RU2405917C1 - Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application - Google Patents

Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application Download PDF

Info

Publication number
RU2405917C1
RU2405917C1 RU2009111427/03A RU2009111427A RU2405917C1 RU 2405917 C1 RU2405917 C1 RU 2405917C1 RU 2009111427/03 A RU2009111427/03 A RU 2009111427/03A RU 2009111427 A RU2009111427 A RU 2009111427A RU 2405917 C1 RU2405917 C1 RU 2405917C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tunnel
well
underground
riser
oil
Prior art date
Application number
RU2009111427/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Юрьевич Юшков (RU)
Антон Юрьевич Юшков
Роман Юрьевич Кузнецов (RU)
Роман Юрьевич Кузнецов
Максим Николаевич Гагарин (RU)
Максим Николаевич Гагарин
Александр Владимирович Грабовский (RU)
Александр Владимирович Грабовский
Original Assignee
Антон Юрьевич Юшков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Антон Юрьевич Юшков filed Critical Антон Юрьевич Юшков
Priority to RU2009111427/03A priority Critical patent/RU2405917C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405917C1 publication Critical patent/RU2405917C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: system comprises underground tunnel, marine riser part sealed under ground and connected to tunnel, pipeline for transportation of products from well to shore, additional pipelines, also for provision of independent functioning of system. Tunnel is laid from shore under sea bottom towards the field. Wellhead is installed and equipped in tunnel with the possibility of further access and service at the tunnel side. With the help of tunneling equipment or by other method, underground tunnel is erected under sea bottom. Tunnel is connected to marine riser installed into sea bottom, inside of which the well is drilled. Lower part of string is removed in tunnel interval, underground wellhead is piped and connected to underground pipeline. Upper part of marine riser is removed for complete underground isolation of the system.
EFFECT: improved environmental safety of oil and gas production from marine fields.
15 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области освоения месторождений нефти и газа, залегающих под морским дном.The invention relates to the field of development of oil and gas deposits lying under the seabed.

Известен способ использования системы для морской добычи нефти и газа, включающий бурение и завершение первой скважины на первой секции устья, осуществление бурения, установки обсадных труб на второй секции устья скважины, спуск операционного модуля с продуктовым трубопроводом и соединение на второй секции устья скважины с последующим продолжением бурения и завершением второй скважины, добычу продукта из первой скважины через манифольд и операционный модуль на второй секции устья скважины с одновременным продолжением бурения второй скважины /RU 2191888 С2, МПК 7 Е21В 43/013, Е21В 33/05, В63Н 25/00, Е21В 7/128, опубл. 27.10.2002/.A known method of using the system for offshore oil and gas production, including drilling and completion of the first well in the first section of the wellhead, drilling, installing casing pipes in the second section of the wellhead, lowering the operating module with the product pipeline and connecting to the second section of the wellhead, followed by drilling and completion of the second well, production of the product from the first well through the manifold and the operating module in the second section of the wellhead while continuing to drill the second wells / RU 2191888 C2, IPC 7 Е21В 43/013, ЕВВ 33/05, В63Н 25/00, Е21В 7/128, publ. 10/27/2002 /.

Известен способ подводной разработки месторождений нефти и газа, включающий бурение скважины с плавучей буровой платформы, установку герметичной камеры, внутри которой расположена фонтанная арматура, соединение ее с береговыми объектами при помощи тоннеля, проложенного по дну моря /Яблоков К.В. и др. Поиски, разведка и эксплуатация месторождений полезных ископаемых морского дна. - М.: «Недра», 1975. - С.171-172).There is a method of underwater development of oil and gas fields, including drilling a well from a floating drilling platform, installing a sealed chamber, inside which there are fountain fittings, connecting it to shore facilities using a tunnel laid along the bottom of the sea / K. Yablokov. and other searches, exploration and exploitation of mineral deposits of the seabed. - M .: "Nedra", 1975. - S.171-172).

Известные способы освоения морской добычи нефти или газа для месторождений в условиях мелководных акваторий имеют недостатки, обусловленные неустойчивыми донными грунтами, течениями и сложной ледовой обстановкой (ледоходом), например, таких как Обская губа и Тазовская губа Карского моря. Традиционные решения по сооружению стационарных платформ и насыпных оснований предусматривает ледовую защиту, укрепление отсыпок скальными породами и т.д. Подводные системы добычи с размещением обвязки устьев скважин и системы сбора на дне моря также не вполне применимы из-за частого прохождения ледяных торосов, скребущих дно в период ледохода.Known methods for developing offshore oil or gas production for deposits in shallow water areas have disadvantages due to unstable bottom soils, currents and difficult ice conditions (ice drift), for example, such as the Gulf of Ob and the Taz Bay of the Kara Sea. Traditional solutions for the construction of stationary platforms and bulk bases include ice protection, strengthening rock fillings, etc. Underwater production systems with placement of wellhead harnesses and collection systems at the bottom of the sea are also not quite applicable due to the frequent passage of ice hummocks scraping the bottom during the ice drift.

Известна морская буровая установка, включающая устье скважины и нефтепромысловое оборудование, установленные в тоннеле под дном морским /RU 2001135365 А, МПК Е21В 7/128, опубл. 27.10.2002/. Устье скважины расположено в монолитном вертикальном стволе, выступающем над поверхностью моря на высоту, равную высоте максимальной штормовой волны. Плавучая платформа смонтирована на выступающей части ствола. На уровне устья скважины в стволе расположен выход в тоннель, в котором установлено оборудование и трубопровод для отвода добытой нефти на поверхность.Known offshore drilling rig, including the wellhead and oilfield equipment installed in the tunnel under the bottom of the sea / RU 2001135365 A, IPC EV 21/128, publ. 10/27/2002 /. The wellhead is located in a monolithic vertical trunk, protruding above the surface of the sea to a height equal to the height of the maximum storm wave. The floating platform is mounted on the protruding part of the trunk. At the level of the wellhead in the wellbore there is an exit to the tunnel, in which equipment and a pipeline are installed to divert the extracted oil to the surface.

