EA005189B1 - Способ и инструмент для гравийной набивки скважины - Google Patents

Abstract

Предлагаются скважинный инструмент и способ для гравийной набивки интервала ствола скважины, в котором для распределения гравия может быть использована маловязкая жидкость. Опускают в интервал скважинный инструмент, имеющий множество расположенных на расстоянии друг от друга промежуточных манифольдов, и нагнетают суспензию в низ скважины и в первый манифольд. Каждый промежуточный манифольд имеет верхнюю и нижнюю перфорированные шунтовые трубы, которые находятся в гидравлическом сообщении с ним и которые, в свою очередь, по существу одновременно распределяют суспензию в направлении как вверх, так и вниз. Суспензия выходит из соответствующих труб в зоны, расположенные на расстоянии друг от друга в заканчиваемом интервале. Благодаря тому, что выходные отверстия соответствующих нижней и верхней шунтовых труб соседних манифольдов смещены относительно друг друга, суспензия будет подаваться к всему заканчиваемому интервалу.

Description

1. Область техники

Настоящее изобретение относится к гравийной набивке скважин, а в одном из своих аспектов относится к способу и инструменту для гравийной набивки длинных интервалов скважины.

2. Предпосылки создания изобретения

При добыче углеводородов и т.п. из определенных подземных пород является обычным извлечение больших объемов измельченного материала (например, песка) вместе с пластовыми жидкостями. Извлечение этого песка необходимо контролировать, или это может серьезно повлиять на экономически выгодный срок эксплуатации скважины. Одним из наиболее распространенных способов контроля за песком является способ, который известен как «гравийная набивка».

При обычном заканчивании скважины с применением гравийной набивки помещают фильтр или т.п. в ствол скважины вблизи заканчиваемого интервала и нагнетают суспензию измельченного материала (т.е. «гравия») вниз скважины и в кольцевое пространство, которое окружает фильтр. По мере того, как жидкость теряется из суспензии в породу и/или через фильтр, гравий отлагается в кольцевом пространстве, образуя проницаемую массу вокруг фильтра, которая, в свою очередь, дает возможность добываемым жидкостям течь внутрь фильтра, при этом по существу отфильтровывается любой измельченный материал.

Главной проблемой при гравийной набивке, особенно в тех случаях, когда необходимо заканчивать длинные или наклонные интервалы, является обеспечение распределения гравия на всем протяжении заканчиваемого интервала. То есть, если гравий не будет равномерно распределен по всему заканчиваемому интервалу, гравийная набивка не будет однородной и будет иметь в себе пустоты, которые снижают ее эффективность.

Плохое распределение гравия по интервалу часто вызвано преждевременной потерей жидкости из гравийной суспензии в породу при укладке гравия. Эта потеря жидкости может вызвать образование «песчаных пробок» в кольцевом пространстве, которые, в свою очередь, преграждают дальнейший поток суспензии через кольцевое пространство скважины, тем самым не допуская укладку достаточного количества гравия ниже пробки при операциях набивки сверху вниз или выше пробки при операциях набивки снизу вверх.

Для решения этой проблемы в настоящее время разработаны скважинные инструменты с «альтернативным путем» (например, скважинные фильтры), которые обеспечивают хорошее распределение гравия на всем протяжении заканчиваемого интервала даже тогда, когда песчаные пробки образуются до укладки всего гравия. В скважинных инструментах с альтерна тивным путем перфорированные шунтовые трубы проходят по длине инструмента и получают гравийную суспензию, когда она поступает в кольцевое пространство скважины, которое окружает инструмент. Если в этом кольцевом пространстве образуется песчаная пробка, то суспензия все еще может течь через перфорированные шунтовые трубы для поступления на разные уровни в кольцевом пространстве выше и/или ниже пробки, чтобы тем самым завершить гравийную набивку кольцевого пространства. Для ознакомления с более полным описанием различных скважинных инструментов с альтернативным путем (например, фильтров для гравийной набивки) и их действием, смотри патенты США 4945991, 5082052, 5113935, 5515915 и 6059032, которые все инкорпорированы здесь путем отсылки.

