RU2410517C2 - Drilling and completion of wells with small side shafts - Google Patents
Drilling and completion of wells with small side shafts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410517C2 RU2410517C2 RU2008132763/03A RU2008132763A RU2410517C2 RU 2410517 C2 RU2410517 C2 RU 2410517C2 RU 2008132763/03 A RU2008132763/03 A RU 2008132763/03A RU 2008132763 A RU2008132763 A RU 2008132763A RU 2410517 C2 RU2410517 C2 RU 2410517C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sidetracks
- drilling
- well
- main trunk
- rock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к области выполнения нефтяных и газовых скважин с использованием бурения боковых стволов малого диаметра из главной скважины.This invention relates to the field of oil and gas wells using the drilling of small diameter sidetracks from the main well.
Построение скважины обычно сталкивается с рядом известных проблем, которые влияют на добычу нефти из пробуренного пласта или, в крайнем случае, ставят под угрозу заканчивание скважины и перевод ее в продуктивную стадию.Well construction usually encounters a number of known problems that affect oil production from a drilled formation or, in extreme cases, endanger well completion and its transfer to a productive stage.
При бурении горизонтальных нефтеносных пластов важно проводить траекторию скважины на постоянном расстоянии от уровня грунтовых вод, который лежит ниже нефтеносного пласта. Если этого не удается достичь и траектория скважины варьирует по высоте, то нижние точки траектории или "долины" являются источником проблемы обводнения. В случае реализации необсаженной скважины или при однородной плотности перфорации возникает риск образования водяного конуса в самых нижних точках траектории. Даже в случае обсаженной скважины и без перфораций в области “долин” некоторые отрезки скважины теряют контакт с нефтеносным коллектором. В отдельных ситуациях пробуренный отрезок скважины может быть оставлен и оператор вынужден заниматься зарезкой бокового ствола для переноса горизонтальной скважины на нужную глубину.When drilling horizontal oil strata, it is important to draw a well path at a constant distance from the groundwater level, which lies below the oil stratum. If this cannot be achieved and the trajectory of the well varies in height, then the lower points of the trajectory or “valley” are the source of the watering problem. In the case of an open hole or with a uniform density of perforation, there is a risk of the formation of a water cone at the lowest points of the trajectory. Even in the case of a cased well and without perforations in the “valleys” region, some sections of the well lose contact with the oil reservoir. In some situations, the drilled section of the well can be left and the operator is forced to engage in sidetracking to transfer the horizontal well to the desired depth.
Похожая проблема возникает с «вершинной» частью траектории скважины, когда расстояние до газового пласта (над нефтеносным пластом) становится слишком низким. В этом случае начинается нежелательный выход газа в скважину, аналогично проблеме с просачиванием воды в нижние точки скважины, как указано выше.A similar problem arises with the “vertex” part of the well path when the distance to the gas reservoir (above the oil reservoir) becomes too low. In this case, an undesirable outflow of gas into the well begins, similar to the problem with water seeping into the lower points of the well, as indicated above.
В некоторых пробуренных скважинах сам процесс бурения создает нарушение эксплуатационных качеств пласта в призабойной зоне. Это проявляется как скин-эффект с естественным ограничением на добычу нефти. Для активации пор в матрице породы были предложены различные химические способы, которые могут восстановить нужную проницаемость, но такие подходы не всегда эффективны.In some drilled wells, the drilling process itself creates a violation of the reservoir’s performance in the near-wellbore zone. This manifests itself as a skin effect with a natural restriction on oil production. To activate pores in the rock matrix, various chemical methods have been proposed that can restore the desired permeability, but such approaches are not always effective.
Гравийные упаковки и фильтры часто используют для подавления выноса песка на стадии производства скважины. Но в горизонтальных скважинах размещение гравия может быть затруднительным, и к тому же это уменьшает проходное сечение в законченной скважине. Для вариантов заканчивания, совмещающих гравийные упаковки и гидроразрыв (технология “FracPACK”), возникают трудности с размещением упаковки, и, как правило, оператор не может контролировать направление коротких трещин.Gravel packs and filters are often used to suppress sand removal during well production. But in horizontal wells, the placement of gravel can be difficult, and also reduces the flow area in the completed well. For completion options combining gravel packs and hydraulic fracturing (“FracPACK” technology), difficulties arise in packing placement, and, as a rule, the operator cannot control the direction of short cracks.
В случае опасности разрушения коллектора из-за напряжений в породе (концентрация напряжений в призабойной зоне) единственно возможными решениями являются либо подбор буровой жидкости с нужной плотностью (с риском вызывать гидроразрыв других слоев, поскольку повышение плотности означает повышение гидростатического давления) или ликвидация этого отрезка скважины и начало нового бурения по другой траектории.In the case of the risk of collapse of the reservoir due to stresses in the rock (stress concentration in the near-wellbore zone), the only possible solutions are either to select drilling fluid with the desired density (with the risk of causing hydraulic fracturing of other layers, since an increase in density means an increase in hydrostatic pressure) or liquidation of this section of the well and the start of new drilling along a different trajectory.
