RU2386780C1

RU2386780C1 - Method of selective flow opening and fixation of complicated sections of borehole

Info

Publication number: RU2386780C1
Application number: RU2009103571/03A
Authority: RU
Inventors: Нигаматьян Хамитович Хамитьянов (RU); Нигаматьян Хамитович Хамитьянов; Фарит Фоатович Ахмадишин (RU); Фарит Фоатович Ахмадишин; Альберт Салаватович Ягафаров (RU); Альберт Салаватович Ягафаров; Сергей Леонидович Багнюк (RU); Сергей Леонидович Багнюк; Владимир Борисович Оснос (RU); Владимир Борисович Оснос
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2010-04-20

Abstract

FIELD: oil-and-gas production.

SUBSTANCE: it includes selective flow opening of section with application of washer fluid, reaming of hole, sectional descent of overlapping devices in the form of shaped tubes by opening of stratum with expansion of overlapping devices hermetic lapped in the direction top-down without constriction of internal diametre. Before opening of all interval of complicated sections it is implemented its analysis and it is defined safe length of development range, outfitted from the bottom by profile section with diametre at extension exceeding diametre of extension of the rest profiled sections. Top end of the first section of profile overlapping devise is installed higher than complicated section, and the bottom end of the last section - lower than particular section.

EFFECT: it extends functional capabilities of profiled overlapping device, it provides alignment of connected overlapping per one round-trip operation of sections of overlapping devices, increasing safety of opening of range ensured by selection of length selective flow opening, and also reduces loading at beading of connection ensured by specific implementation of profiled sections at the bottom end of overlapping sections.

3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к поинтервальному бурению и креплению осложненных участков ствола скважины.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to interval drilling and fastening of complicated sections of the wellbore.

Известен способ вскрытия осложненных по условиям бурения пластов при строительстве скважин (см. стр.26-28, Абдрахманов Г.С. и др. Изоляция зон поглощения стальными трубами без уменьшения диаметра скважин. - Нефтяное хозяйство, М.: Недра, 1982 г.), включающий поинтервальное вскрытие пласта с применением промывочной жидкости установленной плотности, расширение вскрытого интервала скважины, секционный спуск перекрывателей в виде профильных труб по мере вскрытия пласта с наращиванием их в направлении сверху вниз. Причем размещение в стволе секций профильных перекрывателей, соединенных между собой внахлест без сужения внутриколонного проходного канала, производят за счет плотной привальцовки мест соединений перекрывателей между собой.A known method of opening complicated by the conditions of drilling formations during the construction of wells (see p. 26-28, G. Abdrakhmanov and others. Isolation of absorption zones with steel pipes without reducing the diameter of the wells. - Oil industry, M .: Nedra, 1982 ), including interval opening of the formation with the use of washing fluid of the set density, expansion of the opened interval of the well, sectional descent of the shutoffs in the form of shaped pipes as the opening of the formation with increasing them from top to bottom. Moreover, the placement in the trunk of sections of profile overlappers, interconnected with each other without overlapping the narrowing of the annular passage channel, is done by tightly rolling the joints of the overlap with each other.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Способ вскрытия продуктивного пласта» (патент RU №2002035, Е21В 33/13, 7/20, опубл. Бюл. №39-40 от 30.10.1993 г.), включающий поинтервальное вскрытие пласта с применением промывочной жидкости установленной плотности, расширение скважины, секционный спуск перекрывателей в виде профильных труб по мере вскрытия пласта с наращиванием перекрывателей внахлест в направлении сверху вниз, при этом перекрыватели устанавливают с образованием кольцевого зазора со стенкой скважины, а после установки первого перекрывателя удельный вес промывочной жидкости снижают до получения давления гидростатического столба промывочной жидкости, соответствующего пластовому давлению на уровне нижнего конца первого перекрывателя, вскрытие пласта осуществляют до глубины, при которой давление гидростатического столба промывочной жидкости приблизится к критическому по давлению гидроразрыва пласта и продолжают вскрытие пласта с последующей его изоляцией секционными перекрывателями до получения разницы между пластовым давлением и давлением гидростатического столба промывочной жидкости в полости первого перекрывателя, а в пределах устойчивости этого перекрывателя смятию. Причем размещение в стволе скважины секций профильных перекрывателей, соединенных между собой внахлест без сужения внутриколонного проходного канала, производят за счет плотной привальцовки мест соединений перекрывателей между собой.The closest in technical essence and the achieved result is the “Method of opening the reservoir” (patent RU No.2002035, ЕВВ 33/13, 7/20, publ. Bull. No. 39-40 from 10.30.1993), including the interval opening of the reservoir using flushing fluid of established density, well expansion, sectional shutoff of shutoffs in the form of shaped tubes as the reservoir is opened with overlapping buildup overlapping from top to bottom, with shutoffs being installed with the formation of an annular gap with the borehole wall, and the last e installation of the first shutter, the specific gravity of the flushing fluid is reduced to obtain the hydrostatic column pressure of the flushing fluid corresponding to the reservoir pressure at the level of the lower end of the first shutter, opening the reservoir is carried out to a depth at which the pressure of the hydrostatic column of the flushing fluid approaches the critical fracture pressure and continuing to open formation followed by its isolation with sectional shutoffs until the difference between the formation pressure and yes the occurrence of a hydrostatic column of flushing fluid in the cavity of the first overlap, and crumple within the stability of this overlap. Moreover, the placement in the wellbore of sections of profile overlaps, interconnected without overlapping without narrowing the annular passage channel, is carried out by tightly rolling the joints of the overlap with each other.