Скважинные инструменты с альтернативным путем, как например, те, которые были описаны выше, используют для гравийной набивки за одну операцию сравнительно длинных интервалов ствола скважины (т.е. 100 фунтов или более). При таких операциях жидкостьноситель в гравийной суспензии обычно состоит из высоковязкого геля (т.е. с вязкостью больше, чем около 30 сП). Высокая вязкость жидкости-носителя обеспечивает гидравлическое сопротивление, необходимое для поддержания расклинивающих агентов (например, песка) во взвешенном состоянии в то время, как суспензия через небольшие отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль перфорированных шунтовых труб, нагнетается на разные уровни кольцевого пространства в заканчиваемом интервале. Однако, как известно специалистам в данной области, часто полезно в качестве жидкости-носителя для гравийной суспензии использовать маловязкие жидкости (например, воду, жидкие гели или т.п. с вязкостью около 30 сП или менее), так как такие суспензии менее дорогие, меньше повреждают продуктивный пласт, более легко отдают гравий, чем те суспензии, которые образованы с более вязкими гелями, и т. д.

Однако, к сожалению, применение маловязких суспензий может создавать некоторые проблемы, когда их вместе с фильтрами с «альтернативным путем» используют для гравийной набивки длинных, наклонных или горизонтальных интервалов ствола скважины. Это вызвано, главным образом, тем, что маловязкая жидкость-носитель преждевременно «теряется» через расположенные на расстоянии друг от друга выпускные отверстия (т.е. перфорации) в шунтовых трубах, что, таким образом, вызывает «запесочивание» самой шунтовой трубы (труб) у одного или нескольких отверстий в ней и тем самым блокирования дальнейшего потока суспензии через закупоренную шунтовую трубу. Если это случается, то не может быть никакой гарантии того, что суспензия будет подаваться на все уровни в набиваемом гравием интервале, в результате чего гравийная набивка в заканчиваемом интервале, вероятно будет меньше, чем это желательно.

Сущность изобретения

Согласно настоящему изобретению разработан скважинный инструмент и способ для гравийной набивки длинного или наклонного заканчиваемого интервала ствола скважины, при этом гравий распределяется на всем протяжении интервала даже при использовании маловязкой суспензии. Вкратце, в заканчиваемый интервал на спусковой колонне опускают скважинный инструмент, например, скважинный фильтр, имеющий систему распределения суспензии согласно настоящему изобретению. Система распределения суспензии состоит из множества промежуточных манифольдов, которые расположены на расстоянии друг от друга по длине фильтра и которые гидравлически соединены вместе. Суспензию, которая состоит из маловязкой жидкости-носителя (например, воды) и расклинивающего агента (например, песка), нагнетают вниз в ствол скважины и подают в первый промежуточный манифольд.

В тех случаях, когда скважинный фильтр должен использоваться для заканчивания интервала в по существу вертикальном стволе скважины, суспензия может быть подана к первому промежуточному манифольду через, по крайней мере, одну питающую трубу, которая открыта на своем верхнем конце. В тех случаях, когда скважинный фильтр должен использоваться для заканчивания интервала в по существу горизонтальном стволе скважины, может быть применен подающий манифольд, который, по крайней мере, одной питающей трубой гидравлически соединен с первым промежуточным манифольдом и который получает суспензию непосредственно из переходника или т. п. в спускной колонне.

Каждый промежуточный манифольд имеет, по крайней мере, одну верхнюю шунтовую трубу, проходящую вверх от него, и, по крайней мере, одну нижнюю шунтовую трубу, проходящую вниз от него. Если будет присутствовать подающий манифольд, то он будет иметь только шунтовую трубу (трубы), проходящую вниз от него. Каждая шунтовая труба перфорирована с образованием множества выходных отверстий, которые расположены на расстоянии друг от друга вдоль внешнего отрезка трубы. Отрезок каждой трубы от впускного конца (например, равный от около 2 футов до около 1/2 всей длины трубы) предпочтительно оставляют глухим (т.е. без отверстий). Это создает турбулентный поток и предотвращает потерю жидкости суспензией, когда она втекает в шунтовую трубу, в результате чего расклинивающие агенты поддерживаются во взвешенном состоянии до тех пор, пока они не выйдут из трубы через отверстия в ней.