Что касается потери буровой жидкости при бурении, то эту проблему обычно решают закачиванием специальной цементной суспензии в нижнюю часть скважины и выдавливанием части суспензии в пористую породу. Но результат такой операции не всегда достаточно глубокий, и когда бурение возобновляют через цементную пробку, то ствол скважины может снова войти в нетронутую породу, и это возобновит потери жидкости.As for the loss of drilling fluid during drilling, this problem is usually solved by pumping a special cement slurry into the lower part of the well and extruding part of the slurry into the porous rock. But the result of such an operation is not always deep enough, and when drilling is resumed through a cement plug, the wellbore may again enter intact rock, and this will resume fluid loss.
Проблема узкого интервала давления часто трудно разрешима: оператор бурения имеет ограниченные возможности в подборе плотности буровой жидкости или по выходу пластовой жидкости в ствол скважины. Для изоляции пласта часто необходимо установить обсадную трубу.The problem of a narrow pressure range is often difficult to solve: the drilling operator has limited possibilities in selecting the density of the drilling fluid or in the output of the formation fluid into the wellbore. To isolate the formation, it is often necessary to install a casing.
Цель данного изобретения состоит в разработке техники построения скважины, которая является альтернативой вышеописанным способам и потенциально может решить некоторые или все описанные проблемы.The purpose of this invention is to develop a well construction technique that is an alternative to the above methods and can potentially solve some or all of the problems described.
Изобретение основано на использовании боковых стволов, то есть вторичных скважин, которые пробуривают из основного ствола скважины. Ранее подобные боковые стволы использовали для решения различных задач, в частности для улучшения контакта с продуктивным пластом.The invention is based on the use of sidetracks, that is, secondary wells that are drilled from the main wellbore. Previously, similar sidetracks were used to solve various problems, in particular, to improve contact with the reservoir.
Один аспект данного изобретения раскрывает способ построения скважины, состоящий из этапов:One aspect of the present invention discloses a method for constructing a well, comprising the steps of:
- бурение основного ствола скважины от поверхности до одного из подземных пластов;- drilling the main wellbore from the surface to one of the underground formations;
- бурение нескольких боковых стволов от основного ствола в окружающие пласты;- drilling several sidetracks from the main trunk into the surrounding formations;
- при этом боковые стволы существенно короче и их диаметр меньше, чем у основного ствола;- while the side trunks are significantly shorter and their diameter is less than that of the main trunk;
- при этом каждый из боковых стволов отделен от соседних боковых стволов сравнительно небольшим расстоянием.- in this case, each of the side trunks is separated from neighboring side trunks by a relatively small distance.
Боковые стволы обычно распространяются на 5-30 метров от основного ствола и имеют диаметр в интервале 3,8-10 см.Lateral trunks usually extend 5-30 meters from the main trunk and have a diameter in the range of 3.8-10 cm.
Предпочтительно боковые стволы пробуривают в приосевой зоне на расстоянии несколько метров от основного ствола, причем более чем один боковой ствол зарезается из одного уровня от основной скважины.Preferably, the lateral shafts are drilled in the axial region at a distance of several meters from the main well, with more than one lateral well being cut from one level from the main well.
В одном варианте осуществления изобретения боковые стволы зарезаются по траекториям, которые отходят от основного ствола под углом менее чем 10°. В другом варианте боковые стволы отходят от основного ствола почти перпендикулярно.In one embodiment of the invention, the side trunks are cut along trajectories that extend from the main trunk at an angle of less than 10 °. In another embodiment, the side trunks extend almost perpendicularly from the main trunk.
В некоторых случаях предпочтительно зарезать боковые стволы по траекториям, лежащим вне плоскости главного ствола. Боковые стволы могут иметь S-образную форму или форму спирали, закрученной вокруг основного ствола.In some cases, it is preferable to kill the lateral trunks along trajectories lying outside the plane of the main trunk. Side trunks may have an S-shape or a spiral shape twisted around the main trunk.
Предпочтительным способом является бурение боковых стволов для преодоления зоны вокруг основного ствола, где свойства породы значительно изменены, например, в виде скин-эффекта или повреждение проницаемости породы при бурении: боковые стволы должны достичь области, где свойства породы остались неизменны и равны среднему по пласту.The preferred method is to drill the sidetracks to overcome the area around the main trunk where the rock properties are significantly changed, for example, as a skin effect or damage to the permeability of the rock when drilling: the sidetracks should reach an area where the rock properties remain unchanged and are equal to the average reservoir.
Боковые стволы могут заполнять загущенной жидкостью (после бурения) для предотвращения загрязнения боковых стволов из основного ствола. Этот способ также включает разрушение геля в боковых стволах, чтобы получить доступ к внутренней поверхности боковых стволов.Sidetracks can be filled with thickened fluid (after drilling) to prevent contamination of the sidetracks from the main barrel. This method also includes disrupting the gel in the lateral trunks to gain access to the inner surface of the lateral trunks.
Другим вариантом изобретения является заполнение гравием всего бокового ствола. Предпочтительно упаковка гравия размещается в зоне близко к основному стволу, чтобы избежать попадания гравия в основной ствол.Another embodiment of the invention is the gravel filling of the entire lateral trunk. Preferably, the gravel pack is placed in an area close to the main trunk to prevent gravel from entering the main trunk.
Каждый боковой ствол может быть заполнен загущенной жидкостью (гелем) или гравием сразу после бурения и прежде чем приступят в бурению другого бокового ствола, или заполнение проводят во время бурения следующего бокового ствола.Each sidetrack can be filled with a thickened fluid (gel) or gravel immediately after drilling and before embarking on the drilling of another sidetrack, or the filling is carried out while drilling the next sidetrack.