Недостатком известной морской буровой установки является монолитный вертикальный ствол, выступающий над поверхностью моря, и ее неприменимость в качестве стационарной установки для добычи в условиях течений с прохождением массивных ледяных торосов.A disadvantage of the known offshore drilling rig is a monolithic vertical trunk protruding above the surface of the sea, and its inapplicability as a stationary installation for production in conditions of currents with the passage of massive ice hummocks.

Строительство и последующее функционирование известных способов наносит непоправимый ущерб окружающей среде, особенно в условиях пресноводных природных комплексов.The construction and subsequent operation of known methods causes irreparable damage to the environment, especially in freshwater natural complexes.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка способа и системы добычи нефти и газа на морском дне, предусматривающая безопасное проведение работ и дальнейшей эксплуатации.The task to which the claimed technical solution is directed is to develop a method and system for oil and gas production on the seabed, providing for the safe conduct of work and further operation.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении экологической безопасности добычи нефти и газа из морских месторождений.When carrying out the invention, the task is solved by achieving a technical result, which consists in improving the environmental safety of oil and gas production from offshore fields.

Указанный технический результат по объекту - устройство достигается тем, что шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа из морских месторождений или участков месторождений, залегающих под дном моря, содержит подземный тоннель (или сеть тоннелей), проложенный от берега под дном моря в направлении месторождения, скважину (или систему скважин), устье которой расположено и оборудовано в тоннеле с возможностью последующего доступа и обслуживания со стороны тоннеля, загерметизированную под дном часть водоотделяющей колонны, соединенной с тоннелем, через которую пробурена указанная скважина, при этом в тоннеле расположен трубопровод (или сеть трубопроводов), предназначенный для транспортировки продукции из скважины на берег.The specified technical result for the facility - the device is achieved by the fact that the mine-borehole system for oil and gas production from offshore fields or sections of fields lying under the sea bottom contains an underground tunnel (or a network of tunnels) laid from the coast under the sea bottom in the direction of the field , a well (or a system of wells), the mouth of which is located and equipped in the tunnel with the possibility of subsequent access and maintenance from the side of the tunnel, a part of the riser column sealed under the bottom, connected with a tunnel through which the indicated well was drilled, while in the tunnel there is a pipeline (or a network of pipelines) designed to transport products from the well to the shore.

Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа из морских месторождений может иметь следующие дополнительные признаки.A shaft-well system for producing oil and gas from offshore fields may have the following additional features.

Водоотделяющая колонна может дополнительно иметь спиралевидные направляющие на внешней стенке колонны для его эффективного и точного ввинчивания в дно моря.The riser may additionally have helical guides on the outer wall of the column for efficient and accurate screwing into the bottom of the sea.

Подземный тоннель (система тоннелей или шахт) может быть заполнен воздухом и иметь оборудование, обеспечивающее возможность безопасного нахождения людей в тоннеле.An underground tunnel (a system of tunnels or mines) can be filled with air and have equipment that allows people to be safely in the tunnel.

Подземный тоннель (система тоннелей или шахт) может иметь подземные галереи увеличенного размера (относительно диаметра тоннеля) в местах концентрации скважинного и другого оборудования.An underground tunnel (a system of tunnels or mines) may have underground galleries of an increased size (relative to the diameter of the tunnel) in places of concentration of downhole and other equipment.

Скважина (или система скважин), устье которой расположено и оборудовано в тоннеле с возможностью последующего доступа и обслуживания со стороны тоннеля, может иметь увеличенный диаметр, многоколонную конструкцию и несколько забоев в интервале продуктивного пласта.A well (or a system of wells), the mouth of which is located and equipped in the tunnel with the possibility of subsequent access and maintenance from the side of the tunnel, may have an increased diameter, a multi-column structure and several faces in the interval of the reservoir.

Скважины, устья которых расположены в тоннеле (галереях), могут быть сгруппированы в кусты из нескольких скважин с допустимыми технологическими зазорами между подземными устьями.Wells, the mouths of which are located in the tunnel (galleries), can be grouped into bushes from several wells with acceptable technological gaps between the underground mouths.

Трубопровод (или сеть трубопроводов), расположенный в тоннеле, может подразумевать несколько технологических линий трубопроводов, в том числе линии сбора и нагнетания, линии высокого и низкого давления, линии раздельного транспорта фаз и т.п.A pipeline (or network of pipelines) located in a tunnel may include several pipelines, including collection and injection lines, high and low pressure lines, separate phase transport lines, etc.

Подземный тоннель (система тоннелей или шахт) может быть использован для расположения таких коммуникаций как электрические кабели, системы вентиляции, линии связи и т.д., а также коммуникации, предназначенные для автономного функционирования.An underground tunnel (a system of tunnels or mines) can be used to arrange communications such as electrical cables, ventilation systems, communication lines, etc., as well as communications designed for autonomous functioning.