Когда суспензия заполнит первый промежуточный манифольд, она по существу одновременно будет течь вверх по верхней шунтовой трубе и вниз по нижней шунтовой трубе и будет выходить из соответствующих шунтовых труб в зоны, которые расположены на расстоянии друг от друга в кольцевом пространстве, окружающем фильтр.

Затем суспензия по питающей трубе течет из первого промежуточного манифольда во второй манифольд, из которого суспензия по существу одновременно снова течет как вверх, так и вниз по соответствующим шунтовым трубам, гидравлически соединенным со вторым промежуточным манифольдом, и из их отверстий в разные зоны, расположенные на расстоянии друг от друга в указанном кольцевом пространстве. Благодаря смещению отверстий в нижней шунтовой трубе верхнего манифольда относительно отверстий в верхней шунтовой трубе нижнего манифольда суспензия будет подаваться в весь интервал, который расположен между двумя соответствующими манифольдами. Благодаря использованию достаточного количества промежуточных манифольдов, расположенных на всем протяжении заканчиваемого интервала, гравий будет распределяться во всех зонах интервала, даже когда используется маловязкая суспензия и/или если до завершения гравийной набивки образовалась бы песчаная пробка в кольцевом пространстве.

Краткое описание чертежей

Фактическая конструкция, принцип действия и явные преимущества предмета настоящего изобретения будут лучше понятны при ссылке на чертежи, которые необязательно представлены в масштабе, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые части и на которых изображено следующее:

фиг. 1 - упрощенный вид скважинного инструмента с альтернативным путем согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 - вертикальный вид с частичным разрезом скважинного инструмента показанного на фиг. 1;

фиг. 3 - вид в разрезе по линии 3-3 на фиг. 2;

фиг. 4 - частичный вид в разрезе верхнего конца нижней питающей трубы инструмента, показанного на фиг. 2, показывающий один тип клапанного средства, которое может быть использовано в настоящем изобретении;

фиг. 5 - частичный вид в разрезе верхнего конца другой нижней питающей трубы инструмента, показанного на фиг. 2, показывающий другой тип клапанного средства, которое может быть использовано в настоящем изобретении.

Хотя изобретение будет описано в связи с предпочтительными вариантами его осуществления, это изобретение, как будет понятно, не ограничивается ими. Наоборот, изобретение, как предполагают, охватывает все альтернати вы, модификации и эквиваленты, которые могут находиться в пределах изобретения и соответствовать сущности изобретения, как они определены в прилагаемой формуле изобретения.

Наилучший вариант осуществления изобретения

На фиг. 1 и 2 иллюстрируется сущность изобретения и один вариант выполнения данного скважинного инструмента 10 в рабочем положении в нижнем конце ствола 11 продуктивной и/или нагнетательной скважины. Ствол 11 скважины проходит от поверхности (не показана) и через заканчиваемый интервал, который показан как имеющий значительную длину или мощность, проходящий вертикально вдоль ствола 11 скважины и состоящий из зон А, В, С, Ό и Е (для ясности обозначенных так только на фиг. 1). Ствол 11 скважины, показанный на фиг. 2, обсажен обсадной трубой 12, имеющей отверстия 14 на всем протяжении заканчиваемого интервала, как это предполагается из уровня техники.

Хотя как на фиг. 1, так и на фиг. 2 показан ствол 11 по существу вертикальной обсаженной скважины, следует признать, что настоящее изобретение в равной степени может быть использовано с таким же успехом в законченных бурением скважинах, не закрепленных обсадными трубами и/или расширенных ниже башмака обсадной колонны, а также в горизонтальных и наклонных стволах скважин. Так как настоящее изобретение пригодно для использования в горизонтальных и наклонных стволах скважин, то используемые здесь термины «верхний и нижний», «верх и низ» и т.д. являются сравнительными терминами и предназначены для применения к относительным положениям в конкретном стволе скважины, в то время как используемый здесь термин «уровни» обозначает соответствующие положения в стволе скважины между оконечностями заканчиваемого интервала.