Основной ствол заканчивается в зоне размещения гравийного фильтра, или раздвижного фильтра, или посредством щелевого хвостовика или зацементированной обсадной трубы.The main shaft ends in the area where the gravel pack or sliding filter is placed, either through a slotted liner or cemented casing.
Согласно раскрытому изобретению способы могут также включать закачку в боковые стволы жидкости для обработки пласта для изменения свойств породы в призабойной зоне. Жидкость для обработки могут закачивать в пласт для модификации его проницаемости (ограничить приток волы или газа в скважину) или для стабилизации механических свойств на время бурения.According to the disclosed invention, the methods may also include injecting formation fluid into the sidetracks to change the rock properties in the bottomhole zone. Processing fluid can be pumped into the formation to modify its permeability (to limit the flow of oxen or gas into the well) or to stabilize the mechanical properties during drilling.
На Фиг.1 и 2 приведен упрощенный вид скважин, которые были пробурены согласно изобретению; на Фиг.3 и 4 приведены различные формы боковых скважин; на Фиг.5 показана обработка для улучшения контакта с пластом согласно одному из вариантов осуществления изобретения; на Фиг.6 показано заканчивание скважины согласно другому варианту осуществления изобретения; на Фиг.7-9 показано сооружение горизонтальной скважины согласно одному из вариантов осуществления изобретения; на Фиг.10 и 11 показан другой вариант сооружения горизонтальной скважины по данному изобретению; и на Фиг.12 и 13 показана обработка пласта во время бурения согласно изобретению.Figure 1 and 2 shows a simplified view of the wells that have been drilled according to the invention; 3 and 4 show various forms of side wells; 5 shows a treatment for improving contact with a formation according to one embodiment of the invention; 6 shows a well completion according to another embodiment of the invention; 7-9 show the construction of a horizontal well according to one embodiment of the invention; figure 10 and 11 shows another embodiment of the construction of a horizontal well according to this invention; and FIGS. 12 and 13 show the formation treatment during drilling according to the invention.
Данное изобретение основано на концепции совокупности боковых стволов малого диаметра, которые исходят от основной скважины или основных стволов. В данном изобретении также охарактеризованы способы обработки, которые можно проводить внутри малых боковых стволов или из них, чтобы сменить или адаптировать дебит основной скважины, модифицировать свойства пласта, пластовых флюидов, изменить пористость или проницаемость пласта. Боковые стволы обычно имеют длину от 5 до 30 м (в сравнении с большой протяженностью основного ствола, составляющей тысячи метров), при этом диаметр составляет от 1.5 до 4 дюймов (3,8-10 см) в сравнении с диаметром основного ствола, который обычно находится в пределах 20-40 см. Траектории боковых стволов могут идти почти параллельно основной скважине (с отклонением меньше 10°) или сильно отклонятся (перпендикулярно) от основной скважины. Расстояния между соседними отводами от главной скважины могут быть довольно короткими: расстояние между точками отвода по оси может быть равно нулю (то есть нарезка более чем одного бокового ствола на одной глубине) и боковые стволы уходят под различными азимутами. На один метр основной скважины можно пробурить несколько боковых (когда прочность породы не ограничивает). Боковые стволы могут быть S-образными или принимать форму спирали, закрученную вокруг оси основной скважины.The present invention is based on the concept of an aggregate of small diameter lateral shafts that originate from a main well or main shafts. The present invention also describes the processing methods that can be carried out inside or from small sidetracks to change or adapt the flow rate of the main well, modify the properties of the formation, formation fluids, and change the porosity or permeability of the formation. Side trunks typically have a length of 5 to 30 m (compared to a long main trunk of thousands of meters), with diameters of 1.5 to 4 inches (3.8-10 cm) compared to the diameter of the main trunk, which is usually is within 20-40 cm. The trajectories of the sidetracks can go almost parallel to the main well (with a deviation of less than 10 °) or deviate strongly (perpendicularly) from the main well. The distances between adjacent bends from the main well can be quite short: the distance between the bore points along the axis can be zero (that is, cutting more than one sidetrack at the same depth) and the sidetracks go under different azimuths. For one meter of the main well, several lateral wells can be drilled (when rock strength does not limit). Sidetracks can be S-shaped or take the form of a spiral twisted around the axis of the main well.
