RU2005105068A - Способ бурения - Google Patents

Claims (36)

1. Способ бурения отверстия от выбранного места в существующей буровой скважине, проходящей через подземный пласт земли, имеющий, по меньшей мере, одну несущую углеводородную текучую среду зону, и снабженной обсадной колонной, при этом труба для добычи углеводородной текучей среды расположена в существующей скважине и уплотнена относительно стенки обсадной колонны, причем способ включает следующие операции:

перемещение бурильного устройства с дистанционным управлением и электроприводом от поверхности по трубе для добычи углеводородной текучей среды к выбранному месту в существующей скважине;

приведение в действие бурильного устройства так, чтобы режущие поверхности на бурильном устройстве бурили отверстие от выбранного места в существующей скважине, создавая буровой шлам, при этом во время работы бурильного устройства первый поток добываемой текучей среды проходит прямо к поверхности по трубе для добычи углеводородной текучей среды, и второй поток добываемой текучей среды нагнетается над режущими поверхностями бурильного устройства посредством скважинного нагнетательного средства с дистанционным управлением и электроприводом, и буровой шлам переносится от бурильного устройства, будучи захваченным вторым потоком добываемой текучей среды.

2. Способ по п.1, в котором существующая скважина имеет верхний обсаженный интервал и нижний необсаженный интервал.

3. Способ по п.1 или 2, в котором режущие поверхности бурильного устройства расположены на буровом долоте или фрезе, расположенной на нижнем конце или рядом с нижним концом бурильного устройства, и выборочно на буровом долоте или фрезе, расположенной на верхнем конце или рядом с верхним концом бурильного устройства.

4. Способ по п.3, в котором буровое долото или фреза является раздвижной для обеспечения того, что отверстие, которое бурят от выбранного места, имеет больший диаметр по сравнению с внутренним диаметром трубы для добычи.

5. Способ по п.3, в котором бурильное устройство снабжено средством с электроприводом для регулирования направления бурового долота или фрезы.

6. Способ по п.3, в котором бурильное устройство снабжено электродвигателем для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие бурового долота или фрезы.

7. Способ по п.1, в котором бурильное устройство снабжено нагнетательным средством с электроприводом.

8. Способ по п.1, в котором бурильное устройство снабжено тяговым средством с электроприводом.

9. Способ по п.1, в котором отверстие, которое бурят от выбранного места, представляет собой новый интервал скважины; окно в обсадной колонне существующей скважины или окно в трубе для добычи и в обсадной колонне существующей скважины; перфорационный канал в обсадной колонне и цементе существующей скважины или увеличенное выбуренное отверстие, по меньшей мере, на интервале существующей скважины, имеющем минеральное отложение, осажденное на его стенке.

10. Способ по п.1, в котором бурильное устройство подвешено к кабелю, который включает, по меньшей мере, один провод и/или сегментированный провод для передачи электрической энергии или электрических сигналов.

11. Способ по п.10, в котором бурильное устройство подвешено к кабелю посредством разъемного соединительного средства.

12. Способ по п.10, в котором выбуриваемое отверстие, которое бурят от выбранного места, представляет собой новый интервал ствола скважины, и в котором, по меньшей мере, нижний участок кабеля, к которому подвешено бурильное устройство, находится в пределах длины колонны труб, имеющей первый конец, сообщенный по текучей среде с каналом для прохода текучей среды в бурильном устройстве, и второй конец, проходящий в трубу для добычи углеводородной текучей среды.

13. Способ по п.12, в котором колонна труб представляет собой колонну стальных труб или колонну пластмассовых труб.

14. Способ по п.13, в котором второй поток добываемой текучей среды проходит к бурильному устройству через кольцевое пространство, образованное между колонной труб и стенкой нового интервала ствола скважины, и поток с захваченным буровым шламом перемещается от бурильного устройства через внутреннее пространство колонны труб (режим "обратной промывки").