Скважинный интервал 10 (например, скважинный фильтр для гравийной набивки, показанный пунктирными линиями на фиг. 1) может иметь непрерывную длину или, что более вероятно, состоять, как показано на фиг. 2, из нескольких звеньев 15, которые соединены вместе резьбовыми муфтами 16 или т.п., как это предполагается из уровня техники. Как показано на фиг. 2, каждое звено 15 фильтра 10 для гравийной набивки по существу одинаково с каждым другим звеном и состоит из перфорированной опорной трубы 17, которая имеет непрерывный отрезок оберточной проволоки 19, намотанной на нее и образующей на ней «фильтровальную секцию». Хотя опорная труба 17 показана как имеющая множество отверстий 18, понятно, что, не отступая от настоящего изобретения, можно использовать другие типы проницаемых опорных труб, например, трубу с щелевидными отверстиями и т. п.

Каждый виток оберточной проволоки 19 расположен на небольшом расстоянии от примыкающих витков, в результате чего образуются жидкостные каналы (не показаны) между соответствующими витками проволоки, как это обычно сделано во многих имеющихся на рынке фильтрах с проволочной обмоткой, например, в фильтрах для гравийной набивки «БЕЙКЕРУЭЛЬД» компании «Бейкер Сэнд Контрол», Хьюстон, шт. Техас, США. Кроме того, хотя конкретно описан один тип фильтра 10, термин «фильтр», используемый во всем данном описании изобретения, как понятно, обозначает родовое понятие и, как предполагается, включает и охватывает все типы подобных скважинных инструментов, обычно используемых при операциях гравийной набивки (например, имеющиеся на рынке сетчатые фильтры, щелевые или перфорированные хвостовики или трубы, перфорированные трубы с фильтрующей сеткой, набивные или двойные набивные фильтры и/или хвостовики и их сочетания).

Согласно настоящему изобретению скважинный инструмент 10 содержит систему распределения гравийной суспензии, которая состоит из множества манифольдов 20, например, 20а, 20Ь, 20с, которые, в свою очередь, расположены по длине скважинного инструмента 10. Как показано на фиг. 2, каждый манифольд предпочтительно размещен у соответствующей резьбовой муфты 16 или вблизи нее, главным образом, для облегчения сборки при изготовлении на месте длинного скважинного инструмента 10. Таким образом, расстояние между соответствующими манифольдами обычно будет приблизительно равно длине звена 15, например, 20-30 футам. Конечно, не отступая от настоящего изобретения, можно иначе расположить манифольды с другими расстояниями между ними по длине скважинного инструмента 10.

Каждая пара соседних промежуточных манифольдов (например, 20Ь и 20с) гидравлически соединена вместе посредством, по крайней мере, одной питающей трубы 25 (например, одной трубой на фиг. 2 и двумя трубами на фиг. 1). Скважинный инструмент 10 предпочтительно содержит подающий манифольд 20а всякий раз, когда скважинный инструмент 10 должен использоваться для гравийной набивки заканчиваемого интервала, находящегося в наклонном или горизонтальном стволе скважины, и подающий манифольд 20а выполнен с возможностью приема гравийной суспензии (стрелки 30, для ясности нанесено только несколько стрелок) непосредственно из выпускного отверстия 21 в переходнике 22, который, в свою очередь, соединен со скважинным инструментом 10 и спусковой колонной 23 (фиг. 2). В тех случаях, когда скважинный инструмент 10 должен использоваться в по существу вертикальной скважине, можно при желании исключить подаю005189 щий манифольд 20а, при этом суспензия 30 входит непосредственно в открытый конец питающей трубы 25 (т.е. подающей трубы) и направленной вниз шунтовой трубы 50а, которая полнее описывается ниже. В тех случаях, когда не имеется никакого подающего манифольда 20а, верхние концы подающей трубы 25 и нижней шунтовой трубы 50а могут быть прикреплены к инструменту 10 сварными швами 32 (фиг. 2) или т. п.