Новые способы обработки в рамках данного изобретения основаны на технике размещения взвеси или жидкости в боковых стволах или в матрице породы. В частности, может быть использовано:New processing methods within the framework of this invention are based on the technique of placing suspended matter or liquid in the sidetracks or in the rock matrix. In particular, can be used:
- заполнение боковых стволов загущенной жидкостью (гелем) для того, чтобы избежать загрязнения боковых стволов рабочими жидкостями из основного ствола в последующих операциях;- filling the side shafts with a thickened liquid (gel) in order to avoid contamination of the side shafts with working fluids from the main barrel in subsequent operations;
- заполнение боковых стволов гравием для борьбы с выносом песка. Когда операцию проводят для многих боковых скважин, то общий результат может обеспечить улучшение, превышающее результат, получаемый для обычной операции гидроразрыва, совмещенного с гравийной набивкой фильтра (“FracPACK”) или “борьба с пескопроявлением” в длинных горизонтальных каналах;- filling the sidetracks with gravel to combat the removal of sand. When the operation is carried out for many lateral wells, the overall result can provide an improvement in excess of the result obtained for a conventional hydraulic fracturing operation combined with gravel packing of the filter (“FracPACK”) or “sand control” in long horizontal channels;
- кислотная (химическая) обработка породы через боковые стволы для решения проблем бурения, например для управления потерями буровой жидкости, борьбы с выбросами и притоками, для укрепления породы и т.д.;- acid (chemical) treatment of the rock through the sidetracks to solve drilling problems, for example, to control the loss of drilling fluid, control emissions and tributaries, to strengthen the rock, etc .;
- кислотная (химическая) обработка породы для решения проблем с добычей флюида, таких как водные проявления в горизонтальных скважинах или восстановление контакта с коллектором на нужной глубине, особенно в верхних и нижних точках горизонтальной скважины;- acid (chemical) treatment of the rock to solve problems with fluid production, such as water manifestations in horizontal wells or restoration of contact with the reservoir at the desired depth, especially at the upper and lower points of the horizontal well;
- повышение продуктивности путем обхода скин-слоя и ограничений на депрессию в скважине и понижения риска фазового перехода в координатах PVT.- increase productivity by bypassing the skin layer and the restrictions on depression in the well and reducing the risk of phase transition in PVT coordinates.
На Фиг.1 и 2 приведено изображение основного ствола 10 с несколькими боковыми стволами 12, расположенными близко друг от друга. Во многих случаях для боковых стволов 12 применена традиционная искривленная траектория (см. Фиг.1) в виде "елочки" (если рассматривать в двух измерениях). В некоторых вариантах реализации возможно пробуривать боковые стволы 12 прямо от основного ствола 10, как показано на Фиг.2. Боковые стволы могут размещаться под различными углами к оси основной скважины.Figures 1 and 2 show an image of the
Для некоторых вариантов обработки пласта можно применять другие траектории, как показано на Фиг.3 и 4. На Фиг.3 показаны S-образные боковые стволы 12, которые улучшают контакт с коллектором, но они могут быть более “параллельными” основному стволу 10. Это может быть преимуществом, в частности, при обработке зон вблизи горизонтального основного ствола.For some reservoir treatment options, other paths can be used, as shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows S-
Вариант бокового ствола спиральной формы 12 приведен на Фиг.4 - такая геометрия может быть полезной для ассиметричной обработки породы вокруг основного ствола 10. Это может оказаться полезным при обработке призабойной зоны.A variant of the lateral barrel of a
Производительность скважины можно увеличить через повышение контактной поверхности коллектора. Более того, контакт может быть обеспечен на довольно большом расстоянии от ствола основной скважины, поэтому падение давления из-за концентрической картины течения будет ограниченным. Особенно это может оказаться полезным там, где присутствует высокий скин-эффект или где в пласту лежит тяжелая нефть. Фиг.5 иллюстрирует такое применение изобретения. В этом случае боковые стволы малого диаметра 12 зарезают из исходной скважины 10 на большом расстоянии в пласт 14, так что ствол проходит через поврежденный слой 16 вокруг основной скважины 10 с высокими характеристиками по падению давления и попадает в пласт 14, где проявляются подходящие (пластовые) свойства.Well productivity can be increased by increasing the contact surface of the reservoir. Moreover, contact can be provided at a fairly large distance from the main wellbore, so the pressure drop due to the concentric flow pattern will be limited. This can be especially useful where there is a high skin effect or where heavy oil lies in the reservoir. 5 illustrates such an application of the invention. In this case, the sidetracks of
Дебит скважины можно повысить путем создания боковых стволов малого диаметра в ситуации с горизонтальной скважиной, пробуренной для вскрытия коллектора, который образован линзами с изолирующей сланцевой прокладкой. Каждый малый боковой ствол может обеспечить контакт с несколькими линзами, что сильно повышает добычу.The well production can be increased by creating small diameter sidetracks in a situation with a horizontal well drilled to open the reservoir, which is formed by lenses with an insulating shale gasket. Each small sidetrack can provide contact with multiple lenses, which greatly increases production.
Дебет скважины можно повысить с использованием боковых стволов малого диаметра при добыче из высокотрещинного коллектора через единственную квазивертикальную скважину: боковые стволы можно направить практически перпендикулярно трещинам, что обеспечивает дополнительные пересечения.The debit of the well can be increased by using small diameter sidetracks during production from a highly fractured reservoir through a single quasi-vertical well: sidetracks can be directed almost perpendicular to the cracks, which provides additional intersections.
В одном из вариантов осуществления изобретения боковые стволы после бурения заполняют загущенной жидкостью (гелем). Заполненный гелем боковой ствол не будет подвержен загрязнению другими жидкостями, такими как буровая жидкость или цементная взвесь из основной скважины, и боковые стволы остаются чистыми для дальнейшего использования. Гель может быть помещен в боковую скважину в виде жидкой порции тем же инструментом, которым пробуривали боковую скважину и перед перемещением инструмента на следующую позицию. Например, можно пробурить основную скважину на заданную глубину; затем все боковые стволы малого диаметра пробуривают и заполняют гелем. Затем в основной скважине проводят обсадку и цементирование. А на конечном этапе можно выполнять перфорирование с высокой плотностью отверстий для подсоединения боковых стволов к основной скважине для лучшего стока из коллектора.In one embodiment, the sidetracks after drilling are filled with a thickened fluid (gel). The gel-filled sidetrack will not be contaminated with other fluids, such as drilling fluid or cement slurry from the main well, and the sidetracks will remain clean for future use. The gel can be placed in a side well in the form of a liquid portion with the same tool with which the side well was drilled and before moving the tool to the next position. For example, you can drill the main well at a given depth; then all the side trunks of small diameter are drilled and filled with gel. Then, casing and cementing are carried out in the main well. And at the final stage, it is possible to perform perforation with a high density of holes for connecting sidetracks to the main well for better drainage from the reservoir.