Указанный технический результат по объекту способ достигается тем, что способ использования шахтно-скважинной системы для добычи нефти и газа из морских месторождений или участков месторождений, залегающих под дном, включает сооружение подземного тоннеля (или сети тоннелей) под дном, установку водоотделяющей колонны с заглублением в дно, имеющей верхнюю - водоотделяющую и нижнюю - подземную части, соединение тоннеля с подземной частью водоотделяющей колонны, бурение скважины через водоотделяющую колонну, удаление после завершения бурения скважины нижней - подземной части водоотделяющей колонны в интервале тоннеля для получения доступа к подземному устью скважины и его обвязки, освоение скважины, удаление верхней - водоотделяющей части водоотделяющей колонны для полной подземной изоляции системы, подключение скважины к трубопроводу, проложенному в тоннеле, и передачу продукта из скважины по трубопроводу на берег.The specified technical result for the facility method is achieved by the fact that the method of using the mine-well system for oil and gas from offshore fields or sections of deposits lying under the bottom includes the construction of an underground tunnel (or network of tunnels) under the bottom, the installation of a riser with a deepening in the bottom having the upper - water separating and lower - underground parts, the connection of the tunnel with the underground part of the water separating column, drilling a well through the water separating column, removal after completion of the storm borehole of the lower - underground part of the riser in the tunnel interval to gain access to the underground wellhead and its strapping, development of the well, removal of the upper - water separator of the riser for complete underground isolation of the system, connect the well to the pipeline laid in the tunnel, and transfer the product from the well through the pipeline to the shore.

Способ использования шахтно-скважинной системы для добычи нефти и газа из морских месторождений может иметь следующие дополнительные признаки.The method of using the mine-well system for oil and gas production from offshore fields may have the following additional features.

Водоотделяющую колонну устанавливают ударно-вращательным или другим способом в дно с плавучей платформы, которая может иметь средства точного позиционирования и ориентации для обеспечения сквозного прохождения водоотделяющей колонны через ранее построенный тоннель.The riser is installed in a rotational shock or other way into the bottom from a floating platform, which may have precise positioning and orientation means to ensure through passage of the riser through a previously constructed tunnel.

Прокладку тоннеля производят с использованием средств точного позиционирования и ориентации для обеспечения его стыковки с водоотделяющей колонной, ранее установленной в дно с плавучей платформы и дополнительно выполнившей функции изучения геологического разреза.Tunneling is carried out using accurate positioning and orientation means to ensure its docking with a riser previously installed in the bottom from a floating platform and additionally performed the function of studying a geological section.

Опустошение внутритрубного пространства скважины осуществляют путем снижения уровня задавочной жидкости в скважине ниже уровня тоннеля за счет увеличения плотности задавочной жидкости без оказания противодавления на продуктивный пласт.The emptying of the in-annular space of the well is carried out by lowering the level of the filling fluid in the well below the level of the tunnel by increasing the density of the filling fluid without providing back pressure on the reservoir.

Освоение скважины (вызов притока) осуществляют с использованием вертикальной факельной линии, установленной на подземной устьевой обвязке скважины и заканчивающейся на плавучей платформе.Well development (inflow call) is carried out using a vertical flare line installed on the underground wellhead piping and ending on a floating platform.

Подземную часть водоотделяющей колонны, оставшуюся после бурения скважины, расположенную над устьем скважины, используют в качестве технологического стакана для проведения последующих спуско-подъемных операций при обслуживании скважины, для чего расширяют ее до большего диаметра.The underground part of the riser remaining after drilling the well, located above the wellhead, is used as a beaker for subsequent round-trip operations when servicing the well, for which it is expanded to a larger diameter.

Способ предусматривает возможность одновременной эксплуатации ранее пробуренных скважин и бурение последующих скважин.The method provides for the possibility of simultaneous operation of previously drilled wells and the drilling of subsequent wells.

Между заявляемым техническим результатом и существенными признаками изобретения существует следующая причинно-следственная связь. Все элементы шахтно-скважинной системы для добычи нефти и газа из морских месторождений при ее использовании полностью изолированы от природных комплексов акватории и дна и расположены на достаточной глубине под землей (дном), а именно подземный тоннель (или сеть тоннелей), проложенный от берега под дном моря в направлении месторождения; скважина (или система скважин), устье которой расположено и оборудовано в тоннеле с возможностью последующего доступа и обслуживания со стороны тоннеля; трубопровод (или сеть трубопроводов), расположенный в тоннеле для транспортировки продукции из скважины на берег; коммуникации и оборудование, расположенное в тоннеле, в том числе для обеспечения автономного функционирования системы. Водоотделяющая колонна соединяет плавучую платформу и тоннель, что обеспечивает полную экологическую безопасность проведения стандартных технологических операций по бурению скважины. При этом при применении (образовании) системы шахтно-скважинной добычи нефти и газа тоннель сооружается под дном моря без нанесения экологического ущерба природной среде. Технологические операции по удалению после завершения бурения скважины нижней части водоотделяющей колонны в интервале тоннеля для получения доступа к подземному устью скважины, его обвязки и подключения скважины к подземному трубопроводу, удалению верхней - водоотделяющей части водоотделяющей колонны, обеспечивают полную подземную изоляцию системы и ее последующую экологически безопасную эксплуатацию.Between the claimed technical result and the essential features of the invention there is the following causal relationship. All elements of a mine-well system for extracting oil and gas from offshore fields, when used, are completely isolated from natural complexes of the water area and the bottom and are located at a sufficient depth below the ground (bottom), namely an underground tunnel (or a network of tunnels) laid from the coast under bottom of the sea in the direction of the field; a well (or a system of wells), the mouth of which is located and equipped in the tunnel with the possibility of subsequent access and maintenance from the side of the tunnel; a pipeline (or a network of pipelines) located in the tunnel for transporting products from the well to the shore; communications and equipment located in the tunnel, including to ensure the autonomous functioning of the system. A water separating column connects the floating platform and the tunnel, which ensures complete environmental safety of standard technological operations for drilling a well. In this case, when applying (forming) a system of mine-borehole oil and gas production, a tunnel is built under the sea bottom without causing environmental damage to the environment. Technological operations to remove the bottom part of the riser column after completing drilling of the well in the interval of the tunnel to gain access to the underground wellhead, to tie it and connect the well to the underground pipeline, to remove the upper - water separating part of the riser column, ensure complete underground isolation of the system and its subsequent environmentally friendly operation.