Редукционный клапан 26 с нижеописанной целью предпочтительно расположен у впускного отверстия, которое находится в манифольде, каждой питающей трубы 25 или вблизи него. То есть, обычно не будет никакого клапана 26 в первой питающей или подающей трубе 25, если в инструменте 10 не будет иметься никакого подающего манифольда 20а. В качестве клапана 26 можно использовать клапан любого типа, который перекрывает поток в закрытом положении и который будет открываться при заранее установленном давлении, чтобы сделать возможным поток суспензии через питающую трубу. Например, клапан 26 может состоять из диска 266 (фиг. 4), который расположен во впускном отверстии питающей трубы 25 и который будет разрываться при заранее установленном давлении, открывая питающую трубу для потока через нее.

Другим примером клапанного средства 26 является обратный клапан 26к (фиг. 5), который расположен во впускном отверстии питающей трубы 25. Клапан 26к состоит из шарового элемента 33, который обычно поджат к закрытому положению на седле 34 пружиной 35, которая, в свою очередь, выполнена с такими размерами, чтобы контролировать давление, при котором будет открываться клапан. Клапанное средство 26 предпочтительно изготовлено в виде отдельной составной части, которую затем прикрепляют к верху соответствующей шунтовой трубы, применяя любые подходящие средства, например, сварные швы 36 (фиг. 5), резьбы (не показаны) и т.д.

С каждым промежуточным манифольдом (например, вторым манифольдом 20Ь, третьим манифольдом 20с на фиг. 1 и 2) гидравлически соединены, по крайней мере, одна верхняя шунтовая труба 40 и одна нижняя шунтовая труба 50. На фиг. 1 показано множество (например, две) питающих труб 25, множество (например, две) верхних труб 40 и множество (например, две) нижних труб 50. Напомним, что «верхний» и «нижний» являются относительными терминами в случае скважинного инструмента 10, используемого в горизонтальном стволе скважины, когда «верхний» обозначает положение, ближайшее к устью скважины. Подающий манифольд 20а имеет, по крайней мере, одну нижнюю шунтовую трубу 50, гидравлически соединенную с ним, в то время как самый нижний манифольд (не показан) в системе распределе ния суспензии имел бы, по крайней мере, одну верхнюю шунтовую трубу 40, гидравлические соединенную с ним, для обеспечения того, что суспензия будет подаваться на все уровни в заканчиваемом интервале. Каждая верхняя шунтовая труба 40 и каждая нижняя шунтовая труба 50 имеют длину, достаточную для того, чтобы фактически проходить между их двумя соответствующими манифольдами 20, причина чего станет очевидной из последующего описания.

Каждая шунтовая труба 40, 50 выполнена перфорированной с отверстиями соответственно 41, 51, расположенными на расстоянии друг от друга (для ясности показано только немного отверстий). Каждая шунтовая труба предпочтительно будет перфорирована только на части своей длины по направлению к внешнему концу, при этом значительная впускная часть каждой шунтовой трубы (т.е. отрезок от, по крайней мере, около 2 фунтов вплоть до около половины длины шунтовой трубы) для цели, обсуждавшейся ниже, оставлена глухой (т. е. не имеющей никаких отверстий). Кроме того, шунтовые трубы 40, 50, а также питающие трубы 25 предпочтительно выполнены каждая с возможностью легкого обращения с их соответствующими концами и вставления их в предназначенные для них отверстия в соответствующих манифольдах с уплотнением в них соответствующими уплотнительными средствами (например, уплотнительными кольцами или т.п., не показаны), так чтобы можно было легко монтировать соответствующие манифольды и трубы во время сборки инструмента 10 и его опускания в ствол скважины.

Отсылаем теперь, главным образом, к фиг. 1, на которой, как видно, верхние шунтовые трубы 40 и нижние шунтовые трубы 50, которые фактически проходят между двумя соседними манифольдами 20, перфорированы каждая на значительной внешней части своей длины, при этом соответствующие перфорированные части смещены относительно друг друга, когда скважинный инструмент 10 находится в рабочем положении в заканчиваемом интервале. То есть, нижние трубы (труба) 50, которые простираются вниз от подающего манифольда 20а, перфорированы на своих нижних частях, посредством чего суспензия, протекающая через эти трубы, будет выходить в кольцевое пространство 11а скважины вблизи зоны В заканчиваемого интервала. По существу одновременно суспензия будет течь вниз через питающую трубу 25 в промежуточный манифольд 20Ь и затем вверх через шунтовую трубу 40а для выхода вблизи зоны А, в результате чего обеспечивается, что суспензия будет подаваться по всей секции заканчиваемого интервала, расположенной между подающим манифольдом 20а и вторым манифольдом 20Ь. Как очевидно, для заканчивания операции гравийной набивки эта последовательность действий затем повторяется благодаря другим манифольдам, которые расположены ниже манифольда 20Ь.