15. Способ по п.13, в котором колонна труб представляет собой колонну стальных труб, и второй поток добываемой текучей среды проходит к бурильному устройству через внутреннее пространство колонны стальных труб, и поток с захваченным буровым шламом перемещается от бурильного устройства через кольцевое пространство, образованное между колонной стальных труб и стенкой нового интервала ствола скважины (режим "обычной промывки").

16. Способ по п.12, в котором бурильное устройство снабжено тяговым средством с электроприводом, предназначенным для продвижения бурильного устройства и колонны труб вперед по новому интервалу скважины в процессе его бурения и/или для вытягивания бурильного устройства из нового интервала скважины и существующей скважины после завершения бурения нового интервала скважины.

17. Способ по п.12, в котором колонна труб представляет собой колонну стальных труб, и кожух присоединен непосредственно или косвенно ко второму концу колонны стальных труб, и внутреннее пространство колонны стальных труб сообщено по текучей среде с каналом в кожухе.

18. Способ по п.17, в котором максимальный наружный диаметр кожуха меньше внутреннего диаметра трубы для добычи.

19. Способ по п.17, в котором кожух, прикрепленный ко второму концу колонны стальных труб, снабжен нагнетательным средством с электроприводом, предназначенным для пропускания второго потока добываемого углеводорода через внутреннее пространство колонны стальных труб к бурильному устройству (режим "обычной промывки") или для всасывания ["отвода"] потока с захваченным буровым шламом из бурильного устройства через внутреннее пространство колонны стальных труб (режим "обратной промывки").

20. Способ по п.17, в котором кожух, прикрепленный ко второму концу колонны стальных труб, снабжен электродвигателем для приведения в действие средства, предназначенного для приведения во вращение колонны стальных труб, тем самым для приведения во вращение бурильного устройства так, чтобы режущие поверхности на бурильном устройстве бурили новый интервал скважины.

21. Способ по п.17, в котором кожух, присоединенный ко второму концу колонны стальных труб, снабжен тяговым средством с электроприводом, которое предназначено для продвижения колонны стальных труб и, следовательно, бурильного устройства вперед по новому интервалу ствола скважины в процессе его бурения и, возможно, для вытягивания колонны стальных труб и, следовательно, бурильного устройства из нового интервала ствола скважины.

22. Способ по п.13, в котором колонна стальных труб выполнена с, по меньшей мере, одним радиально расширяющимся пакером, и после завершения бурения нового интервала ствола скважины колонну стальных труб фиксируют на месте в новом интервале ствола скважины путем расширения, по меньшей мере, одного радиально расширяющегося пакера так, что колонна стальных труб образует герметизированный хвостовик для нового интервала ствола скважины.

23. Способ по п.13, в котором колонна стальных труб представляет собой расширяющуюся колонну труб и выполнена с возможностью перемещения ее по трубе для добычи углеводородной текучей среды в ее нерасширенном состоянии, и после завершения бурения нового интервала скважины может быть расширена для образования хвостовика для нового интервала скважины.

24. Способ по п.22, в котором колонну стальных труб впоследствии перфорируют для обеспечения возможности прохода текучей среды из несущей углеводород зоны пласта во внутреннее пространство хвостовика и в трубу для добычи углеводородной текучей среды.

25. Способ по п.12, в котором датчики расположены вдоль кабеля и вдоль наружной стороны колонны труб для передачи данных на поверхность посредством электрического соединительного провода или проводов и/или сегментированного электрического провода или проводов в кабеле.

26. Способ по п.1, в котором бурильное устройство подвешено к колонне труб, имеющей, по меньшей мере, один электрический соединительный провод и/или сегментированный электрический провод, заделанный в стенку колонны труб, называемый в дальнейшем "гибридный кабель", и в котором внутреннее пространство колонны труб сообщается по текучей среде с каналом для прохода текучей среды в бурильном устройстве.

27. Способ по п.26, в котором гибридный кабель содержит внутреннюю металлическую трубу, промежуточный гибкий изолирующий слой, имеющий электрический соединительный провод или провода и/или сегментированный электрический провод или провода, заделанные в него, наружный слой, образующий барьер для текучих сред, и гибкую защитную оболочку.

