RU2015291C1

RU2015291C1 - Method for drilling horizontal wells

Info

Publication number: RU2015291C1
Authority: RU
Inventors: Н.П. Бойцов
Original assignee: Санкт-Петербургский горный институт
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: well drilling. SUBSTANCE: method includes drilling of main and additional wells, installation of electrode in main well, and setting up of electromagnetic field in surrounding rocks, measurement from additional well of field parameters and determination of relative position of main and additional wells by measurements results. Additional well is drilled from points of design bottom hole of main well, and after main and additional wells reach half the distance between their wellheads, further drilling of main and additional wells is carried out along wellbore of oncoming well. Equipment located in well with head parts consisting of rock cutting tool, deflecting tool, instrument for measuring parameters of electromagnet field and electrode. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии и технике бурения и может быть использовано при строительстве точнонаправленных скважин с искусственным искривлением ствола горной выработки,
Известен способ проводки направленных скважин, заключающийся в бурении и определении направления отклонения скважины от заданной траектории, определения текущих значений нагрузки при холостом вращении бурильной колонны, сравнении измеренных значений с допустимыми, прекращении бурения при расхождении этих значений [1].The invention relates to technology and drilling techniques and can be used in the construction of precisely directed wells with artificial curvature of the mine shaft,
A known method of conducting directional wells, which consists in drilling and determining the direction of deviation of the well from a given trajectory, determining the current load values during idle rotation of the drill string, comparing the measured values with acceptable ones, stopping drilling when these values diverge [1].

Однако этот способ имеет сравнительно высокую производительность, однако не обеспечивает достаточно высокой точности проводки скважины на значительное расстояние и не может быть использован в работе с забойным двигателем. However, this method has a relatively high productivity, however, it does not provide a sufficiently high accuracy of well drilling over a considerable distance and cannot be used in working with a downhole motor.

Известен способ направленного бурения скважин, включающий бурение скважин снарядом со съемным керноприемником и бурение искривленного участка в заданном направлении отклоняющей компоновкой, извлечение из полости бурильной колонны керноприемной трубы перед бурением искривленного участка, после чего приподнятие ее над забоем и опускание во внутреннюю полость отклоняющей компоновки, жесткое закрепление ее корпуса в колонне бурильных труб [2]. A known method of directional drilling of wells, including drilling a well with a shell with a removable core receiver and drilling a curved section in a predetermined direction by a deflecting assembly, removing a core receiver pipe from a cavity of a drill string before drilling a curved section, and then raising it above the bottom and lowering it into the inner cavity of the deflecting assembly securing its body in the drill pipe string [2].

Этот способ позволяет сократить затраты времени на выполнение спускоподъемных операций, однако производительность бурения сравнительно невысока, поскольку способ включает ряд непроизводительных операций. Кроме того, способ не обеспечивает необходимой точности проводки скважин из-за несовершенства средств определения координат забоя. This method allows to reduce the time spent on hoisting operations, however, the drilling productivity is relatively low, since the method includes a number of unproductive operations. In addition, the method does not provide the necessary accuracy of the wells due to imperfections in the determination of the coordinates of the bottom hole.

Известен также способ обнаружения контрольной скважины, выбранный в качестве прототипа, который включает бурение в направлении основной дополнительной скважины, установку в основной скважине электрода и создание электромагнитного поля в окружающей основную скважину горной породе, измерение из дополнительной скважины параметров электромагнитного поля, определение по результатам измерений взаимного положения основной и дополнительной скважины на сближение друг с другом [3]. There is also a known method of detecting a control well, selected as a prototype, which includes drilling in the direction of the main additional well, installing an electrode in the main well and creating an electromagnetic field in the rock surrounding the main well, measuring the electromagnetic field parameters from the additional well, determining the mutual the position of the primary and secondary wells for rapprochement with each other [3].

