные в форме акустического изображения, которые собраны ультразвуковым сканированием и включают в себя обнаружение устья обсадной колонны и определение различных индексирующих муфт обсадной колонны, также как и данные, представляющие внутренний профиль каждой из муфт. Конкретный профиль посадки каждой индексирующей муфты и ориентация по азимуту ориентирующего паза индексирующей муфты необходимы, когда впоследствии выполняют операции инструментами, которые требуют азимутальной ориентации. Другие входные данные, такие как глубина, измеренная вдоль обсадной колонны, ускорение исследовательского зонда внутри обсадной колонны и длина проводной линии соединения или наматываемой трубки, также требуют ввода данных для точного определения индексирующих муфт. Данные, отражающие исправленную скорость зонда, также используются в обработке данных совместно с ультразвуковым сканированием, чтобы определить расположение ориентирующего паза и получить данные, представляющие собой характеристики индексирующей муфты. In FIG. 4, a flowchart depicts the three main components of characterization that provide combined survey data in a survey to determine the location and orientation of indexing couplings. As shown in the upper dotted
Обсадная колонна, оборудованная индексирующими муфтами, и, возможно, также маркетными элементами, такими как внутренними, внешними или встроенными магнитными или радиоактивными маркетными элементами, и оборудованные заранее изготовленными выходами обсадной колонны и т. п., опускаются в открытую скважину и цементируются. На этом этапе нет необходимости контролировать конкретную азимутальную ориентацию ориентирующего паза каждой из индексирующих муфт. Это только желательно, но не абсолютно необходимо, чтобы положения различных индексирующих муфт довольно точно контролировались относительно глубины скважины. Тип профиля ключа и координаты каждой из муфт, включая азимутальную ориентацию ориентирующего паза каждой из муфт, должны быть точно известны, чтобы определить план бурения будущих боковых ветвей и адекватно корректировать подготовку технологической оснастки для бокового отслеживания. Некоторые из этих муфт могут использовать различные совпадающие профили ключа, так что вводимый инструмент пройдет несовпадающие индексирующие муфты и установится только в одну заданную муфту, имеющую соответствующий внутренний профиль. Эти локальные ориентиры могут быть определены исследованием отверстий обсадной колонны ультразвуковым сканированием, как показано на фиг. 1. A casing equipped with indexing couplings, and possibly also market elements, such as internal, external or built-in magnetic or radioactive market elements, and equipped with prefabricated casing outputs, etc., are lowered into an open well and cemented. At this stage, there is no need to control the specific azimuthal orientation of the alignment groove of each of the indexing couplings. It is only desirable, but not absolutely necessary, that the positions of the various indexing couplings be accurately controlled relative to the depth of the well. The type of key profile and the coordinates of each of the couplings, including the azimuthal orientation of the orienting groove of each of the couplings, must be precisely known in order to determine the drilling plan for future lateral branches and adequately adjust the preparation of technological equipment for lateral tracking. Some of these couplings can use different matching key profiles, so that the input tool goes through mismatching index couplings and is installed in only one specified coupling having a corresponding internal profile. These local landmarks can be determined by ultrasound scanning of the casing holes, as shown in FIG. 1.