28. Способ по п.26, предназначенный для бурения нового интервала скважины, в котором второй поток добываемой текучей среды проходит к бурильному устройству через кольцевое пространство, образованное между гибридным кабелем и стенкой нового интервала ствола скважины, и поток с захваченным буровым шламом перемещается от бурильного устройства по внутренней металлической трубе гибридного кабеля (режим "обратной промывки"); или второй поток добываемой текучей среды проходит к бурильному устройству по внутренней металлической трубе гибридного кабеля, и поток с захваченным буровым шламом перемещается от бурильного устройства через кольцевое пространство, образованное между гибридным кабелем и стенкой нового интервала ствола скважины (режим "обычной промывки").

29. Способ по п.26, в котором датчики расположены вдоль наружной стороны гибридного кабеля для передачи данных о пласте на поверхность посредством электрического провода или проводов и/или сегментированного электрического провода или проводов.

30. Способ по п. 9, предназначенный для бурения обходной или боковой скважины, включающий следующие операции:

перемещение скважинного отклонителя, имеющего раздвижные в радиальном направлении зажимные средства, от поверхности по трубе для добычи углеводородной текучей среды до выбранного места в обсадной колонне или в трубе для добычи в существующем стволе скважины;

фиксация скважинного отклонителя на месте в обсадной колонне существующей скважины или в трубе для добычи путем раздвигания зажимных средств в радиальном направлении;

спуск подвешенного к кабелю первого бурильного устройства, содержащего фрезу, по трубе для добычи углеводородной текучей среды до выбранного места;

отклонение первого бурильного устройства к скважинному отклонителю так, чтобы режущие поверхности фрезы вошли в контакт с обсадной колонной или трубой для добычи;

приведение в действие первого бурильного устройства так, чтобы окно было прорезано в обсадной колонне скважины или в трубе для добычи и в обсадной колонне скважины;

извлечение первого бурильного устройства из скважины;

спуск подвешенного к кабелю второго бурильного устройства, содержащего буровое долото, по трубе для добычи углеводородной текучей среды до выбранного места;

отклонение второго бурильного устройства к скважинному отклонителю и в окно в обсадной колонне или окно в трубе для добычи и в обсадной колонне;

приведение в действие второго бурильного устройства так, чтобы режущие поверхности бурового долота бурили обходную или боковую скважину сквозь несущую углеводород зону пласта.

31. Способ по п.30, в котором скважинный отклонитель перемещают до выбранного места подвешенным к первому бурильному устройству.

32. Способ по п.9, предназначенный для удаления обломков из существующего перфорационного канала или расширения существующего перфорационного канала, образованного в обсадной колонне и цементе обсаженной скважины, включающий следующие операции:

подвешивание устройства для микробурения к кабелю или гибридному кабелю, причем устройство для микробурения содержит корпус, выполненный с первым и вторым каналом для прохода текучей среды, по меньшей мере, одно раздвижное в радиальном направлении зажимное средство с электроприводом или гидроприводом, нагнетательное средство с электроприводом, электродвигатель для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие бурового долота, смонтированного на толкающем средстве с электроприводом или гидроприводом и имеющего режущие поверхности, выполненные с размерами, позволяющими образовать выбуриваемое отверстие, имеющее диаметр в интервале от 0,2 до 3 дюймов;

перемещение устройства для микробурения от поверхности по трубе для добычи углеводородной текучей среды до выбранного места в существующей обсаженной скважине, имеющей перфорационный канал, из которого обломки должны быть удалены, или который должен быть расширен;

ориентирование устройства для микробурения рядом с перфорационным отверстием с выравниванием бурового долота относительно перфорационного канала;

фиксация устройства для микробурения на месте в обсаженной скважине путем раздвигания зажимного средства в радиальном направлении для ввода его в контакт со стенкой обсадной колонны;

приведение в действие электродвигателя для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие бурового долота при одновременном нагнетании второго потока добываемой текучей среды по первому каналу в устройстве для микробурения и наружу над режущими поверхностями бурового долота посредством нагнетательного средства и перемещении потока с захваченным буровым шламом от режущих поверхностей бурового долота по второму каналу в устройстве для микробурения;

приведение в действие толкающего средства для сообщения толкающего усилия буровому долоту так, что устройство для микробурения будет бурить перфорационный канал, проходящий сквозь цемент и в пласт.