Шахтно-скважинная система добычи нефти и газа из морских месторождений и способ ее использования (образования) поясняются чертежами, где на фиг.1 схематично изображена шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа из морских месторождений, на фиг.2-10 подробно рассмотрен способ использования (образования) шахтно-скважинной системы для добычи нефти и газа из морских месторождений.The well-borehole system for extracting oil and gas from offshore fields and the method of its use (formation) are illustrated by the drawings, in which Fig. 1 schematically shows a well-borehole system for extracting oil and gas from offshore fields, figure 2-10 describes in detail use (formation) of a mine-well system for oil and gas production from offshore fields.

На фиг.1 показано месторождение углеводородов 1 под дном моря (h1 - глубина моря 3-15 м); подземный тоннель (шахта) 2 (или сеть тоннелей), расположенный на значительном удалении от берега, проложенный на глубине h2 - 50-80 м под дном моря в направлении месторождения (глубина прокладки подземного тоннеля определяется устойчивостью и геологическим строением пород верхней части осадочного чехла, показана предполагаемая глубина прокладки); плавучая платформа 3; водоотделяющая колонна (райзер) 4, существенно (более 50-80 м) заглубленная в дно и проходящая сквозь тоннель 2; направляющая колонна, через которую осуществляют бурение скважины 5 через внутреннюю полость водоотделяющей колонны (райзера) 4, установленной на расстоянии L1 от берега; законченная бурением скважина 6, имеющая подземное устье 7 и обвязку, подключенная к трубопроводу 8, проложенному в тоннеле 2 для транспортировки продукции 9 из скважины 6 на берег; подземная часть 15 водоотделяющей колонны (райзера) 4.Figure 1 shows a hydrocarbon field 1 under the sea floor (h 1 - sea depth 3-15 m); underground tunnel (mine) 2 (or a network of tunnels) located at a considerable distance from the coast, laid at a depth of h 2 - 50-80 m below the sea bottom in the direction of the field (the depth of the underground tunnel is determined by the stability and geological structure of the rocks of the upper part of the sedimentary cover , the estimated laying depth is shown); floating platform 3; a riser column (riser) 4, substantially (more than 50-80 m) buried in the bottom and passing through tunnel 2; a guiding column through which the well 5 is drilled through the internal cavity of the riser 4 installed at a distance L 1 from the shore; a well 6 completed by drilling, having an underground mouth 7 and a piping connected to a pipeline 8 laid in a tunnel 2 for transporting products 9 from a well 6 to the shore; underground part 15 of the riser (riser) 4.

На фиг.2 показан процесс строительства подземного тоннеля 2 под дном моря. При его строительстве используются стандартные способы, в том числе горнопроходческая техника 10, которая может иметь средства точного позиционирования и ориентации. Глубина прокладки тоннеля 2 определяется устойчивостью и геологическим строением пород верхней части осадочного чехла, предполагаемая глубина прокладки 50-80 м под дном моря. В процессе прокладки тоннеля 2 его стенки герметизируются и укрепляются (в т.ч. бетонируются) также стандартными методами, возможно сооружение дренажной системы. Диаметр тоннеля 2 зависит от технологических возможностей оборудования и от предполагаемой пропускной способности тоннеля 2 (диаметры и количество трубопроводов, коммуникации и т.д.). Стандартный диаметр тоннеля - 5 м. Длина тоннеля 2 будет определяться технико-экономическими критериями, отклонением L2 забоя скважины от вертикали. Предполагаемая технологически возможная длина тоннеля 2 - несколько десятков километров.Figure 2 shows the construction process of the underground tunnel 2 under the sea floor. During its construction, standard methods are used, including a mining technique 10, which may have means of precise positioning and orientation. The depth of the tunnel 2 is determined by the stability and geological structure of the rocks of the upper part of the sedimentary cover, the estimated depth of the laying of 50-80 m under the sea bottom. In the process of laying the tunnel 2, its walls are sealed and strengthened (including concrete) also by standard methods, it is possible to construct a drainage system. The diameter of tunnel 2 depends on the technological capabilities of the equipment and on the estimated throughput of tunnel 2 (diameters and number of pipelines, communications, etc.). The standard diameter of the tunnel is 5 m. The length of tunnel 2 will be determined by technical and economic criteria, the deviation of L 2 from the bottom of the well from the vertical. The estimated technologically possible length of tunnel 2 is several tens of kilometers.

На фиг.3 показан процесс установки водоотделяющей колонны (райзера) 4, которая представляет собой полую трубу из высокопрочной стали стандартным диаметром 1-1.5 м. Водоотделяющуюся колонну (райзер) 4 устанавливают с плавучей платформы 3, которая может иметь средства точного позиционирования и ориентации. Особенностью способа является заглубление водоотделяющейся колонны (райзера) 4 в дно моря и его соединение с тоннелем 2. При этом образуются верхняя - водоотделяющая и нижняя - подземная части водоотделяющейся колонны (райзера) 4. Длина нижней - подземной части водоотделяющейся колонны (райзера) 4 может быть больше длины верхней - водоотделяющей части. Сквозное прохождение водоотделяющейся колонны (райзера) 4 через тоннель 2 может обеспечивать система позиционирования. Процесс установки водоотделяющейся колонны (райзера) 4 может осуществляться ударно-вращательным или другим способом, для чего водоотделяющаяся колонна (райзер) 4 может дополнительно иметь спиралевидные направляющие на внешней стенке колонны для его эффективного и точного ввинчивания в дно моря. При приближении нижней точки водоотделяющейся колонны (райзера) 4 к тоннелю 2 производят окончательное позиционирование и подготовку технологических окон для сквозного прохождения водоотделяющейся колонны (райзера) 4 через тоннель 2. Водоотделяющая колонна (райзер) 4 может также выполнять функции свайного основания для последующего закрепления плавучей платформы 3.Figure 3 shows the installation process of the riser 4 (riser) 4, which is a hollow pipe made of high strength steel with a standard diameter of 1-1.5 m. The riser 4 (riser) 4 is installed from a floating platform 3, which may have means for accurate positioning and orientation. A feature of the method is the deepening of the water separating column (riser) 4 into the bottom of the sea and its connection with the tunnel 2. This forms the upper - water separating and lower - underground parts of the water separating column (riser) 4. The length of the lower - underground part of the water separating column (riser) 4 can be greater than the length of the upper - water separating part. Through passage of the water separating column (riser) 4 through the tunnel 2 can provide a positioning system. The process of installing the water separating column (riser) 4 can be carried out by shock-rotational or other means, for which the water separating column (riser) 4 can additionally have spiral guides on the outer wall of the column for its efficient and accurate screwing into the bottom of the sea. When approaching the lower point of the riser 4 (riser) 4 to the tunnel 2, the final positioning and preparation of the process windows for the through passage of the riser 4 (riser) 4 through the tunnel 2 is performed. The riser 4 can also act as a pile foundation for subsequent fixing of the floating platform 3.