Благодаря тому, что впускная часть каждой шунтовой трубы оставлена глухой, суспензия при ее течении в этой глухой части встречает определенное сопротивление, вследствие чего создается турбулентный поток, который способствует поддержанию расклинивающих агентов (например, песка) во взвешенном состоянии до тех пор, пока суспензия не достигнет выходных отверстий на внешнем или выходном конце трубы. Кроме того, так как в глухой части каждой шунтовой трубы не имеется никаких отверстий, то здесь не может быть никакой потери жидкости из суспензии, так что фактически исключается вероятность преждевременного выпадения песка в шунтовой трубе.

После того, как вокруг звена фильтра уложена гравийная набивка, набивка начинает распространяться назад внутрь соответствующей шунтовой трубы. Однако, сравнительно большая длина глухой части каждой трубы обеспечивает, что любая продолжающаяся потеря жидкости через эту шунтовую трубу будет незначительно, таким образом, достигается требуемое распределение суспензии, необходимое для обеспечения упаковывания всего заканчиваемого интервала.

Теперь будет описана типичная операция гравийной набивки с использованием настоящего изобретения. Собирают скважинный инструмент, например, фильтр 10, и опускают его в ствол 11 скважины на спусковой колонне 23 (фиг. 2), располагая вблизи заканчиваемого интервала (т.е. зон А, В, С, Ό и Е на фиг. 1). Как известно из уровня техники, при необходимости может быть установлен пакер 60. По спусковой колонне 23 нагнетают гравийную суспензию 30, которая через отверстия 21 в переходнике 22 выходит в подающий манифольд 20а (т.е. имеющийся для использования в горизонтальном стволе скважины) или непосредственно в открытые верхние концы питающей трубы 25 и нижней шунтовой трубы 50 (т.е. может не быть никакого подающего манифольда 20а, если заканчивание осуществляется в вертикальных скважинах). Хотя могут быть использованы высоковязкие суспензии, предпочтительно использовать такую суспензию, которая образована из маловязкой жидкости-носителя и расклинивающих агентов, например, песка. Используемый здесь термин «маловязкий» охватывает жидкости, которые обычно используют для этой цели и которые имеют вязкость 30 сП или меньше (например, вода, маловязкие гели и т.д).

Суспензия 30 заполняет подающий манифольд 20а, если он имеется, и течет через нижнюю шунтовую трубу 50а для выхода через отверстия 51 в примыкающую зону В кольцевого пространства. Первоначально редукционный клапан 26а, если он имеется, преграждает поток через питающую трубу 25а (фиг. 2), тем самым блокируя поток из подающего манифольда 20а к промежуточному манифольду 20Ь. Клапан 26а установлен на открывании тогда, когда давление в подающем манифольде немного превысит (например, на 20-30 фунт/кв.дюйм) первоначальное давление нагнетания суспензии. Это обеспечивает заполнение подающего манифольда 20а и нижней шунтовой трубы 50а и течение суспензии в них до того, как откроется клапан 26а, чтобы дать возможность суспензии течь к второму манифольду 20Ь.

Суспензия 30 заполняет промежуточный манифольд 20Ь и теперь течет вверх через верхнюю шунтовую трубу 40Ь и вниз через нижнюю шунтовую трубу 50Ь. Так как отверстия 41 в верхней шунтовой трубе 40Ь и отверстия 51 в нижней шунтовой трубе 50а смещены относительно друг друга, то суспензия будет подаваться во всю ту часть заканчиваемого интервала, которая находится между подающим манифольдом 20а и первым промежуточным манифольдом 20Ь. Кроме того, так как впускная часть каждой шунтовой трубы выполнена глухой, то не происходит никакой потери жидкости из суспензии, когда она течет через эту глухую часть, что важно при использовании маловязких суспензий. Более того, сопротивление потоку, вызываемое небольшими внутренними размерами труб, будет создавать турбулентный поток, который, в свою очередь, будет способствовать поддержанию расклинивающих агентов во взвешенном состоянии до тех пор, пока суспензия не выйдет через отверстия в соответствующих трубах.