На фиг. 5 исследовательский зонд 40, имеющий возможность ультразвукового отображения, показан центрированным внутри индексирующей муфты 14. Ультразвуковая сканирующая система 50 исследовательского зонда 40 снабжена вращающимся механизмом для вращения узко сфокусированной ультразвуковой волны или "ультразвукового пятна" 60, дающего начальное отражение ультразвуковой волны внутренней поверхностью муфты 14. Измеряя электронным способом разность прихода первой волны, отраженной от компонентов, которые определяют поверхностную геометрию внутреннего профиля посадки муфты 14, внутренний профиль посадки и азимут паза 28 предоставляют отраженные данные, которые обрабатываются электронными средствами для получения диаграммы геофизических исследований, определенно характеризующую внутреннюю геометрию муфты 14. Из данных, предоставленных диаграммой исследований, инструментальные средства скважины могут быть точно ориентированы для выполнения последующих операций, таких как бурение боковых ответвлений в заданном азимуте из первичной скважины. Инструменты, находящиеся внутри выбранной индексирующей муфты, могут фрезеровать окна в обсадной колонне, обеспечивая действия по обработке скважин, проводить бурение бокового ответвления, выполнять завершение скважины и проводить много других работ, которые необходимы в боковом ответвлении скважины и процедурах завершения. Этот способ может также использоваться, чтобы войти в скважину, имеющую индексирующие муфты, когда внутренний профиль и ориентирующие коды не известны, и быстро и эффективно снять характеристики индексирующей муфты, согласно способу, который сформулирован выше. In FIG. 5, an
Настоящее изобретение дополнительно адаптировало для снятия характеристик обсадной колонны скважины. Обрабатывая отраженные сигналы ультразвуковых волн или эхо-сигнал от обсадной колонны скважины, внутренняя и внешняя поверхностная геометрия обсадной колонны становится очевидной, и толщина обсадной колонны скважины на любой заданной глубине скважины также становится очевидной. Эта особенность дает возможность осматривать обсадную колонну существующей скважины по всей их глубине так, чтобы внутренняя и внешняя коррозия, отверстия, ослабленные области, и т.п. могут быть точно и эффективно измерены. The present invention is further adapted to characterize a well casing. By processing reflected ultrasonic waves or an echo from the casing of the well, the internal and external surface geometry of the casing becomes apparent, and the thickness of the casing of the well at any given depth of the well also becomes apparent. This feature makes it possible to inspect the casing of an existing well over their entire depth so that internal and external corrosion, holes, weakened areas, etc. can be accurately and efficiently measured.
Рассматривая фиг. 6 и 7, ответный сигнал сканирования внутренних профилей посадки индексирующих муфт обсадной колонны иллюстрируется на фиг. 6. A, В, C, T являются изображениями фактических профилей посадки, измеряемых ультразвуковым сканированием вдоль оси скважины. Нормализация A, B и C к основанию профиля T преобразует изображение, основанное на зависимости от времени, к изображению, основанному на геометрии. A/T, В/T и C/T дают соответственно α, β и δ после коррекции мгновенной скорости, используя измерение ускорения исследовательского зонда вдоль скважины. В результате, данная комбинация расчетных коэффициентов α1, β1 и δ1 может определять геометрический форм-фактор одного конкретного профиля совпадения. Referring to FIG. 6 and 7, the response of the scan of the inner landing profiles of the casing indexing couplings is illustrated in FIG. 6. A, B, C, T are images of actual planting profiles measured by ultrasound scanning along the axis of the well. Normalizing A, B, and C to the base of the T profile converts the time-based image to a geometry-based image. A / T, B / T, and C / T give α, β, and δ, respectively, after correcting the instantaneous velocity using the measurement of the acceleration of the probe along the well. As a result, this combination of calculated coefficients α1, β1, and δ1 can determine the geometric form factor of one particular match profile.
Графическое представление фиг. 8 иллюстрирует распознавание паза 28 муфты при обработке отраженной ультразвуковой волны, используя дифференциацию времени прохождения первого эхо-сигнала, чтобы определить акустическое изображение 62, которое представляет собой изображение паза 28 как функцию скорректированной по скорости глубины и сканирующего угла поворота. Исследовательские инструментальные средства, типа описанных в патентах США 4685092 и 4970695, включенных в качестве ссылки, могут быть использованы для получения данных, чтобы сформировать такие акустические изображения. A graphical representation of FIG. 8 illustrates the recognition of a
Схематическое представление на фиг. 9 показывает определение ориентации локальных ориентиров разделяющей муфты. Ось буровой скважины и обсадной колонны скважины показана штрихпунктирной линией 66, с поперечным сечением индексирующей муфты, обозначенным 68, и сравнивается с вертикальной опорной линией 69, пересекающую осевую линию муфты. Проекция направления прорези ориентации на горизонтальную плоскость обозначается 72. Из азимута паза 28 может быть вычислен азимут отклонения буровой скважины 74 относительно низкой точки силы тяжести, чтобы дать возможность установить определенным образом ориентирующий ключ инструмента для выполнения конкретных работ в азимутальном направлении, согласно выбранному азимуту отклонения. Таким образом, бурение азимутальных конкретных боковых ответвлений может управляться размещением скважинных инструментов в индексирующей муфте, причем инструменты специально разрабатываются, чтобы провести работы в соответствии с требуемым азимутом. The schematic representation of FIG. 9 shows a determination of the orientation of the local landmarks of the separation sleeve. The axis of the borehole and the casing of the well is shown by a dot-