Разрушение геля означает очистку боковых стволов в нужное время. Можно применять и другие способы, такие как закачивание нужных разрушителей геля в боковые стволы, аналогично технологии разрушения жидкости гидроразрыва в трещинах.Destruction of the gel means cleaning the sidetracks at the right time. Other methods can be used, such as pumping the desired gel breakers into the sidetracks, similarly to fracture fracture fracture technology.
По еще одному варианту осуществления изобретения весь объем бокового ствола заполняют гравием, как это обычно делают при постановке гравийного фильтра. Но есть и различие относительно обычной операции установки гравийного фильтра, когда в центральной части скважины удерживают свободным от гравия объем с использованием сетки-экрана. Пластовый флюид входит в боковой ствол и затем перетекает в основную скважину через гравийную упаковку. Предпочтительно проницаемость такой упаковки близка к проппантной упаковке при гидроразрыве. Однако в данном случае гравий не испытывает нагрузок, возникающих при смыкании трещин. Это расширяет выбор подходящего материала для гравийной упаковки.In yet another embodiment, the entire volume of the sidetrack is filled with gravel, as is usually done with a gravel pack. But there is a difference with respect to the usual operation of installing a gravel filter, when in the central part of the well the volume is kept free from gravel using a screen mesh. Formation fluid enters the sidetrack and then flows into the main well through gravel packing. Preferably, the permeability of such a package is close to proppant packaging when fracking. However, in this case, gravel does not experience the stresses arising from the closure of cracks. This broadens the selection of suitable gravel packing material.
Основные требования к упаковке:Basic packaging requirements:
- она задерживает вынос песка из породы;- it delays the removal of sand from the rock;
- высокая проницаемость в осевом направлении;- high permeability in the axial direction;
- стабильность упаковки гравия в верхней части бокового ствола.- stability of gravel packing in the upper part of the sidetrack.
Предпочтительно использовать гравий для упаковки в боковом стволе в условиях, исключающих вынос гравия в основную скважину. Для достижения указанного результата верхнюю часть гравийной упаковки выполняют из гравия вместе с волокнами, грубыми фракциями гравия, кусками ткани, песком со смоляным покрытием и другими агентами для стабилизации упаковки. Такие меры необходимы только на последних метрах бокового ствола у места сочленения с основной скважиной.It is preferable to use gravel for packaging in the sidetrack under conditions that exclude the removal of gravel into the main well. To achieve this result, the upper part of the gravel pack is made of gravel together with fibers, coarse gravel fractions, pieces of cloth, resin coated sand and other agents to stabilize the pack. Such measures are necessary only on the last meters of the sidetrack at the junction with the main well.
В рамках разработанного способа можно уводить боковые стволы прямо от основной скважины (практически перпендикулярно), чтобы уменьшить перепад давления в коллекторе.In the framework of the developed method, sidetracks can be withdrawn directly from the main well (almost perpendicularly) to reduce the pressure drop in the reservoir.
Операцию создания упаковки можно выполнять, когда буровая система для проведения боковых стволов еще не убрана. Однако циркуляция небольшого объема взвеси на дно большой скважины для упаковки бокового ствола может быть затратной по времени (основная скважина глубокая). Поэтому вместо индивидуальной обработки каждого ствола рекомендовано выполнить заполнение всех боковых стволов в один этап. Для этого надо повторно входить в боковые стволы. Для повторного вхождения может быть использован подходящий инструмент (также как использование койлтюбинга в многоствольных скважинах). При упаковке боковых стволов гравийную взвесь медленно закачивают через верхушку трубы, а затем трубу медленно убирают. При этом необходима определенная координация между выводом трубы из малого бокового ствола и скоростью закачки взвеси (для полноты заполнения).The operation of creating packaging can be performed when the drilling system for holding sidetracks is not yet removed. However, the circulation of a small amount of suspension to the bottom of a large well for packing a sidetrack can be time-consuming (the main well is deep). Therefore, instead of the individual processing of each barrel, it is recommended that all side trunks be filled in one step. To do this, re-enter the side trunks. For re-entry, a suitable tool can be used (as well as the use of coiled tubing in multilateral wells). When packing the side trunks, the gravel slurry is slowly pumped through the top of the pipe, and then the pipe is slowly removed. In this case, a certain coordination is required between the withdrawal of the pipe from the small sidetrack and the rate of injection of the suspension (for completeness).
Продуктивный интервал в главной скважине можно защитить несколькими приемами, как описано ниже.The production interval in the main well can be protected in several ways, as described below.
Для этой цели могут быть использованы необсаженный гравийный фильтр или сетчатые экраны. Это соответствует ситуации техники заканчивания “FracPACK”. Это создает хороший ПП контакт для коллектора с низкой линейной скоростью добычи без повреждения упаковки.For this purpose, an uncased gravel pack or screen can be used. This matches the situation of the “FracPACK” completion technique. This creates a good PP contact for the collector with a low linear production rate without damaging the package.