33. Способ по п.9, предназначенный для образования перфорационного канала в обсадной колонне и цементе обсаженного ствола скважины, включающий следующие операции:

подвешивание устройства для микробурения к кабелю или гибридному кабелю, причем устройство для микробурения содержит корпус, выполненный с первым и вторым каналами для прохода текучей среды, по меньшей мере, одно раздвижное в радиальном направлении зажимное средство с электроприводом или гидроприводом, нагнетательное средство с электроприводом, электродвигатель для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие фрезы, электродвигатель для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие бурового долота, причем фреза и буровое долото смонтированы соответственно на первом и втором толкающих средствах с электроприводом или гидроприводом, фреза выполнена с размерами, позволяющими образовать перфорационное отверстие, имеющее диаметр в интервале от 1 до 3 дюймов, и буровое долото выполнено с размерами, позволяющими образовать выбуриваемое отверстие, имеющее диаметр в интервале от 0,2 до 3 дюймов;

перемещение устройства для микробурения от поверхности по трубе для добычи углеводородной текучей среды до выбранного места в существующей обсаженной скважине, где желательно образовать перфорационный канал;

ориентирование устройства для микробурения таким образом, чтобы режущие поверхности фрезы оказались рядом с обсадной колонной;

фиксация устройства для микробурения на месте в обсаженной скважине путем раздвигания зажимного средства в радиальном направлении для ввода его в контакт со стенкой обсадной колонны;

приведение в действие электродвигателя для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие фрезы при одновременном нагнетании второго потока добываемой текучей среды по первому каналу в устройстве для микробурения и наружу над режущими поверхностями фрезы посредством нагнетательного средства и перемещении потока с захваченным буровым шламом от режущих поверхностей по второму каналу в устройстве для микробурения;

приведение в действие первого толкающего средства для сообщения толкающего усилия фрезе так, что перфорационное отверстие будет прорезаться в обсадной колонне существующего ствола скважины в заданном месте;

ориентация бурового долота в перфорационном отверстии обсадной колонны;

приведение в действие электродвигателя для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие бурового долота при одновременном нагнетании второго потока добываемой текучей среды по первому каналу в устройстве для микробурения и наружу над режущими поверхностями бурового долота посредством нагнетательного средства и перемещении потока с захваченным буровым шламом от режущих поверхностей бурового долота по второму каналу в устройстве для микробурения;

приведение в действие второго толкающего средства для сообщения толкающего усилия буровому долоту так, что устройство для микробурения будет бурить перфорационный канал, проходящий сквозь цемент и в пласт.

34. Устройство для микробурения, содержащее корпус, выполненный с первым и вторым каналом для прохода текучей среды, по меньшей мере, одно раздвижное в радиальном направлении зажимное средство с электроприводом или гидроприводом, нагнетательное средство с электроприводом, электродвигатель для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие бурового долота, смонтированного на толкающем средстве с электроприводом или гидроприводом и имеющего режущие поверхности, имеющие размеры, позволяющие образовать выбуриваемое отверстие, имеющее диаметр в интервале от 0,2 до 3 дюймов.

35. Устройство по п.34, содержащее электродвигатель для приведения в действие средства, предназначенного для приведения в действие фрезы, смонтированной на втором электрически или гидравлически приводимом в действие толкающем средстве и имеющей размеры, обеспечивающие выполнение перфораций, имеющих диаметр от 1 до 3 дюймов.

36. Гибридный кабель, содержащий внутреннюю металлическую трубу, промежуточный гибкий изолирующий слой, имеющий электрический соединительный провод или провода и/или сегментированный электрический провод или провода, заделанные в него, наружный слой, образующий барьер для текучих сред, и гибкую защитную оболочку.