RU2378497C1

RU2378497C1 - Gas and gas condensate open hole well design

Info

Publication number: RU2378497C1
Application number: RU2008128398/03A
Authority: RU
Inventors: Георгий Васильевич Крылов (RU); Георгий Васильевич Крылов; Александр Васильевич Кустышев (RU); Александр Васильевич Кустышев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Газпром" (ОАО "Газпром")
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-10

Abstract

FIELD: oil- and gas production.

SUBSTANCE: gas and gas condensate open hole well design related to oil-and gas production, particularly to gas and gas condensate deep open hole well design, also to holes with slant directional and horizontal ends, bored in zones with permafrost extensive propagation with high ice content. Gas and gas condensate open hole well design includes conductor, technical and production strings, tail filter, fixed on the production string bottom part with tail suspension, lift string, concentrically installed in the production string and connected to tail suspension. At that the lift string equipped with a well head shut off valve, an inhibitor valve, lift string thermal expansion bend, a circulation valve and a polished tip. Tail suspension equipped with an anchor unit, a parker, a landing nipple, a sub, equipped in upper part with the polished landing place, with ability to interact with lift string polished tip. At that the circulating valve and lift string thermal expansion bend located in immediate proximity form the tail filter head, and the well head shut off valve and the inhibitor valve located under permafrost zone accordingly. In a way that lift string tip and tail suspension sub polished landing place interact with each other, hermetically dividing well bottomhole zone out of tubing zone, lifting string pass though holes and tail filter are equal. Invention develops in formula subclaime.

EFFECT: creation of repairable gas and gas condensate open hole well, with regards of its reliability during production process in with permafrost extensive propagation areas with a high ice content.

5 cl, 1 dwg

Description

Конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкциям глубоких газовых и газоконденсатных скважин с открытым забоем, в том числе с наклонно направленным и горизонтальным окончанием ствола, пробуренных в зонах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.The design of a gas and gas condensate well with an open bottom hole refers to the oil and gas industry, namely, the designs of deep gas and gas condensate wells with an open bottom, including inclined and horizontal end of the well drilled in areas of widespread permafrost with a high degree of ice content.

Известна конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем, включающая кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, хвостовик-фильтр [Вяхирев Р.И. и др. Теория и опыт добычи газа. - М.: Недра, 1998. - С.157].A known design of a gas and gas condensate well with an open bottom, including a conductor, technical and production columns, a filter liner [Vyakhirev RI and others. Theory and experience of gas production. - M .: Nedra, 1998. - P.157].

Недостатками этой конструкции являются недостаточная ремонтопригодность и низкая надежность в процессе эксплуатации скважин в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.The disadvantages of this design are the lack of maintainability and low reliability during the operation of wells in areas of widespread permafrost with a high degree of ice.

Известна конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем, включающая кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, хвостовик-фильтр, закрепленный в нижней части эксплуатационной колонны с помощью подвески хвостовика [Басарыгин Ю.М. и др. Технология капитального и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин: учеб. - Краснодар: Изд-во «Сов. Кубань, 2002. - С.14-19].A known construction of a gas and gas condensate well with an open bottom, including a conductor, technical and production casing, a filter shank, mounted in the lower part of the production casing using a liner suspension [Basarygin Yu.M. et al. Technology of capital and underground repair of oil and gas wells: textbook. - Krasnodar: Publishing House “Sov. Kuban, 2002. - S.14-19].