В качестве другого варианта могут быть использованы раздвижные экраны, что создает более широкий канал для потока в скважине.As another option, sliding screens can be used, which creates a wider channel for flow in the well.
Фильтр (хвостовик) с щелевыми отверстиями может быть использован в комбинации с малыми боковыми стволами, как показано на Фиг.6 (с упаковкой). Фильтр 18 обеспечивает механическую устойчивость основной скважины 10, что необходимо при наличии слабо консолидированного пласта 20. В этом случае бывает необходимо обеспечить добычу только через боковые стволы малого диаметра 12. Если отдельно не позаботиться об этом, то часть дебита происходит через поверхность основной скважины 10, что потенциально повышает вынос песка и вносит дополнительные риски. Чтобы сохранить работоспособность основной скважины 10, проводят обработку призабойной зоны 22, направленную на стабилизацию пласта вблизи основной скважины 10. Эту обработку породы проводят сразу после бурения основной скважины (еще до бурения боковых стволов). Подходящую жидкость для обработки помещают в нужный интервал основной скважины 10. Жидкость поступает в пласт 22 по интервалу скважины, чтобы стабилизировать породу (повысить сопротивляемость к эрозии) или загерметизировать ее по очень малой глубине (например, 30 см), чтобы заблокировать выход продукции через песчаные поверхности ствола (дебит 24 будет через боковые стволы 12, которые обработаны вблизи места соединения 26 с основной скважиной 10, чтобы предотвратить вынос гравия).A filter (shank) with slotted holes can be used in combination with small side shafts, as shown in FIG. 6 (with packaging). The
Цементированная обсадная колонна в основной скважине. В этом случае, видимо, полезно бурить малый боковой ствол после установки обсадной колонны.Cemented casing in the main well. In this case, it is apparently useful to drill a small sidetrack after installing the casing.
Использование боковых стволов малого диаметра без гравийного фильтра может быть адекватным решением для добычи углеводородов, там где обычно наблюдается вынос песка. Возможно, есть необходимость создать упаковки в малых боковых стволах по следующим причинам:Using sidetracks of small diameter without a gravel pack may be an adequate solution for hydrocarbon production where sand removal is usually observed. Perhaps there is a need to create packages in small sidetracks for the following reasons:
- уменьшение депрессии в скважине благодаря увеличению контакта с пластом;- reduction of depression in the well due to increased contact with the reservoir;
- низкая скорость флюида вблизи боковых стволов малого диаметра; и/или- low fluid velocity near the sidetracks of small diameter; and / or
- высокая стабильность малых стволов из-за их малого диаметра. Обычно траектория горизонтальных скважинах не всегда совершенно горизонтальная и параллельна уровню грунтовых вод (который расположен ниже нефтеносной зоны). Для некоторых интервалов скважины это расстояние до уровня грунтовых вод особенно низкое. Образование конуса обводнения может быстро развиться в этих низких местах, особенно если речь идет об необсаженной скважине, или о заканчивании с помощью хвостовика с щелевыми отверстиями, или даже о случае плотной схемы перфорации обсаженной колонны.- high stability of small trunks due to their small diameter. Typically, the trajectory of horizontal wells is not always completely horizontal and parallel to the level of groundwater (which is located below the oil-bearing zone). For some well intervals, this distance to the groundwater level is particularly low. The formation of a watering cone can quickly develop in these low places, especially when it comes to an open hole, or to completion with a shank with slotted holes, or even the case of a tight pattern of perforation of a cased column.
Эту проблему решают путем применения боковых стволов малого диаметра, согласно изобретению, как показано на Фиг.7-9. Совокупность боковых стволов малого диаметра 112 пробуривают из основной скважины 110 в направлении уровня грунтовых вод 114. Химическую обработку породы проводят через боковые стволы малого диаметра 112 путем закачки герметизирующего материала в поры пласта. Целью такой закачки является создание непроницаемого диска 116 между уровнем водяного столба 114 и скважиной 110. Эти диски 116 образуют непроницаемый слой, который ограничивает переток воды в верхнем направлении.This problem is solved by the use of sidetracks of small diameter, according to the invention, as shown in Fig.7-9. A set of sidetracks of
Такие обработки скважины обычно проводят на ранних стадиях жизни скважины, например сразу после бурения, когда обнаружен факт близости грунтовых вод. Однако такая обработка может происходить и позднее, если дебит идет через необсаженную скважину.Such well treatments are usually carried out in the early stages of the well’s life, for example, immediately after drilling, when the fact of the proximity of groundwater has been discovered. However, such processing can occur later, if the flow goes through an open hole.
Для такого случая предпочтительно осуществлять боковые стволы с S-образной формой 118 - они обеспечивают лучшее размещение жидкости, как показано на Фиг.10 и 11.For such a case, it is preferable to carry out side trunks with an S-shape 118 - they provide better placement of the fluid, as shown in Figures 10 and 11.
В случае обсаженной скважины бурение боковых скважин несколько более сложное из-за необходимости проделать окно в обсадной трубе.In the case of a cased well, lateral well drilling is somewhat more complicated due to the need to make a window in the casing.