На фиг.4 показан процесс, аналогичный представленному на фиг.3. При этом нижняя - подземная часть водоотделяющейся колонны (райзера) 4 проходит через галерею 13 тоннеля 2.Figure 4 shows a process similar to that shown in figure 3. At the same time, the lower - the underground part of the water separating column (riser) 4 passes through the gallery 13 of tunnel 2.

На фиг.5 показан процесс сооружения системы «тоннель-водоотделяющаяся колонна», в котором прокладка тоннеля 2 производится с использованием средств точного позиционирования и ориентации для обеспечения его стыковки с водоотделяющейся колонной (райзером) 4, ранее установленной с плавучей платформы 3. Данный способ исключает возможные обвалы тоннеля 2 при выполнении операций, показанных на фиг.3-4. При этом водоотделяющаяся колонна (райзер) 4 может быть установлена заблаговременно и законсервирована путем отсоединения верхней - водоотделяющей части водоотделяющейся колонны (райзера) 4 и герметизацией нижней - подземной части водоотделяющейся колонны (райзера) 4 крышкой. В процессе заблаговременной установки водоотделяющейся колонны (райзера) 4 могут быть дополнительно решены задачи геологического изучения разреза в районе будущей прокладки тоннеля 2, для чего нижняя часть водоотделяющейся колонны (райзера) 4 должна быть оборудована необходимыми устройствами (не показаны).Figure 5 shows the construction process of the "tunnel-water separation column" system, in which the tunnel 2 is laid using accurate positioning and orientation means to ensure its connection with the water separation column (riser) 4, previously installed from the floating platform 3. This method eliminates possible collapse of the tunnel 2 when performing the operations shown in figure 3-4. At the same time, the water separating column (riser) 4 can be installed in advance and preserved by disconnecting the upper - water separating part of the water separating column (riser) 4 and sealing the lower - underground part of the water separating column (riser) 4 with a cover. In the process of installing the water separating column (riser) 4 in advance, the tasks of geological exploration of the section in the area of the future tunnel 2 can be additionally solved, for which the lower part of the water separating column (riser) 4 must be equipped with the necessary devices (not shown).

На фиг.6 и 6а показано рабочее состояние водоотделяющейся колонны (райзера) 4 для ее установки и бурения скважины, при этом верхняя - водоотделяющая часть 14 водоотделяющейся колонны (райзера) 4 и нижняя - подземная часть 15 водоотделяющейся колонны (райзера) 4 соединены друг с другом. Обе части водоотделяющейся колонны (райзера) 4 имеют фланцы, которые соединяются при помощи болтов 16 и имеют уплотнительные кольца 17.Figures 6 and 6a show the operating state of the riser 4 (riser) 4 for installing and drilling the well, with the upper riser 14 of the riser 4 and the lower underground portion 15 of the riser 4 connected to each other friend. Both parts of the riser 4 (riser) 4 have flanges that are connected using bolts 16 and have o-rings 17.

На фиг.6б-6г показан процесс отделения после завершения бурения скважины верхней - водоотделяющей части 14 водоотделяющейся колонны (райзера) 4 и герметизация нижней - подземной части 15 крышкой 19. Для этого откручиваются болты 16 и закручиваются винты-заглушки 18, затем устанавливается крышка 19 и прикручивается болтами 16, после чего верхняя - водоотделяющаяся часть 15 водоотделяющейся колонны (райзера) 4 может быть извлечена. Процесс может быть выполнен в обратном порядке, в случае повторного соединения верхней - водоотделяющей 14 и нижней - подземной 15 частей водоотделяющейся колонны (райзера) 4.Fig.6b-6g shows the process of separation after completion of the well drilling of the upper - water separating part 14 of the water separating column (riser) 4 and sealing the lower - underground part 15 with the cover 19. To do this, unscrew the bolts 16 and tighten the cap screws 18, then install the cover 19 and bolted by bolts 16, after which the upper - water separating part 15 of the water separating column (riser) 4 can be removed. The process can be performed in the reverse order, in the case of reconnecting the upper - water separating 14 and lower - underground 15 parts of the water separating column (riser) 4.

На фиг.7 схематично показан процесс бурения скважины 5. Для выполнения технологических операций по бурению скважины 5 внутри водоотделяющейся колонны (райзера) 4 устанавливают направляющую колонну 20. Далее в процессе строительства скважины 5 используют стандартные методы и материалы, необходимое технологическое оборудование, расположенное, например, на плавучей платформе 3.7 schematically shows the process of drilling a well 5. To perform technological operations for drilling a well 5, a guide column 20 is installed inside the riser 4 (riser) 4. Then, in the process of building the well 5, standard methods and materials are used, the necessary technological equipment located, for example , on a floating platform 3.