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в создании ремонтопригодной конструкции глубокой газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем при соблюдении ее надежности в процессе эксплуатации в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.The technical result achieved as a result of the invention is to create a repairable design of a deep gas and gas condensate well with an open bottom while observing its reliability during operation in areas of widespread permafrost with a high degree of ice content.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известной конструкции газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем, включающей кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, хвостовик-фильтр, закрепленный в нижней части эксплуатационной колонны с помощью подвески хвостовика, лифтовую колонну, концентрично установленную в эксплуатационной колонне и соединенную с подвеской хвостовика, при этом лифтовая колонна снабжена приустьевым клапаном-отсекателем, ингибиторным клапаном, компенсатором температурных изменений длины лифтовой колонны, циркуляционным клапаном и полированным наконечником, а подвеска хвостовика снабжена якорным узлом, пакерующим устройством, посадочным ниппелем, переводником, снабженным в верхней части полированным посадочным местом, с возможностью взаимодействия с полированным наконечником лифтовой колонны, при этом циркуляционный клапан и компенсатор температурных изменений длины лифтовой колонны размещены в непосредственной близости от головы хвостовика-фильтра, а приустьевой клапан-отсекатель и ингибиторный клапан - непосредственно под зоной многолетнемерзлых пород, причем полированный наконечник лифтовой колонны и полированное посадочное место переводника подвески хвостовика взаимодействуют друг с другом, герметично разобщая затрубное пространство скважины от трубного, при этом проходные отверстия лифтовой колонны и хвостовика-фильтра равны. Причем лифтовая колонна в зоне многолетнемерзлых пород может быть выполнена из теплоизолированных лифтовых труб, а приустьевой клапан-отсекатель может быть выполнен с возможностью управления с поверхности, например, посредством гидравлики, и размещен либо в составе лифтовой колонны в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород с наиболее низкой температурой, либо в посадочном ниппеле, дополнительно размещенном в составе лифтовой колонны в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород. При этом приустьевой клапан-отсекатель может быть выполнен с возможностью автономного действия, срабатывающего от перепада давления, и размещен в посадочном ниппеле, дополнительно размещенном в составе лифтовой колонны в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород.The stated task and the technical result are achieved by the fact that in the known construction of a gas and gas condensate well with an open bottom including a conductor, technical and production casing, a filter shank fixed in the lower part of the production casing by means of a liner suspension, an elevator casing concentrically installed in the production the column and connected to the suspension of the liner, while the elevator column is equipped with an estuarine shutoff valve, an inhibitor valve, a temperature compensator changes in the length of the lift column, a circulation valve and a polished tip, and the shank suspension is equipped with an anchor assembly, a packer, a landing nipple, an adapter equipped with a polished seat in the upper part, with the possibility of interaction with a polished tip of the lift column, while the circulation valve and compensator temperature changes in the length of the lift column are located in the immediate vicinity of the head of the filter shank, and the estuarine shutoff valve and inhibitor the second valve is located directly under the permafrost zone, with the polished tip of the lift column and the polished seat of the liner suspension sub interacting with each other, hermetically separating the annulus of the well from the pipe, while the passage openings of the lift column and filter liner are equal. Moreover, the elevator column in the permafrost zone can be made of heat-insulated elevator pipes, and the estuarine shutoff valve can be made with the possibility of control from the surface, for example, by means of hydraulics, and placed either in the elevator column in the estuary below the permafrost rocks with the lowest temperature, or in the landing nipple, additionally placed as part of the elevator column in the estuary zone below permafrost. At the same time, the estuarine shutoff valve can be made with the possibility of autonomous action, triggered by a differential pressure, and placed in the landing nipple, additionally placed as part of the elevator column in the estuarine zone below permafrost.

На чертеже изображена заявляемая конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем.The drawing shows the claimed design of a gas and gas condensate well with an open bottom.

Конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем включает кондуктор 1, техническую 2 и эксплуатационную 3 колонны, хвостовик-фильтр 4, закрепленный в нижней части эксплуатационной колонны 3 с помощью подвески хвостовика 5, лифтовую колонну 6, концентрично установленную в эксплуатационной колонне 3 и соединенную с подвеской хвостовика 5. При этом лифтовая колонна 6 снабжена приустьевым клапаном-отсекателем 7, ингибиторным клапаном 8, компенсатором температурных изменений длины лифтовой колонны 9, циркуляционным клапаном 10 и полированным наконечником 11. Подвеска хвостовика 5 снабжена якорным узлом 12, пакерующим устройством 13, посадочным ниппелем 14, переводником 15, снабженным в верхней части полированным посадочным местом, с возможностью взаимодействия с полированным наконечником 11 лифтовой колонны 6.The design of a gas and gas condensate well with an open bottom includes a conductor 1, technical 2 and production 3 casing, a filter shank 4 fixed to the bottom of the production casing 3 by means of a shank suspension 5, an elevator casing 6 concentrically installed in the production casing 3 and connected to suspension of the shank 5. In this case, the elevator column 6 is equipped with an estuarine shutoff valve 7, an inhibitor valve 8, a compensator for temperature changes in the length of the elevator column 9, a circulation valve 10 and olirovannym tip 11. Suspension shank 5 is provided with an anchor assembly 12, the packer device 13, a landing nipple 14, sub 15, equipped at the top of a polished seat, for engagement with a polished tip 11 of the production tubing 6.

В зоне многолетнемерзлых пород 16 лифтовая колонна 6 может быть выполнена из теплоизолированных лифтовых труб.In the zone of permafrost 16, the lift column 6 can be made of insulated lift pipes.