В дополнение к идентификации внутренней геометрии и конкретных размеров индексирующей муфты обсадной колонны скважины, настоящее изобретение использует признаки, которые обеспечивают ряд других особенностей. Настоящее изобретение без любых значительных изменений в ультразвуковом считывании и исследовательском зонде скважины, дает возможность обнаруживать и измерять различные внутренние и внешние особенности обсадной колонны. Например, геометрические особенности обсадной колонны с постоянными датчиками, клапанами или кабельными соединениями, размещенных внутри обсадной колонны и снаружи обсадной колонны скважины, могут быть эффективно и точно определены и измерены. Настоящее изобретение также дает возможность обнаруживать и измерять предварительно изготовленные выходы обсадной колонны, которые используются для адаптации скважины к бурению бокового ответвления из выходов обсадной колонны после того, как первичная обсадная колонна скважины была установлена. Другие особенности размещения обсадной колонны скважины, такие как маркеры магнитной аномалии, радиоактивные маркеры и т.п., могут также быть эффективно и точно размещены, используя различные признаки настоящего изобретения. In addition to identifying the internal geometry and specific dimensions of the casing indexing sleeve, the present invention uses features that provide a number of other features. The present invention, without any significant changes in the ultrasonic reading and research probe of the well, makes it possible to detect and measure various internal and external features of the casing. For example, the geometric features of a casing with permanent sensors, valves, or cable connections located inside the casing and outside the casing of the well can be effectively and accurately determined and measured. The present invention also makes it possible to detect and measure prefabricated casing exits that are used to adapt the well to sidetrack drilling from the casing exits after the primary casing has been installed. Other casing placement features, such as magnetic anomaly markers, radioactive markers, and the like, can also be efficiently and accurately positioned using various features of the present invention.
Как показано на фиг. 10, скважина 10 может иметь обсадную колонну 12, которая закреплена внутри скважины цементом 13, размещенным в кольцевом пространстве между обсадной колонной 12 и стенкой буровой скважины. Для целей определения после того, как обсадная колонна 12 была установлена обсадная колонна или одного и большего количества воротников 15 обсадной колонны могут быть снабжены внутренне выступающими или встроенными маркерными приспособлениями 17, 19 или 21, которые могут быть прикреплены к обсадной колонне или вокруг нее любым подходящим способом. Маркерные приспособления могут также быть размещены снаружи обсадной колонны и могут быть фиксированы к обсадной колонне или размещены в цементе, заполняющем кольцевое пространство. Маркерные приспособления могут быть выполнены в форме магнитных устройств, радиоактивных устройств или могут быть просто в форме объектов, которые могут быть точно обнаружены аппаратурой бортового датчика исследовательского зонда 40. Аномалии исходящей скважины обсадной колонны, созданные постоянными приспособлениями обсадной колонны, такими как клапаны, кабели и предварительно изготовленные выходы обсадной колонны для бокового ответвления, также могут служить в качестве маркеров. Эти аномалии обсадной колонны способны к точному и эффективному определению и снятию характеристик зондом исследования так, чтобы диаграмма геофизических исследований скважины, определяющая такие приспособления, могла быть подготовлена и использоваться для дальнейшего проектирования скважины и работ по завершению. As shown in FIG. 10, the
В свете представленного выше описания очевидно, что настоящее изобретение является хорошо адаптируемым для достижения всех задач и особенностей, сформулированных выше, вместе с другими задачами и особенностями, которые свойственны раскрытому устройству. In the light of the above description, it is obvious that the present invention is well adapted to achieve all the tasks and features set forth above, together with other tasks and features that are characteristic of the disclosed device.
Как будет очевидно для специалистов, настоящее изобретение может легко быть произведено в других конкретных формах без отрыва от формы или существенных характеристик. Представленный вариант осуществления, следовательно, должен рассматриваться просто как иллюстрированный и не ограничивающий объем изобретения, указанного формулой изобретения, а не предшествующим описанием. As will be apparent to those skilled in the art, the present invention can readily be produced in other specific forms without departing from the form or essential characteristics. The presented embodiment, therefore, should be construed simply as illustrated and not limiting the scope of the invention indicated by the claims, and not the preceding description.