Способы, изложенные в изобретении, могут применятся для контроля над водопритоком через горизонтальные скважины. Например, основная (горизонтальная) скважина может быть пробурена через верх коллектора (или даже выше коллектора) и затем вниз пробурены несколько боковых стволов малого диаметра - для лучшего контакта с коллектором. Эти малые боковые стволы могут нести гравийный фильтр (по всему сечению), как показано выше. Упаковка в стволах содержит “обыкновенные частицы”, которые применяют при обычном гидроразрыве или в операциях гидроразрыва, совмещенного с гравийной набивкой фильтра (“FracPACK”), но также может содержать материалы, способные к набуханию при контакте с водой. Это означает, что длина отрезка ствола в контакте с водой (водный конус или уровень грунтовых вод) позволит производство воды только в ограниченный период. Затем набухающий материал блокирует проницаемость зоны стока в интервале с хорошим смачиванием. Это автоматически снижает приток воды в боковые стволы (и в основную скважину).The methods described in the invention can be used to control water inflow through horizontal wells. For example, the main (horizontal) well can be drilled through the top of the reservoir (or even above the reservoir) and then several sidetracks of small diameter are drilled down for better contact with the reservoir. These small sidetracks can carry a gravel pack (over the entire cross section) as shown above. The packaging in the trunks contains “ordinary particles” that are used in conventional hydraulic fracturing or in hydraulic fracturing operations combined with gravel packing of the filter (“FracPACK”), but may also contain materials capable of swelling in contact with water. This means that the length of the barrel in contact with water (water cone or groundwater level) will allow water production only for a limited period. Then the swellable material blocks the permeability of the drainage zone in the interval with good wetting. This automatically reduces the flow of water into the sidetracks (and into the main well).
Горизонтальная скважина может быть проложена близко к границе газовой шапки, которая расположена над нефтеносным слоем. Это создает риск попадания газа в скважину и снижения нефтяной отдачи скважины, поскольку газ может ограничить проходное сечение скважины, через которую происходит добыча жидкости. Более того, приток газа в главную скважину может вызвать резкое снижение давления в коллекторе и понизит естественный приток. По своему общему воздействию приток газа через верхние точки траектории скважины напоминает приток воды через нижние точки траектории, и поэтому похожие методы обработки применимы для ограничения газового конусообразования.A horizontal well may be laid close to the boundary of the gas cap, which is located above the oil layer. This creates the risk of gas entering the well and lowering the oil return of the well, since gas can limit the flow area of the well through which fluid is produced. Moreover, the inflow of gas into the main well can cause a sharp decrease in pressure in the reservoir and lower the natural inflow. In its overall effect, the gas inflow through the upper points of the well trajectory resembles the water inflow through the lower points of the trajectory, and therefore similar processing methods are applicable to limit gas cone formation.
Как показали реальные полевые ситуации, горизонтальные скважины могут иметь “долины”, которые слишком близко расположены к уровню грунтовых вод для хорошего соединения к нефтеносной части коллектора. Может оказаться полезным применить вышеописанные приемы (как показано на Фиг.11) локальным образом к долинам горизонтальной скважины, чтобы задержать образование конуса обводнения.As actual field situations have shown, horizontal wells may have “valleys” that are too close to the groundwater level for a good connection to the oil-bearing part of the reservoir. It may be useful to apply the above techniques (as shown in FIG. 11) locally to the valleys of a horizontal well in order to delay the formation of a watering cone.
По другому варианту осуществления изобретения боковые стволы малого диаметра пробуривают в верхнем направлении, чтобы обеспечить приток из более высокой зоны нефтеносного пласта.According to another embodiment of the invention, the sidetracks of small diameter are drilled in an upward direction to provide inflow from a higher zone of the oil reservoir.
Приемы, описанные в изобретении, могут быть испьзованы в решении и других проблем бурения. Примерный список проблем:The techniques described in the invention can be used to solve other drilling problems. Sample list of problems:
- высокая (общая) потеря бурового раствора (включая случай потери циркуляции бурового раствора), это может происходить при низком давлении пласта в сочетании с зонами высокой проницаемости или высокой трещиноватости;- high (total) loss of drilling fluid (including the case of loss of circulation of the drilling fluid), this can occur at low formation pressure in combination with zones of high permeability or high fracture;
- приток в ствол скважины из пластов с высоким давлением. В некоторых случаях, трудно поднять плотность бурового раствора, чтобы обеспечить равновесие в зонах высокого давления (без образования трещин в других пластах);- inflow into the wellbore from high pressure formations. In some cases, it is difficult to increase the density of the drilling fluid to ensure equilibrium in high pressure zones (without cracking in other formations);
- разрушение породы с неподходящими механическими свойствами.- rock destruction with inappropriate mechanical properties.
Породу можно разрушить под воздействием “растягивающей” нагрузки (известной как разрыв): обычный подход состоит в уменьшении плотности буровой жидкости, но это может привести к проблеме схлапывания ствола в случае, если окружное напряжение ствола скважины слишком высокое (что типично для горизонтальных скважин); другим вариантом подхода является подбор плотности буровой жидкости, но этот прием имеет ограничения по механическим свойствам других пластов.The rock can be destroyed under the influence of a “tensile” load (known as a fracture): the usual approach is to reduce the density of the drilling fluid, but this can lead to a problem of collapse of the bore if the circumferential stress of the borehole is too high (which is typical for horizontal wells); another approach is to select the density of the drilling fluid, but this technique has limitations on the mechanical properties of other formations.