Приустьевой клапан-отсекатель 7 может быть выполнен с возможностью управления с поверхности, например, посредством гидравлики и размещен в составе лифтовой колонны 6 в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16 с наиболее низкой температурой. При этом приустьевой клапан-отсекатель 7 может быть размещен в посадочном ниппеле, дополнительно размещенном в составе лифтовой колонны 6 в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16.The estuarine shutoff valve 7 can be made with the possibility of control from the surface, for example, by means of hydraulics and placed as part of the elevator column 6 in the estuarine zone below permafrost 16 with the lowest temperature. In this case, the estuarine shutoff valve 7 can be placed in the landing nipple, additionally placed as part of the elevator column 6 in the estuarine zone below permafrost 16.

Приустьевой клапан-отсекатель 7 может быть также выполнен с возможностью автономного действия, срабатывающего от перепада давления, и размещен в посадочном ниппеле, дополнительно размещенном в составе лифтовой колонны 6 в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16.The estuarine shutoff valve 7 can also be made with the possibility of autonomous action, triggered by a differential pressure, and placed in the landing nipple, additionally placed in the elevator column 6 in the estuarine zone below permafrost 16.

На устье скважины установлена колонная головка 17, на которой подвешены кондуктор 1, техническая 2 и эксплуатационная 3 колонны, и фонтанная арматура 18, к которой присоединена лифтовая колонна 6.At the wellhead, a column head 17 is installed, on which a conductor 1, technical 2 and production 3 columns are suspended, and fountain fittings 18, to which an elevator column 6 is connected.

Скважину заявляемой конструкции монтируют следующим образом.The well of the claimed design is mounted as follows.

В пробуренную скважину, обсаженную кондуктором 1, технической 2 и эксплуатационной 3 колоннами, спускают хвостовик-фильтр 4 и подвешивают его в нижней части эксплуатационной колонны 3 с помощью подвески хвостовика-фильтра 5. Хвостовик-фильтр 4 своими фильтрующими элементами размещается в продуктивном пласте 19 и предотвращает попадание частиц песка и других твердых примесей из продуктивного пласта 19 в ствол скважины.A liner-filter 4 is lowered into a drilled well cased by a conductor 1, technical 2 and production 3 casing and suspended in the lower part of the production casing 3 by means of the suspension of the liner 5. The liner-filter 4 is placed in the producing formation 19 by its filter elements prevents the entry of sand particles and other solid impurities from the reservoir 19 into the wellbore.

В скважину спускают лифтовую колонну 6 с приустьевым клапаном-отсекателем 7, ингибиторным клапаном 8, компенсатором температурных изменений длины лифтовой колонны 9, циркуляционным клапаном 10, полированным наконечником 11.An elevator string 6 is lowered into the well with an estuarine shutoff valve 7, an inhibitor valve 8, a compensator for temperature changes in the length of the elevator string 9, a circulation valve 10, a polished tip 11.

Лифтовую колонну 6 комплектуют из высокогерметичных насосно-компрессорных труб. Возможна комплектация верхней части лифтовой колонны 6 в интервале многолетнемерзлых пород 16 из теплоизолированных лифтовых труб.The elevator column 6 is composed of high-tight tubing. It is possible to complete the upper part of the lift column 6 in the interval of permafrost 16 from heat-insulated lift pipes.

В случае комплектации лифтовой колонны 6 приустьевым клапаном-отсекателем 7, размещенным в составе лифтовой колонны и управляемым с поверхности от гидравлической станции управления, трубки линии управления 20 присоединяют к наружной поверхности лифтовой колонны 6.If the elevator column 6 is equipped with an estuarine shutoff valve 7 located in the elevator column and controlled from the surface from the hydraulic control station, control line tubes 20 are connected to the outer surface of the elevator column 6.

В случае комплектации лифтовой колонны 6 приустьевым клапаном-отсекателем 7, устанавливаемым в посадочном ниппеле и управляемым с поверхности от гидравлической станции управления, в составе лифтовой колонны 6 дополнительно монтируют посадочный ниппель в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16, а трубки линии управления 20 присоединяют к наружной поверхности лифтовой колонны 6 и к отверстию в посадочном ниппеле.If the elevator column 6 is equipped with an estuarine shutoff valve 7 installed in the landing nipple and controlled from the surface from the hydraulic control station, the landing column 6 additionally mounts the landing nipple in the estuary zone below permafrost 16 and the control line tubes 20 are connected to the outer the surface of the elevator column 6 and to the hole in the landing nipple.