На фиг.8 показано состояние системы после завершения бурения и получения безопасного доступа к подземному устью 7 скважины 5. Для этого необходимо опустошить внутритрубное пространство скважины 5 путем снижения уровня задавочной жидкости 21 в скважине 5 ниже уровня тоннеля 2, например, за счет увеличения плотности задавочной жидкости 21 без оказания противодавления на продуктивный пласт. После этого удаляют часть 22 нижней - подземной части 15 водоотделяющейся колонны (райзера) 4 в интервале тоннеля 2, отрезают и поднимают на поверхность верхнюю часть направляющей колонны 20.On Fig shows the state of the system after drilling and obtaining safe access to the underground mouth 7 of the well 5. To do this, it is necessary to empty the in-pipe space of the well 5 by lowering the level of the filling fluid 21 in the well 5 below the level of the tunnel 2, for example, by increasing the density of the filling fluid 21 without backpressure on the reservoir. After that, part 22 of the lower - underground part 15 of the riser column (riser) 4 in the interval of the tunnel 2 is removed, the upper part of the guide column 20 is cut off and raised to the surface.

На фиг.9 показан процесс освоения скважины 5 (вызов притока) с использованием вертикальной факельной линии 23, установленной на подземной устьевой обвязке скважины 5 и заканчивающейся на плавучей платформе 3. Вызов притока и освоение скважины 5 осуществляют стандартными методами. В случае дополнительной интенсификации притока или ремонта скважины 5 работы могут быть проведены с плавучей платформы 3.Figure 9 shows the process of developing well 5 (inflow call) using a vertical flare line 23 installed on the underground wellhead piping of well 5 and ending on a floating platform 3. The inflow and development of well 5 are called by standard methods. In case of additional intensification of the inflow or repair of the well 5, work can be carried out from the floating platform 3.

На фиг.10 показан процесс завершающей подготовки скважины 5 после успешного освоения. На подземном устье 7 устанавливают остальное оборудование, которое может быть стандартным. В соответствии с операциями, ранее показанными на фиг.6б-6г, осуществляют процесс отделения верхней - водоотделяющей части 14 в интервале тоннеля 2 для получения доступа к подземному устью 7 скважины 5 и герметизацию нижней - подземной части 15 крышкой 19. Крышка 19 может быть расположена на глубине 3-5 м под дном моря. Для полной подземной изоляции системы и ее последующей экологически безопасной эксплуатации удаляют верхнюю часть 14 водоотделяющей колонны - райзера 4. В случае необходимости водоотделяющая часть 14 может быть установлена снова. Нижняя - подземная часть 15, оставшаяся после бурения скважины 5 и расположенная над устьем 7 скважины, может быть дополнительно расширена и использована в качестве технологического стакана для проведения последующих спуско-подъемных операций при обслуживании скважины.Figure 10 shows the process of final preparation of the well 5 after successful development. On the underground mouth 7 install the rest of the equipment, which can be standard. In accordance with the operations previously shown in Fig.6b-6d, the process of separating the upper - water separating part 14 in the interval of the tunnel 2 is carried out to gain access to the underground mouth 7 of the well 5 and sealing the lower - underground part 15 with the cover 19. The cover 19 may be located at a depth of 3-5 m below the bottom of the sea. For complete underground isolation of the system and its subsequent environmentally friendly operation, the upper part 14 of the riser column - riser 4 is removed. If necessary, the riser part 14 can be installed again. The lower - the underground part 15, remaining after drilling the well 5 and located above the wellhead 7, can be further expanded and used as a beaker for subsequent tripping and lifting operations when servicing the well.

По окончании работ через трубопровод 8, который может иметь несколько технологических линий (линии сбора и нагнетания, линии высокого и низкого давления, линии раздельного транспорта фаз и т.п.), продукция из скважины 6 подается на берег для ее дальнейшего транспортирования. При этом возможно одновременное осуществление процесса бурения следующей скважины описанным способом, причем скважина (или система скважин) может иметь увеличенный диаметр, многоколонную конструкцию и несколько забоев в интервале продуктивного пласта. Скважины могут быть сгруппированы в кусты из нескольких скважин с допустимыми технологическими зазорами между подземными устьями. В местах концентрации скважинного и другого оборудования подземный тоннель 2 (или сеть тоннелей) может иметь подземные галереи 13 увеличенного размера относительно диаметра тоннеля 2. Для безопасного нахождения людей в подземном тоннеле (или сети тоннелей), он может быть заполнен воздухом. В подземном тоннеле (или сети тоннелей) могут быть расположены электрические кабели, системы вентиляции, линии связи и т.д., а также коммуникации, предназначенные для автономного функционирования.Upon completion of work through pipeline 8, which may have several production lines (collection and injection lines, high and low pressure lines, separate phase transport lines, etc.), products from well 6 are fed ashore for further transportation. In this case, it is possible to simultaneously carry out the drilling of the next well in the described manner, moreover, the well (or system of wells) may have an increased diameter, a multi-column structure and several faces in the interval of the reservoir. Wells can be grouped into clusters from several wells with admissible technological gaps between underground mouths. In places of concentration of downhole and other equipment, underground tunnel 2 (or a network of tunnels) can have underground galleries 13 of an increased size relative to the diameter of tunnel 2. For people to be safely in the underground tunnel (or network of tunnels), it can be filled with air. In an underground tunnel (or tunnel network), electrical cables, ventilation systems, communication lines, etc., as well as communications intended for autonomous functioning, can be located.