Недостатком обоих способов является ограниченная область применения (только для вскрытия продуктивных пластов), не учитывается состояние (вероятность обрушения, величина каверн и т.п.) вскрываемого интервала и, как следствие, возникновение аварийных ситуаций (обвал породы, «прихват» инструмента и/или перекрывателей и т.п.), соединение профильных перекрывателей внахлест без сужения внутриколонного проходного канала производят за счет плотной привальцовки мест соединений секций перекрывателей между собой, что требует значительных усилий и затрат времени и не обеспечивает гарантированной соосности соединенных между собой секций перекрывателей, из-за чего происходит быстрый износ посадочного инструмента и сложность спуска оборудования через перекрыватели, как следствие из выше перечисленного высокие материальные затраты.The disadvantage of both methods is the limited scope (only for opening productive formations), the state (probability of collapse, size of caverns, etc.) of the opening interval and, as a result, emergency situations (rock collapse, “sticking” of the tool and / or overlappings, etc.), the overlap of profile overlappers without narrowing of the annular passage channel is carried out by tightly rolling the joints of the overlap sections to each other, which requires considerable effort и and time-consuming and does not ensure guaranteed alignment of interconnected sections of the overlappers, because of which there is a rapid wear of the landing tool and the difficulty of lowering the equipment through the overlappers, as a result of the above high material costs.

Технической задачей предлагаемого способа является расширение функциональных возможностей применения профильных перекрывателей за счет возможности использования их на любых осложненных участках скважины, обеспечение безаварийного вскрытия интервала за счет подбора длины поинтервального вскрытия, исходя из контроля за состоянием вскрываемого интервала, обеспечение соосности соединяемых внахлест секций перекрывателей и снижение нагрузки при развальцовке соединения за счет использования на нижнем конце секций перекрывателей профильных участков большего диаметра при расширении, чем остальные профильные участки секции.The technical task of the proposed method is to expand the functionality of the use of profile overlaps due to the possibility of using them in any complicated sections of the well, ensuring trouble-free opening of the interval by selecting the length of the interval opening, based on monitoring the state of the opening interval, ensuring alignment of overlapping sections of overlappings and reducing load when expanding the connection due to the use at the lower end of the sections of overlappers pro yl portions of larger diameter during expansion than the remaining portions of the profile section.

Техническая задача решается способом поинтервального вскрытия и крепления осложненных участков ствола скважины, включающим поинтервальное вскрытие участка с применением промывочной жидкости, расширение скважины, секционный спуск перекрывателей в виде профильных труб по мере вскрытия пласта с наращиванием перекрывателей герметично внахлест в направлении сверху вниз без сужения внутреннего диаметра.The technical problem is solved by the method of interval opening and fastening of complicated sections of the wellbore, including interval opening of the section using flushing fluid, expansion of the well, sectional shutoff of shutoffs in the form of shaped tubes as the reservoir is opened with the shutoffs expanding, overlapping hermetically overlapping in the direction from top to bottom without narrowing the inner diameter.

Новым является то, что перед вскрытием всего интервала осложненного участка производят его анализ и определяют оптимальную длину интервала вскрытия, исходя из чего подбирают длину секций профильных перекрывателей, оснащенных снизу профильным участком с диаметром при расширении, превосходящим диаметр расширения остальных профильных участков секции, причем верхний конец первой секции профильного перекрывателя устанавливают выше осложненного участка, а нижний конец последней секции - ниже данного участка.What is new is that before opening the entire interval of the complicated section, analyze it and determine the optimal length of the opening interval, based on which they select the length of sections of profile overlaps equipped with a profile section from below with a diameter when expanding that exceeds the expansion diameter of the remaining profile sections of the section, with the upper end the first section of the profile overlap is installed above the complicated section, and the lower end of the last section is below this section.