Claims (26)
14.04.97 по пп.1, 3, 5 - 27;
27.03.98 по пп.2, 4.Priority on points:
04/14/97 according to claims 1, 3, 5 - 27;
03/27/98 according to claims 2, 4.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US4381897P | 1997-04-14 | 1997-04-14 | |
| US60/043,818 | 1997-04-14 | ||
| US4381898P | 1998-03-27 | 1998-03-27 | |
| US60/043.818 | 1998-03-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98107569A RU98107569A (en) | 2000-02-10 |
| RU2153055C2 true RU2153055C2 (en) | 2000-07-20 |
Family
ID=26720844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98107569A RU2153055C2 (en) | 1997-04-14 | 1998-04-13 | Method and device for positioning of indexing devices in well casing string and performance of operation in multiple side branches |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2153055C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103510855A (en) * | 2013-10-17 | 2014-01-15 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | Horizontal well logging guiding track optimization method |
| RU2551599C2 (en) * | 2009-12-03 | 2015-05-27 | Веллтек А/С | Device for adjustment of inflow in production casing pipe |
| US9453407B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-09-27 | Rosemount Inc. | Detection of position of a plunger in a well |
| RU2631376C1 (en) * | 2013-09-26 | 2017-09-21 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Wiper plug for determining orientation of casing string in well bores |
-
1998
- 1998-04-13 RU RU98107569A patent/RU2153055C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551599C2 (en) * | 2009-12-03 | 2015-05-27 | Веллтек А/С | Device for adjustment of inflow in production casing pipe |
| US9353607B2 (en) | 2009-12-03 | 2016-05-31 | Welltec A/S | Inflow control in a production casing |
| US9453407B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-09-27 | Rosemount Inc. | Detection of position of a plunger in a well |
| RU2608661C2 (en) * | 2012-09-28 | 2017-01-23 | Роузмаунт Инк. | Detection of position of plunger in well |
| RU2631376C1 (en) * | 2013-09-26 | 2017-09-21 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Wiper plug for determining orientation of casing string in well bores |
| CN103510855A (en) * | 2013-10-17 | 2014-01-15 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | Horizontal well logging guiding track optimization method |
| CN103510855B (en) * | 2013-10-17 | 2015-11-04 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | A kind of horizontal well logging guide track optimization method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0872626B1 (en) | Method and apparatus for locating indexing systems in a cased well and conducting multilateral branch operations | |
| US8201625B2 (en) | Borehole imaging and orientation of downhole tools | |
| US6173773B1 (en) | Orienting downhole tools | |
| US8091633B2 (en) | Tool for locating and plugging lateral wellbores | |
| US5995446A (en) | Method of conducting drilling operations using vertical seismic profiles | |
| US20110290011A1 (en) | Identification of casing collars while drilling and post drilling using lwd and wireline measurements | |
| AU2016219651B2 (en) | Determining the depth and orientation of a feature in a wellbore | |
| GB2552422A (en) | Method and device for depth positioning downhole tool and associated measurement log of a hydrocarbon well | |
| US20120061141A1 (en) | Method for finding and re-entering a lateral bore in a multi-lateral well | |
| WO2007015087A1 (en) | Method of determining features of downhole apparatus | |
| CA2531549C (en) | System and technique for orienting and positioning a lateral string in a multilateral system | |
| RU2153055C2 (en) | Method and device for positioning of indexing devices in well casing string and performance of operation in multiple side branches | |
| US6725927B2 (en) | Method and system for avoiding damage to behind-casing structures | |
| US7770639B1 (en) | Method for placing downhole tools in a wellbore | |
| CN1283895C (en) | Method and apparatus for locating indexing systems in cased well and conducting multilateral branch operations | |
| Paulsen et al. | Orientation of CRP-2A core, Victoria Land Baisn, Antartica | |
| RU98107569A (en) | METHOD AND DEVICE FOR LOCATION OF CONDENSING SYSTEMS IN A CASING OF A WELL AND OPERATIONS IN MULTIPLE LATERAL BRANCHES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140414 |