Таким образом, заявляемая шахтно-скважинная система добычи нефти и газа и предлагаемый способ ее использования обеспечивает экологическую безопасность для окружающей среды, являются актуальными и перспективными для морских месторождений, так месторождений, расположенных недалеко от берега в акваториях и дельтах рек, в суровых климатических условиях.Thus, the claimed mine-borehole oil and gas production system and the proposed method for its use provides environmental safety for the environment, are relevant and promising for offshore fields, as well as deposits located offshore in water areas and river deltas, in severe climatic conditions.

Claims (15)

1. Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа из морских месторождений или участков месторождений, залегающих под дном моря, содержащая подземный тоннель (или сеть тоннелей), проложенный от берега под дном моря в направлении месторождения, скважину (или систему скважин), устье которой расположено и оборудовано в тоннеле с возможностью последующего доступа и обслуживания со стороны тоннеля, загерметизированную под землей часть водоотделяющей колонны, соединенной с тоннелем, через которую пробурена указанная скважина, при этом в тоннеле расположен трубопровод (или сеть трубопроводов), предназначенный для транспортировки продукции из скважины на берег.1. A well-borehole system for extracting oil and gas from offshore fields or sections of fields lying under the sea floor, containing an underground tunnel (or network of tunnels) laid from the coast under the sea bottom in the direction of the field, a well (or system of wells), the mouth which is located and equipped in the tunnel with the possibility of subsequent access and maintenance from the side of the tunnel, the underground part of the riser connected to the tunnel through which the indicated well is drilled, while being in tone the pipeline (or network of pipelines) is not located, designed to transport products from the well to the shore. 2. Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа по п.1, отличающаяся тем, что водоотделяющая колонна дополнительно имеет спиралевидные направляющие на внешней стенке колонны для ее эффективного и точного ввинчивания в дно моря.2. The well-borehole system for oil and gas production according to claim 1, characterized in that the water separating column additionally has helical guides on the outer wall of the column for its efficient and accurate screwing into the bottom of the sea. 3. Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа по п.1, отличающаяся тем, что подземный тоннель (система тоннелей или шахт) заполнен воздухом и имеет оборудование, обеспечивающее возможность безопасного нахождения людей в тоннеле.3. The mine-well system for oil and gas according to claim 1, characterized in that the underground tunnel (a system of tunnels or mines) is filled with air and has equipment that enables people to be safely in the tunnel. 4. Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа по п.1, отличающаяся тем, что подземный тоннель (система тоннелей или шахт) имеет подземные галереи увеличенного размера относительно диаметра тоннеля в местах концентрации скважинного и другого оборудования.4. The well-borehole system for oil and gas production according to claim 1, characterized in that the underground tunnel (a system of tunnels or mines) has underground galleries of increased size relative to the diameter of the tunnel at the concentration of the borehole and other equipment. 5. Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа по п.1, отличающаяся тем, что скважина (или система скважин), устье которой расположено и оборудовано в тоннеле с возможностью последующего доступа и обслуживания со стороны тоннеля, может иметь увеличенный диаметр, многоколонную конструкцию и несколько забоев в интервале продуктивного пласта.5. The well-borehole system for oil and gas production according to claim 1, characterized in that the well (or well system), the mouth of which is located and equipped in the tunnel with the possibility of subsequent access and maintenance from the side of the tunnel, can have an increased diameter, multi-column design and several faces in the interval of the reservoir. 6. Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа по п.1, отличающаяся тем, что скважины, устья которых расположены в тоннеле, сгруппированы в кусты из нескольких скважин с допустимыми технологическими зазорами между подземными устьями.6. The mine-well system for oil and gas according to claim 1, characterized in that the wells, the mouth of which is located in the tunnel, are grouped in clusters of several wells with permissible technological gaps between the underground mouths. 7. Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод (или сеть трубопроводов), расположенный в тоннеле, включает несколько технологических линий трубопроводов, например линии сбора и нагнетания, линии высокого и низкого давления, линии раздельного транспорта фаз.7. The mine-well system for oil and gas production according to claim 1, characterized in that the pipeline (or network of pipelines) located in the tunnel includes several pipelines, for example, collection and injection lines, high and low pressure lines, lines separate transport phases. 8. Шахтно-скважинная система для добычи нефти и газа по п.1, отличающаяся тем, что подземный тоннель (система тоннелей или шахт) использован для расположения таких коммуникаций как, например, электрические кабели, системы вентиляции, линии связи, а также коммуникации, предназначенные для автономного функционирования системы.8. The mine-well system for oil and gas according to claim 1, characterized in that the underground tunnel (a system of tunnels or mines) is used to arrange such communications as, for example, electric cables, ventilation systems, communication lines, as well as communications, designed for autonomous system operation. 9. Способ использования шахтно-скважинной системы для добычи нефти и газа из морских месторождений или участков месторождений, залегающих под дном, включающий сооружение подземного тоннеля (или сети тоннелей) под дном, установку водоотделяющей колонны с заглублением в дно, имеющей верхнюю - водоотделяющую и нижнюю - подземную части, соединение тоннеля с подземной частью водоотделяющей колонны, бурение скважины через водоотделяющую колонну, удаление после завершения бурения скважины нижней - подземной части водоотделяющей колонны в интервале тоннеля для получения доступа к подземному устью скважины и его обвязки, освоение скважины, удаление верхней - водоотделяющей части водоотделяющей колонны для полной подземной изоляции системы, подключение скважины к трубопроводу, проложенному в тоннеле, и передачу продукта из скважины по трубопроводу на берег.9. The method of using the mine-borehole system for oil and gas production from offshore fields or sections of deposits lying under the bottom, including the construction of an underground tunnel (or network of tunnels) under the bottom, the installation of a riser with a hole in the bottom, with an upper - water separating and lower - the underground part, the connection of the tunnel with the underground part of the riser, drilling a well through the riser, removing after completion of drilling the bottom - underground part of the riser in shaft tunnel to access subsurface wellhead and its piping, well completion, removal of the upper - side riser riser for complete subterranean insulation system, the connection to the well conduit, laid in the tunnel, and transferring the product from the well through a pipeline to shore. 