На Фиг.1 изображена верхняя часть секции профильного перекрывателя в транспортном положении с посадочным инструментом.Figure 1 shows the upper part of the section of the profile overlap in the transport position with the landing tool.

На Фиг.2 изображена нижняя часть секции профильного перекрывателя в транспортном положении с башмаком.Figure 2 shows the lower part of the section of the profile overlap in the transport position with the shoe.

На Фиг.3 изображена схема поинтервального крепления зоны осложнения секциями профильных перекрывателей.Figure 3 shows a diagram of the interval mounting of the zone of complication sections of the profile overlap.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

При бурении скважин (не показаны) по достижении осложненного участка (с интенсивно обрушивающейся породой, сильно поглощающего пласта или пласта с высоким водопроявлением) производят анализ выбуренной породы (плотность, пористость, проницаемость и т.п.), внутрипластового давления, определяют размеры осложненного участка, после чего определяют эмпирическим путем глубину безопасного (от осыпания и прихвата инструмента) поинтервального вскрытия этого участка с максимально возможным углублением забоя. Исходя из этих параметров, подготавливают секции 1 (Фиг.1 и 2) профильного перекрывателя необходимой длины, соответствующей длине интервала вскрытия с учетом соединения внахлест. Секции 1 изготавливают из профильных труб 2, жестко и герметично соединенных между собой, например, конической резьбой 3 (см. Фиг.2) и/или сваркой 4. Причем нижняя труба 5 снизу снабжена башмаком 6 с обратным клапаном 7, выше которого размещен профильный участок 8 длиной до трех метров с диаметром при расширении, превосходящим диаметр расширения остальных профильных участков 9. После вскрытия осложненного участка с максимально возможным углублением забоя (не показан) скважины на длину определенного интервала, место установки перекрывателя расширяют, например, расширителем (не показан). Затем в скважину спускают на колонне труб (не показаны) секцию 1 (см. Фиг.1) профильного перекрывателя с зафиксированным вверху посадочным инструментом 10, состоящим, например, из нижней 11 и верхней 12 вальцующих головок, верхняя 12 из которых выполнена с возможностью расширения под действием поршня 13 с клином 14, причем посадочный инструмент 10 сверху соединен с колонной труб. При спуске внутреннее пространство секции 1, посадочного инструмента 10 и колонны труб заполняется скважинной жидкостью через обратный клапан 7 (см. Фиг.2) башмака 6.When drilling wells (not shown), upon reaching a complicated section (with intensively collapsing rock, a highly absorbing layer or a layer with high water development), the drill bit is analyzed (density, porosity, permeability, etc.), the in-situ pressure, the dimensions of the complicated section are determined and then empirically determine the depth of safe (from shedding and sticking the tool) interval opening of this section with the maximum possible deepening of the face. Based on these parameters, sections 1 (Figs. 1 and 2) of the profile overlap of the required length corresponding to the length of the opening interval are prepared taking into account the overlap joint. Sections 1 are made of profile pipes 2, rigidly and tightly interconnected, for example, by a tapered thread 3 (see Figure 2) and / or by welding 4. Moreover, the lower pipe 5 is equipped with a shoe 6 with a check valve 7 below, above which a profile is placed section 8 up to three meters long with a diameter when expanding that exceeds the expansion diameter of the remaining profile sections 9. After opening the complicated section with the maximum possible deepening of the bottom hole (not shown) of the well for a certain interval length, the installation site of the overlap ryayut, e.g., expander (not shown). Then, section 1 (see Figure 1) of the profile blocker with the landing tool 10 fixed at the top, consisting, for example, of the lower 11 and upper 12 roll heads, the upper 12 of which is expandable, is lowered into the well on a pipe string (not shown) under the action of the piston 13 with the wedge 14, and the landing tool 10 is connected to the pipe string from above. During the descent, the inner space of section 1, the landing tool 10 and the pipe string is filled with well fluid through the check valve 7 (see Figure 2) of the shoe 6.