После того, как будут заполнены промежуточный манифольд 20Ь и соединенные с ним трубы, естественно увеличится давление в них, которое, в свою очередь, вызовет открывание клапана 26Ь, позволяющее суспензии течь к следующему промежуточному манифольду 20с. Затем суспензия заполняет манифольд 20с и соединенные с ним верхние и нижние шунтовые трубы, и этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет подана суспензия во все манифольды и шунтовые трубы в данном скважинном инструменте. Как можно видеть на фиг. 1, так как отверстия в соседних шунтовых трубах смещены относительно друг друга, то суспензия будет распределяться во все части (например, зоны А, В, С, Ό и Е) заканчиваемого интервала, тем самым образуя хорошую гравийную набивку на всем протяжении заканчиваемого интервала.

Claims (18)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Скважинный инструмент для гравийной набивки заканчиваемого интервала в стволе скважины, содержащий фильтровальную секцию и систему распределения суспензии, содержащую множество промежуточных манифольдов, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль фильтровальной секции, по крайней мере одну неперфорированную питающую трубу, гидравлически соединяющую вместе соседние пары промежуточных манифольдов, по крайней мере одну верхнюю шунтовую трубу, гидравлически соединенную с каждым из промежуточных манифольдов, проходящую вверх от него вдоль фильтровальной секции и имеющую отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль по крайней мере части ее длины, по крайней мере одну нижнюю шунтовую трубу, гидравлически соединенную с каждым из промежуточных манифольдов и проходящую вниз от него вдоль фильтровальной секции и имеющую отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль по крайней мере части ее длины, и средство для подачи суспензии к множеству указанных манифольдов.
2. 2. Скважинный инструмент по п.1, в котором средство, выполненное с возможностью подачи суспензии к множеству манифольдов, содержит неперфорированную питающую трубу, гидравлически соединенную с самым верхним из множества промежуточных манифольдов, проходящую вверх от него и открытую на своем верхнем конце, выполненным с возможностью приема суспензии при ее протекании в заканчиваемый интервал вокруг инструмента.
3. 3. Скважинный инструмент по п.1, в котором средство для подачи суспензии к множеству манифольдов содержит подающий манифольд, выполненный с возможностью приема суспензии при ее протекании в заканчиваемый интервал, и по крайней мере одну неперфорированную питающую трубу, гидравлически соединяющую подающий манифольд с множеством промежуточных манифольдов.
4. 4. Скважинный инструмент по п.3, включающий по крайней мере одну нижнюю шунтовую трубу, гидравлически соединенную с подающим манифольдом и проходящую вниз вдоль фильтра и имеющую отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль по крайней мере части ее длины.
5. 5. Скважинный фильтр по п.1, включающий клапан, расположенный по крайней мере в одной питающей трубе для первоначального блокирования потока через питающую трубу, выполненный с возможностью открывания, когда давление в подающем манифольде увеличится до заранее установленной величины.
6. 6. Скважинный инструмент по п.1, в котором отверстия в каждой по крайней мере из одной верхней и по крайней мере одной нижней шунтовых труб расположены на расстоянии друг от друга вдоль внешнего отрезка каждой из соответствующих шунтовых труб, посредством чего часть длины каждой указанной трубы будет оставаться глухой на ее впускном конце.
7. 7. Скважинный инструмент по п.6, в котором глухая часть длины каждой указанной трубы равна от около 2 футов в длину до около 1/2 всей длины указанной трубы.
8. 8. Скважинный инструмент по п.1, в котором отверстия по крайней мере в одной верхней шунтовой трубе, проходящей вверх от одного из множества промежуточных манифольдов, смещены относительно отверстий по крайней мере в одной нижней шунтовой трубе, проходящей вниз от другого из множества промежуточных манифольдов.