В случае комплектации лифтовой колонны 6 приустьевым клапаном-отсекателем 7 автономного действия, устанавливаемым в посадочном ниппеле и срабатывающего от перепада давления, в составе лифтовой колонны 6 дополнительно монтируют посадочный ниппель в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16.In the case of the elevator column 6 being equipped with an estuarine shut-off valve 7, which is installed in the landing nipple and is triggered by a differential pressure, the landing nipple 6 additionally mount the landing nipple in the estuary below the permafrost 16.

Лифтовая колонна 6 своим полированным наконечником 11 садится в полированное посадочное место переводника 15 подвески хвостовика 5 и герметизирует их, разобщая затрубное пространство скважины от трубного пространства.The elevator column 6 with its polished tip 11 sits in the polished seat of the sub 15 of the suspension of the liner 5 and seals them, separating the annular space of the well from the pipe space.

В этом случае подвеска хвостовика 5 выполняет функцию эксплуатационного пакера: якорный узел 12 предназначен для подвески и крепления хвостовика-фильтра 4 во внутренней полости эксплуатационной колонны 3; пакерующее устройство 13 - для герметичного разобщения затрубного пространства скважины от трубного пространства, - и скважина эксплуатируется фактически по пакерной схеме.In this case, the suspension of the shank 5 performs the function of an operational packer: the anchor assembly 12 is designed to suspend and secure the filter shank 4 in the inner cavity of the production casing 3; a packer 13 — for hermetically separating the annulus of the well from the tubing — and the well is actually operated according to the packer scheme.

Заявляемая конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем позволяет проводить ремонт скважины без ее глушения за счет наличия в составе подвески хвостовика 5 посадочного ниппеля 14. При установке в посадочном ниппеле 14 глухой пробки происходит герметичное разобщение внутренней полости хвостовика-фильтра 4 от внутренней полости лифтовой колонны 6. Это обстоятельство позволяет извлечь лифтовую колонну 6 из скважины без ее глушения и провести ремонтные работы в скважине, в том числе консервацию скважины или ремонт фонтанной арматуры.The inventive design of a gas and gas condensate well with an open bottom allows repairing a well without killing it due to the presence of a fitting nipple 14 in the suspension of the shank 5. When a blind plug is installed in the fitting nipple 14, the inner cavity of the filter shank 4 is sealed from the inner cavity of the lift string 6. This circumstance allows you to remove the lift string 6 from the well without killing it and carry out repair work in the well, including preservation of the well or repair of the font hydrochloric reinforcement.

Для эффективности добычи газа из газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем целесообразно, чтобы проходные отверстия лифтовой колонны 6 и хвостовика-фильтра 4 были равными, что позволяет обеспечить поступление всего объема газа, поступающего из продуктивного пласта, на дневную поверхность.For the efficiency of gas production from a gas and gas condensate well with an open bottom, it is advisable that the passage openings of the elevator column 6 and the filter liner 4 are equal, which allows to ensure that the entire volume of gas coming from the reservoir is delivered to the day surface.

Герметичное соединение лифтовой колонны 6 с хвостовиком-фильтром 4 требует обеспечение возможности создания циркуляции в трубном и затрубном пространствах скважины при проведении различных технологических операций в процессе эксплуатации или ремонте скважины, например, при закачивании надпакерной жидкости или ее удалении из скважины. Это возможно за счет наличия в составе лифтовой колонны 6 циркуляционного клапана 10.The tight connection of the elevator column 6 with the liner filter 4 requires the possibility of creating circulation in the pipe and annular spaces of the well during various technological operations during operation or repair of the well, for example, when pumping over packer fluid or removing it from the well. This is possible due to the presence in the composition of the elevator column 6 of the circulation valve 10.

Для предотвращения разгерметизации трубного и затрубного пространств скважины при изменении длины лифтовой колонны 6 под воздействием температурных колебаний служит компенсатор температурных изменений длины лифтовой колонны 9.To prevent depressurization of the pipe and annular spaces of the well when changing the length of the lift column 6 under the influence of temperature fluctuations, a compensator for temperature changes in the length of the lift column 9 is used.

Для предотвращения образования гидратных пробок в лифтовой колонне 6 при снижении температуры по стволу скважины предназначен ингибиторный клапан 8, через который проводится закачивание в скважину ингибитора гидратообразования.In order to prevent the formation of hydrate plugs in the elevator string 6 when the temperature decreases along the wellbore, an inhibitor valve 8 is designed through which a hydrate inhibitor is pumped into the well.