По достижении секции 1 вскрытого и расширенного интервала установки в колонне труб создают избыточное давление, которое передается благодаря закрытому обратному клапану 7 внутрь секции профильного перекрывателя, в результате профильные участки 8 (см. Фиг.2) и 9 выправляются, причем участок 8 на больший диаметр, чем участки 9 (примерно на две толщины стенки профильных труб). Участок 9 (см. Фиг.1) верхней трубы 2 секции 1 или его верхняя часть надежно фиксируется выше осложненного участка, исключая смещения секции 1 в интервале установки. После чего колонне труб с посадочным инструментом 10 придают одновременно поступательное вниз и вращательное движение с прокачкой жидкости через них, одновременно отсоединяя посадочный инструмент 10 от секции 1 и разгерметизируя верхнюю часть секции 1. При этом клин 14 под действием поршня 13 перемещается вниз, раздвигая ролики 15 верхней вальцующей головки 12. В результате предварительной развальцовки нижней вальцующей головкой 11 и окончательно верхней вальцующей головкой 12 профильные участки 9 и 8 и цилиндрические участки 16 (см. Фиг.2) секции 1 развальцовываются до диаметра, не сужающего внутренний диаметр самой скважины. По завершении развальцовки посадочный инструмент 10 (см. Фиг.1), снизу оснащенный фрезерной головкой 17, разрушает башмак 6 (см. Фиг.2).Upon reaching section 1 of the open and extended installation interval, excess pressure is created in the pipe string, which is transmitted due to the closed check valve 7 into the section of the profile overlap, as a result, profile sections 8 (see FIG. 2) and 9 are straightened, and section 8 has a larger diameter than sections 9 (approximately two wall thicknesses of profile pipes). Section 9 (see Figure 1) of the upper pipe 2 of section 1 or its upper part is securely fixed above the complicated section, excluding the displacement of section 1 in the installation interval. After that, the pipe string with the landing tool 10 is imparted simultaneously with downward and rotational motion with pumping fluid through them, while simultaneously disconnecting the landing tool 10 from section 1 and depressurizing the upper part of section 1. In this case, the wedge 14 moves downward by the action of the piston 13, spreading the rollers 15 the upper rolling head 12. As a result of preliminary expansion by the lower rolling head 11 and finally the upper rolling head 12, the profile sections 9 and 8 and the cylindrical sections 16 (see Figure 2) section 1 are expanded to a diameter that does not narrow the inner diameter of the well itself. At the end of the flaring, the landing tool 10 (see Figure 1), equipped with a milling head 17 from below, destroys the shoe 6 (see Figure 2).

По окончании развальцовки секции 1 посадочным инструментом 10 (см. Фиг.1) по всей длине прокачку жидкости через колонну труб и посадочный инструмент 10 прекращают, и поршень 13 с клином 14 под действием пружины 18 возвращаются в исходное положение вместе с роликами 15 верхней вальцующей головки 12. Поле чего посадочный инструмент 10 на колонне труб извлекается из скважины.At the end of the expansion of section 1, the planting tool 10 (see Figure 1) along the entire length of the fluid pumping through the pipe string and the planting tool 10 is stopped, and the piston 13 with the wedge 14 under the action of the spring 18 are returned to their original position together with the rollers 15 of the upper rolling head 12. The field of which landing tool 10 on the pipe string is removed from the well.

После чего скважину бурят до максимально возможного углубления забоя и расширяют пробуренный интервал, в который спускают аналогично предыдущей следующую секцию 1 профильного перекрывателя так, что верхняя его часть располагалась внутри расширенного профильного участка 8 (см. Фиг.2) предыдущей секции 1, а верхняя часть профильного участка 9 (см. Фиг.1) первой трубы 2 внутри развальцованного цилиндрического участка 16 (см. Фиг.2), где располагался башмак 6 предыдущей секции 1.After that, the well is drilled to the maximum possible deepening of the face and the drilled interval is expanded, into which the next section 1 of the profile overlap is lowered similarly to the previous one, so that its upper part is located inside the expanded profile section 8 (see Figure 2) of the previous section 1, and the upper part profile section 9 (see Figure 1) of the first pipe 2 inside a flared cylindrical section 16 (see Figure 2), where the shoe 6 of the previous section 1 was located.

Благодаря этому при расширении давлением профильных участков 8 и 9 верхняя часть профильного участка 9 (см. Фиг.1) первой трубы 2 надежно и соосно фиксируется от сдвига внутри развальцованного цилиндрического участка 16 (см. Фиг.2) предыдущей секции 1. Применение этой конструкции перекрывателя позволяет использовать данный способ на осложненных участках с интенсивно осыпающимися породами и безопасно (не боясь прихватов) вскрывать осложненные участки большой протяженности поинтервально.Due to this, when expanding the pressure of the profile sections 8 and 9, the upper part of the profile section 9 (see Figure 1) of the first pipe 2 is reliably and coaxially fixed from shear inside the flared cylindrical section 16 (see Figure 2) of the previous section 1. Application of this design the overlap allows you to use this method in complicated areas with intensively crumbling rocks and safely (without fear of sticking) to open complicated areas of long extent at intervals.