Такой способ позволяет определить взаимное расположение пробуренных скважин и производить их дальнейшее бурение на сближение. Однако несовершенство существующих средств контроля и измерения координат забоя затрудняют достаточную точную проводку скважины в проектную точку. This method allows you to determine the relative position of the drilled wells and to carry out their further drilling for rapprochement. However, the imperfection of the existing means of monitoring and measuring the coordinates of the bottom makes it difficult to accurately conduct the well to the design point.

Целью изобретения является повышение точности проводки скважин. The aim of the invention is to increase the accuracy of the wiring wells.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет повысить точность проводки скважин в проектную точку с достаточно высокой производительностью и наименьшими трудовыми, материальными и энергетическими затратами. Compared with the prototype, the proposed method allows to increase the accuracy of well drilling to the design point with a sufficiently high productivity and the lowest labor, material and energy costs.

Существенными отличительными признаками предлагаемого способа является то, что бурят дополнительную скважину с точки проектного забоя основной скважины, а после достижения основной и дополнительной скважинами половины расстояния между их устьями дальнейшее бурение основной и дополнительной скважин осуществляют вдоль ствола встречной скважины. Significant distinguishing features of the proposed method is that they drill an additional well from the projected bottom of the main well, and after the main and additional wells have reached half the distance between their mouths, further drilling of the main and additional wells is carried out along the oncoming well bore.

На фиг.1 изображена проводка скважин из вертикальных горных выработок; на фиг.2- проводка коммуникационных скважин под водоемом; на фиг. 3 - проводка опережающих скважин при строительстве тоннеля. Figure 1 shows the wiring of wells from vertical mine workings; figure 2 - wiring communication wells under a reservoir; in FIG. 3 - posting leading wells during the construction of the tunnel.

Технические средства для бурения и проводки точнонаправленных протяженных скважин включают в горных выработках (фиг.1) или на поверхности (фиг.2 и 3) буровые установки 1 с подающим и вращающим устройством 2, расположенные в скважине бурильные колонны 3 с головными частями 4, состоящими из породоразрушающего инструмента 5, отклонителя 6, измерителя 7 параметров электромагнитного поля, электрода 8. Technical means for drilling and wiring precisely directed extended wells include in mine workings (Fig. 1) or on the surface (Figs. 2 and 3) drilling rigs 1 with a feed and rotary device 2, drillstrings 3 located in the borehole with head parts 4 consisting of from a rock cutting tool 5, a deflector 6, a meter 7 of electromagnetic field parameters, an electrode 8.

Данный способ заключается в том, что посредством буровой установки 1 производят бурение основной и дополнительной скважин навстречу друг другу до половины расстояния между их устьями, причем бурение дополнительной скважины осуществляется с точки проектного забоя основой скважины. После этого производят установку в головной части бурильной колонны основной скважины электрода 8, создают электромагнитное поле в окружающей основную скважину горной породе и посредством измерителя 7 из дополнительной скважины определяют параметры электромагнитного поля, по значениям которых фиксируется взаимное положение головных частей бурильных колонн, а соответственно и скважин. Дальнейшее бурение основной скважины осуществляют вдоль ствола встречной дополнительной скважины с заданным допуском в точку проектного забоя. This method consists in the fact that through the drilling rig 1, the main and additional wells are drilled towards each other up to half the distance between their mouths, and the additional well is drilled from the point of design borehole bottom of the well. After that, the electrode 8 is installed in the head of the drill string of the main borehole, an electromagnetic field is created in the rock surrounding the main borehole, and the electromagnetic field parameters are determined from the additional well 7, the values of which fix the relative position of the head parts of the drill strings and, accordingly, the wells . Further drilling of the main well is carried out along the counter oncoming well bore with a given tolerance to the point of the design bottom hole.