9. 9. Скважинный инструмент для гравийной набивки заканчиваемого интервала в стволе скважины, содержащий фильтровальную секцию и систему распределения суспензии, содержащую подающий манифольд, расположенный вблизи верхнего конца фильтровальной секции, содержащий средство для подачи суспензии к подающему манифольду, и по крайней мере одну нижнюю шунтовую трубу, имеющую отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль по крайней мере части ее длины, гидравлически соединенную с подающим манифольдом и проходящую вниз от него вдоль фильтровальной секции, и первый промежуточный манифольд, расположенный на фильтровальной секции на расстоянии от подающего манифольда и содержащий по крайней мере одну верхнюю шунтовую трубу, имеющую отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль по крайней мере части ее длины, гидравлически соединенную с указанным первым промежуточным манифольдом и проходящую вверх от него вдоль фильтровальной секции, первую неперфорированную питающую трубу, гидравлически соединяющую подающий манифольд с первым промежуточным манифольдом.
10. 10. Скважинный инструмент по п.9, в котором первый промежуточный манифольд, дополнительно включает по крайней мере одну нижнюю шунтовую трубу, имеющую отверстия, расположенные на расстоянии вдоль по крайней мере части ее длины, гидравлически соединенную с первым промежуточным манифольдом и проходящую вниз от него вдоль фильтровальной секции.
11. 11. Скважинный инструмент по п.10, включающий второй промежуточный манифольд, расположенный на фильтровальной секции на расстоянии от первого промежуточного манифольда и содержащий по крайней мере одну верхнюю шунтовую трубу, имеющую отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль по крайней мере части ее длины, гидравлически соединенную с вторым промежуточным манифольдом и проходящую вверх от него вдоль фильтровальной секции, и вторую неперфорированную питающую трубу, гидравлически соединяющую первый промежуточный манифольд с вторым промежуточным манифольдом.
12. 12. Скважинный фильтр по п.11, включающий клапан, расположенный в каждой из питающих труб для первоначального блокирования потока через соответствующую питающую трубу, выполненный с возможностью открывания, когда давление на клапан увеличится до заранее установленной величины.
13. 13. Скважинный инструмент по п.11, в котором отверстия в каждой по крайней мере из одной верхней и по крайней мере одной нижней шунтовых труб расположены на расстоянии друг от друга вдоль внешнего отрезка каждой из соответствующих указанных шунтовых труб, посредством чего часть длины каждой трубы будет оставаться глухой на ее впускном конце.
14. 14. Скважинный инструмент по п.13, в котором глухая часть длины каждой указанной трубы равна от около 2 футов в длину до около 1/2 всей длины указанной трубы.
15. 15. Скважинный инструмент по п.13, в котором отверстия по крайней мере в одной верхней шунтовой трубе, проходящей вверх от одного из множества промежуточных манифольдов, смещены относительно отверстий по крайней мере в одной нижней шунтовой трубе, проходящей вниз от другого из множества промежуточных манифольдов.
16. 16. Способ гравийной набивки заканчиваемого интервала в стволе скважины, содержащий следующие операции:

    Фиг. 1 спускание скважинного инструмента, имеющего систему распределения суспензии, в заканчиваемый интервал, посредством чего образуется кольцевое пространство между скважинным инструментом и стенкой ствола скважины, при этом система распределения суспензии содержит множество манифольдов, которые гидравлически соединены вместе;

    подача суспензии, состоящей из жидкостиносителя и расклинивающего агента, вниз ствола скважины и в первый из множества манифольдов, пропускание потока суспензии по существу одновременно как вверх, так и вниз из первого манифольда и в зоны, расположенные на расстоянии друг от друга в кольцевом пространстве вокруг фильтра, пропускание потока указанной суспензии во второй из множества манифольдов и пропускание потока суспензии по существу одновременно как вверх, так и вниз из указанного второго манифольда в разные зоны, расположенные на расстоянии друг от друга в указанном кольцевом пространстве вокруг скважинного инструмента.
17. 17. Способ по п.16, при котором в качестве жидкости-носителя используют жидкость, имеющую вязкость меньше чем около 30 сП.
18. 18. Способ по п.17, при котором в качестве жидкости-носителя используют воду.