Все операции по установке данной секции 1 и последующих секций 1 выполняются аналогично установке первой секции 1. Причем верхняя часть секций 1 плотно и герметично с нижней привальцовывается посадочным инструментом 10 (см. Фиг.1) изнутри внахлест к расширенной части профильного участка 8 (см. Фиг.2) предыдущей секции 1 без сужения внутреннего диаметра скважины. Причем благодаря большему диаметру при расширении профильного участка 8 (см. Фиг.2) относительно других профильных участков 9 отсутствует необходимость дополнительных СПО для дополнительного образования «раструба», а усилие привальцовки и расширения данного соединения (на Фиг. не показано) значительно ниже, чем способом, когда нижний участок не имеет подобного расширения. При этом установка и соединение встык секций 1 данным способом происходит за одну спускоподъемную операцию каждой секции 1.All installation operations of this section 1 and subsequent sections 1 are performed similarly to the installation of the first section 1. Moreover, the upper part of the sections 1 is densely and hermetically sealed from the bottom by the landing tool 10 (see Figure 1) from the inside overlapping to the extended part of the profile section 8 (see Figure 2) of the previous section 1 without narrowing the inner diameter of the well. Moreover, due to the larger diameter when expanding the profile section 8 (see FIG. 2) with respect to other profile sections 9, there is no need for additional STR for additional formation of a “bell”, and the rolling and expansion force of this connection (not shown in FIG.) Is much lower than in a way where the lower portion does not have a similar expansion. In this case, the installation and end-to-end connection of sections 1 in this way occurs in one round-trip operation of each section 1.

При установке нижней секции 1 ее нижний участок надежно и герметично устанавливается ниже осложненного участка. В результате профильный перекрыватель своими секциями 1 полностью и герметично перекрывает осложненный участок скважины.When installing the lower section 1, its lower section is reliably and hermetically installed below the complicated section. As a result, the profile cutter with its sections 1 completely and hermetically closes the complicated section of the well.

При вскрытии новых осложненных участков при бурении скважины операции поинтервального вскрытия и крепления скважины повторяют до полного перекрытия этого участка. По завершению перекрытия осложненных участков скважину бурят до проектного забоя известным способом.When opening new complicated sections during drilling, the operations of interval opening and fixing of the well are repeated until this section is completely blocked. Upon completion of the overlap of the complicated sections, the well is drilled before the design face in a known manner.

Предлагаемый способ позволяет расширить функциональные возможности профильных перекрывателей за счет использования на любых осложненных участках скважины, в том числе с интенсивно обрушивающейся породой, обеспечить безопасное вскрытие интервала за счет подбора длины поинтервального вскрытия, исходя из состояния вскрываемого интервала, обеспечить соосность соединяемых внахлест за одну спускоподъемную операцию секций перекрывателей и снижение нагрузки при развальцовке соединения за счет использования на нижнем конце секций перекрывателей профильных участков большего диаметра при расширении, чем остальные профильные участки секции профильного перекрывателя.The proposed method allows you to expand the functionality of the profile overlap due to the use at any complicated sections of the well, including intensively collapsing rock, to ensure safe opening of the interval by selecting the length of the interval opening, based on the state of the opened interval, to ensure alignment of the overlapping joints for one tripping operation sections of overlappers and load reduction during flaring of the connection due to the use of cross sections at the lower end yvateley profile sections a larger diameter during expansion than the remaining portions of the profile section profile liner.

Claims

The method of interval opening and fastening of complicated sections of the wellbore, including interval opening of the section using flushing fluid, expansion of the well, sectional shutoff of shutoffs in the form of shaped tubes as the formation is opened with the buildup of shutoffs, hermetically overlapping in the direction from top to bottom without narrowing the inner diameter, characterized in that before opening the entire interval of the complicated section, analyze it and determine the safe length of the opening interval, based on which the length of the sections of the profile overlaps equipped with a profile section with a diameter lower than the expansion diameter of the remaining profile sections of the section, with the upper end of the first section of the profile overlap being set above the complicated section and the lower end of the last section set below this section, is selected.