В общем случае электрод и измеритель размещают в обеих скважинах. Кроме того, в одной скважине, двух или даже нескольких могут быть размещены по несколько электродов в зависимости от поставленных задач и условий работы. Сама колонна в скважине может являться генератором колебаний, т.е. электродом. При этом относительные координаты основной и дополнительной скважин, а также нескольких скважин определяются измерителями, расположенными как в основной, так и в дополнительной скважинах. В частном случае электрод размещен в одной скважине, а измеритель - в другой, т.е. бурильная колонна в дополнительной скважине является электродом, а измеритель расположен в основной скважине. In general, an electrode and a meter are placed in both wells. In addition, in one well, two or even several, several electrodes can be placed, depending on the tasks and working conditions. The column itself in the well can be a vibration generator, i.e. electrode. In this case, the relative coordinates of the main and additional wells, as well as several wells are determined by meters located in both the main and additional wells. In a particular case, the electrode is placed in one well, and the meter is in another, i.e. the drill string in the secondary well is an electrode, and the meter is located in the main well.

Контроль за направлением бурения основной скважины после фиксирования взаимного положения головных частей бурильных колонн на половине расстояния между устьями производится следующим образом. Monitoring the direction of drilling of the main well after fixing the relative position of the head parts of the drill string at half the distance between the mouths is as follows.

Если измеритель расположен в основной скважине, а электрод - в дополнительной, то при дальнейшем бурении основной скважины производится одновременное извлечение бурильной колонны из дополнительной скважины, фиксируется взаимное положение головных частей, при необходимости производится искривление траектории основной скважины посредством отклоняющих устройств. If the meter is located in the main well, and the electrode is in the additional well, then during further drilling of the main well, the drill string is simultaneously removed from the additional well, the relative positions of the head parts are fixed, and if necessary, the trajectory of the main well is bent by means of deflecting devices.

Если измеритель расположен в основной скважине, а в дополнительной скважине на некотором расстоянии друг от друга установлено несколько электродов, то фиксирование взаимного положения скважин производится по мере последовательного приближения головной части бурильной колонны в основной скважине к соответствующему электроду в дополнительной скважине. If the meter is located in the main well, and several electrodes are installed at some distance from each other in the additional well, then the relative position of the wells is recorded as the head of the drill string in the main well successively approaches the corresponding electrode in the additional well.

Если измеритель расположен в основной скважине, а электродом является вся бурильная колонна в дополнительной скважине, то взаимное положение скважин производится непрерывно в процессе бурения основной скважины. If the meter is located in the main well, and the entire drill string in the additional well is the electrode, then the mutual position of the wells is performed continuously during the drilling of the main well.

Если измеритель и электрод расположены в головной части бурильной колонны основной скважины, то контроль за направлением бурения основной скважины производится при возбуждении электродом первичных электромагнитных колебаний фиксированием измерителем вторичных электромагнитных волн, излучаемых бурильной колонной в дополнительной скважине. If the meter and the electrode are located in the head part of the drill string of the main well, the direction of drilling of the main well is controlled when the electrode excites primary electromagnetic waves by fixing the meter with the secondary electromagnetic waves emitted by the drill string in the additional well.

Если возникает необходимость продолжения бурения дополнительной скважины в окрестность устья основной, то фиксирование взаимного положения скважин производится аналогично изложенному с учетом того, что головная часть бурильной колонны в дополнительной скважине снабжается отклоняющим устройством. If there is a need to continue drilling an additional well in the vicinity of the main mouth, then the relative position of the wells is fixed in the same way as stated, given that the head of the drill string in the additional well is equipped with a deflector.

Claims

METHOD FOR HORIZONTAL WELLS WIRING, including drilling the main well, subsequent drilling in the direction of the main additional well, installing an electrode in the main well and creating an electromagnetic field in the rock surrounding the main well, measuring the electromagnetic field from the additional well, determining the relative position of the main and additional wells, further drilling of the main and additional wells for rapprochement, characterized in that the drilling of additional tion performed well in terms of design face the main well, and after reaching the basic and additional wells of half the distance between their mouths, further drilling of the main and additional wells is carried along the barrel well counter.