10. Способ использования шахтно-скважинной системы по п.9, отличающийся тем, что водоотделяющую колонну устанавливают ударно-вращательным или другим способом в дно с плавучей платформы, которая имеет средства точного позиционирования и ориентации для обеспечения сквозного прохождения водоотделяющей колонны через ранее построенный тоннель.10. The method of using the mine-borehole system according to claim 9, characterized in that the riser is installed in a rotary shock or other way into the bottom of a floating platform that has precise positioning and orientation means to ensure through passage of the riser through a previously constructed tunnel. 11. Способ использования шахтно-скважинной системы по п.9, отличающийся тем, что прокладку тоннеля производят с использованием средств точного позиционирования и ориентации для обеспечения его стыковки с водоотделяющей колонной, ранее установленной в дно с плавучей платформы и дополнительно выполнившей функции изучения геологического разреза.11. The method of using the mine-borehole system according to claim 9, characterized in that the tunnel is laid using precise positioning and orientation means to ensure it is docked with the riser previously installed in the bottom from the floating platform and additionally performed the function of studying the geological section. 12. Способ использования шахтно-скважинной системы по п.9, отличающийся тем, что опустошение внутритрубного пространства скважины осуществляют путем снижения уровня задавочной жидкости в скважине ниже уровня тоннеля за счет увеличения плотности задавочной жидкости без оказания противодавления на продуктивный пласт.12. The method of using the mine-borehole system according to claim 9, characterized in that the devastation of the in-pipe space of the well is carried out by lowering the level of the filling fluid in the well below the level of the tunnel by increasing the density of the filling fluid without providing backpressure to the reservoir. 13. Способ использования шахтно-скважинной системы по п.9, отличающийся тем, что освоение скважины осуществляют с использованием вертикальной факельной линии, установленной на подземной устьевой обвязке скважины и заканчивающейся на плавучей платформе.13. The method of using the mine-borehole system according to claim 9, characterized in that the development of the well is carried out using a vertical flare line installed on the underground wellhead piping of the well and ending on a floating platform. 14. Способ использования шахтно-скважинной системы по п.9, отличающийся тем, что нижнюю - подземную часть водоотделяющей колонны, оставшуюся после бурения скважины, расположенную над устьем скважины, расширяют до большего диаметра и используют в качестве технологического стакана для проведения последующих спускоподъемных операций при обслуживании скважины.14. The method of using the mine-borehole system according to claim 9, characterized in that the lower - underground portion of the riser remaining after drilling the well, located above the wellhead, is expanded to a larger diameter and used as a beaker for subsequent tripping operations when well maintenance. 15. Способ использования шахтно-скважинной системы по п.9, отличающийся тем, что предусматривает возможность одновременной эксплуатации ранее пробуренных скважин и бурение последующих скважин. 15. The method of using the mine-borehole system according to claim 9, characterized in that it provides for the possibility of simultaneous operation of previously drilled wells and the drilling of subsequent wells.
RU2009111427/03A 2009-03-27 2009-03-27 Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application RU2405917C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009111427/03A RU2405917C1 (en) 2009-03-27 2009-03-27 Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009111427/03A RU2405917C1 (en) 2009-03-27 2009-03-27 Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405917C1 true RU2405917C1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46306478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009111427/03A RU2405917C1 (en) 2009-03-27 2009-03-27 Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405917C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536525C1 (en) * 2013-09-06 2014-12-27 Николай Александрович Саврасов System for subsea oil or gas field development
RU2593614C1 (en) * 2015-05-14 2016-08-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет управления" (ГУУ) Method for mining-well extraction scavenger oil and process equipment system therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536525C1 (en) * 2013-09-06 2014-12-27 Николай Александрович Саврасов System for subsea oil or gas field development
RU2593614C1 (en) * 2015-05-14 2016-08-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет управления" (ГУУ) Method for mining-well extraction scavenger oil and process equipment system therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531955C2 (en) Device and methods for formation and use of underground salt cavern
EP2013446B1 (en) Wellbore system
CN108643869A (en) A kind of sea-bottom shallow gas hydrates solid state fluidizing lasting exploit device and method
CN1252373C (en) Well managment System
US3391734A (en) Subsea production satellite
US20080017416A1 (en) Method of drilling from a shaft for underground recovery of hydrocarbons
CN103982163A (en) Single-well depressurizing mining system and method for marine gas hydrate
CA2609601A1 (en) Method for underground recovery of hydrocarbons
CN108625827B (en) Safe mining method for seabed shallow combustible ice
US20100243262A1 (en) Submarine Device
RU2405917C1 (en) Bore-well system of oil and gas production from offshore fields and method of system application
RU2295024C1 (en) Method for building wells with remote face
Dobson et al. Mining technology assists oil recovery from Wyoming field
JP6432916B1 (en) Methane hydrate mining method
WO1999060248A1 (en) Method of producing fluids from an underground reservoir
Juiniti et al. Campos Basin: Lessons learned and critical issues to be overcome in drilling and completion operations
CN108756827A (en) A kind of mining system and method for seabed combustible ice
CN115217446B (en) Resource exploitation method and device
RU2632085C2 (en) Method and system of funt well equipment installation
CN113863859B (en) Shallow natural gas hydrate drilling device, exploitation system and method
Valeriyivna et al. Galko Tetiana Mykolayivna
RU2448232C1 (en) Development method of arctic offshore field of hydrocarbons
Duguid et al. Drake F-76, In-Situ Abandonment of a High Arctic Offshore Completion and Facilities
Dyson Well Engineering
Baillie et al. Liuhua 11-1 Field Development: An Innovative Application of Technology

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110328

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150328