Приустьевой клапан-отсекатель 7 позволяет в аварийной ситуации, например при смятии технической 2, эксплуатационной 3 и лифтовой 4 колонн, обрыве трубок линии управления 20 приустьевым клапаном-отсекателем 7, повреждении фонтанной арматуры 18 и в других случаях, дистанционно принудительно или автоматически закрыться, перекрыв внутреннюю полость лифтовой колонны 6. Тем самым предотвратить возникновение открытого газового фонтана.The estuarine shut-off valve 7 allows, in an emergency, for example, when crushing technical 2, operating 3 and elevator 4 columns, breakage of the control line tubes 20 by the estuarine shut-off valve 7, damage to the fountain valves 18 and in other cases, remotely forcibly or automatically shut off, blocking the inner cavity of the elevator column 6. Thereby prevent the occurrence of an open gas fountain.

Смятие технической 2, эксплуатационной 3 и лифтовой 4 колонн наиболее вероятно в зоне многолетнемерзлых пород 16. Поэтому приустьевой клапан-отсекатель 7 необходимо размещать именно ниже интервала их залегания.Collapse of technical 2, operational 3 and elevator 4 columns is most likely in the zone of permafrost 16. Therefore, the estuarine shutoff valve 7 must be placed just below the interval of their occurrence.

Лифтовую колонну 6 подвешивают в трубной головке фонтанной арматуры 18, размещенной на колонной головке 17.The elevator column 6 is suspended in the pipe head of the fountain valve 18, placed on the column head 17.

Весь этот комплекс технических решений направлен на решение общей задачи - обеспечить ремонтопригодность конструкции глубокой газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем при соблюдении ее надежности в процессе эксплуатации в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости. Именно такая надежная конструкция предлагается в данной заявке.All this set of technical solutions is aimed at solving the general problem - to ensure maintainability of the design of a deep gas and gas condensate well with an open bottom while observing its reliability during operation in areas of widespread permafrost with a high degree of ice content. It is such a robust design that is proposed in this application.

Заявляемая конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем обеспечивает надежность, безопасность и ремонтопригодность эксплуатации в зоне многолетнемерзлых пород, особенно при наличии горных пород с высокой степенью льдистости. Позволяет при необходимости оперативно перекрыть ствол скважины, тем самым избежать открытого газового фонтана. Позволяет уменьшить выпуск газа в атмосферу, то есть сберечь ценнейшее углеводородное сырье.The inventive design of a gas and gas condensate well with an open bottom ensures reliability, safety and maintainability in the permafrost zone, especially in the presence of rocks with a high degree of ice content. It allows, if necessary, to quickly shut off the wellbore, thereby avoiding an open gas fountain. It allows to reduce the release of gas into the atmosphere, that is, to save the most valuable hydrocarbon feedstocks.

Claims

1. The design of a gas and gas condensate well with an open bottom, including a conductor, technical and production casing, a filter shank fixed in the lower part of the production casing by means of a liner suspension, an elevator column concentrically installed in the production casing and connected to the liner suspension, the lift column is equipped with an estuarine shutoff valve, an inhibitor valve, a compensator for temperature changes in the length of the lift column, a circulation valve and polished m tip, and the shank suspension is equipped with an anchor assembly, a packing device, a landing nipple, an adapter equipped with a polished seat in the upper part, with the possibility of interaction with the polished tip of the lift column, while the circulation valve and the compensator for temperature changes in the length of the lift column are located in close proximity from the head of the filter shank, and the estuarine shutoff valve and inhibitor valve are located directly under the permafrost zone, and the polisher vanny tip and polished tubing sub seat liner hanger to react with each other, thus separating the sealed annulus of the pipe, thus communicating the tubing bore and the shank filter equal.

2. The design of a gas and gas condensate well with an open bottom according to claim 1, characterized in that the elevator column in the zone of permafrost is made of insulated lift pipes.

3. The design of the gas and gas condensate well with an open bottom according to claim 1, characterized in that the estuarine shutoff valve is made with the possibility of control from the surface, for example, by means of hydraulics, and is placed in the composition of the lift column in the estuarine zone below permafrost with the lowest temperature.

4. The design of the gas and gas condensate well with an open bottom according to claim 1, characterized in that the estuarine shutoff valve according to claim 3 is placed in the landing nipple, additionally located as part of the elevator column in the estuary below the permafrost.

5. The design of the gas and gas condensate well with an open bottom according to claim 1, characterized in that the estuarine shutoff valve is made with the possibility of autonomous action, triggered by a differential pressure, and is placed in the landing nipple, additionally placed as part of the lift column in the estuary below permafrost rocks.