Часто бывает трудно найти правильную плотность буровой жидкости, чтобы решить все проблемы с бурением и достичь эффективного и безопасного бурения. Конечным решением обычно является установка обсадной колонны для изоляции проблемного пласта. Однако эта операция очень затратная и телескопический эффект последовательных обсадных колонн делает затруднительной задачу получения отверстия нужного размер при вхождении в коллектор. В самом плохом варианте такую скважину ликвидируют из-за слишком маленького диаметра и слишком низкой производительности.It is often difficult to find the correct density of the drilling fluid to solve all drilling problems and achieve effective and safe drilling. The ultimate solution is usually to install a casing to isolate the problem formation. However, this operation is very costly and the telescopic effect of successive casing strings makes it difficult to obtain the hole of the right size when entering the reservoir. In the worst case scenario, such a well is liquidated due to too small diameter and too low productivity.
Данное изобретение позволяет работать с проблемами трудных пластов иным образом. Один из вариантов осуществления изобретения состоит в бурении боковых стволов малого диаметра 120 на небольшом расстоянии и от основной скважины 122 (см. Фиг.12 и 13). В этом варианте боковые стволы 120 только слегка отклоняются от основной скважины 122 (например, на 5°). Вместе с тем на одной глубине должно быть пробурено несколько боковых стволов под различными азимутами. Боковые стволы спиральной формы (как описано выше и проиллюстрировано Фиг.4) могут дать такой же положительный результат. Боковые стволы малого диаметра 120 используют для инжекции продуктов в пласт 124 для его герметизации и изменения прочности породы по сравнению с необработанной породой 126. Таким образом, проблемная порода 126 изолирована от обычной породы 128 и это позволяет продолжить бурение.This invention allows you to work with the problems of difficult formations in a different way. One of the embodiments of the invention consists in drilling sidetracks of
В породу пласта закачивают различные типы флюидов, подобранных для выполнения различных задач:Various types of fluids are selected into the formation rock, selected to perform various tasks:
- взвесь цемента мелкого помола (такие как SqueezeCrete компании Schlumberger) для того, чтобы закупорить поры и увеличить прочность породы;- suspension of finely ground cement (such as Schlumberger's SqueezeCrete) in order to clog pores and increase rock strength;
- полимеры, которые попадают в поры породы и затем затвердевают в порах (что останавливает поток и укрепляет породу); и- polymers that enter the pores of the rock and then harden in the pores (which stops the flow and strengthens the rock); and
- гели, которые блокируют поток через поры, а затем разрушаются по одному из известных механизмов, включая отложенную реакцию (такой подход может быть интересен, если требуется восстановить начальную пористость и проницаемость после окончания бурения).- gels that block the flow through the pores, and then are destroyed by one of the known mechanisms, including a delayed reaction (this approach may be interesting if it is necessary to restore the initial porosity and permeability after drilling).
Эти операции обычно выполняются после того, как был пробурен технически трудный пласт.These operations are usually performed after a technically difficult formation has been drilled.
Остальные изменения в рамках данного изобретения кажутся очевидными из приведенного описания.Other changes within the framework of this invention seem obvious from the above description.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132763/03A RU2410517C2 (en) | 2007-08-23 | 2007-08-23 | Drilling and completion of wells with small side shafts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132763/03A RU2410517C2 (en) | 2007-08-23 | 2007-08-23 | Drilling and completion of wells with small side shafts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008132763A RU2008132763A (en) | 2010-02-20 |
| RU2410517C2 true RU2410517C2 (en) | 2011-01-27 |
Family
ID=42126640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008132763/03A RU2410517C2 (en) | 2007-08-23 | 2007-08-23 | Drilling and completion of wells with small side shafts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2410517C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2526037C1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Development of fractured reservoirs |
| RU2526082C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Processing of fractured reservoir |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114622856B (en) * | 2020-12-14 | 2024-04-09 | 中国石油化工股份有限公司 | Horizontal well experimental device for pre-sand prevention burial |
-
2007
- 2007-08-23 RU RU2008132763/03A patent/RU2410517C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАЛИНИН А.Г. и др. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. Справочник. - М.: Недра, 1997, с.148-151, 156-159, рис.4.8, 4.9. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2526082C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Processing of fractured reservoir |
| RU2526037C1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Development of fractured reservoirs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008132763A (en) | 2010-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2696015C (en) | Well construction using small laterals | |
| CA1246438A (en) | Hydraulic fracturing and gravel packing method employing special sand control technique | |
| US5074360A (en) | Method for repoducing hydrocarbons from low-pressure reservoirs | |
| US5226749A (en) | Waste disposal in hydraulically fractured earth formations | |
| US6857476B2 (en) | Sand control screen assembly having an internal seal element and treatment method using the same | |
| US4842068A (en) | Process for selectively treating a subterranean formation using coiled tubing without affecting or being affected by the two adjacent zones | |
| US20190226282A1 (en) | Drilling and stimulation of subterranean formation | |
| US20180023375A1 (en) | Vertical drilling and fracturing methodology | |
| US20240271511A1 (en) | Non-fracturing Restimulation of Unconventional Hydrocarbon Containing Formations to Enhance Production | |
| US8490695B2 (en) | Method for drilling and fracture treating multiple wellbores | |
| US6135205A (en) | Apparatus for and method of hydraulic fracturing utilizing controlled azumith perforating | |
| RU2410517C2 (en) | Drilling and completion of wells with small side shafts | |
| McDaniel et al. | CT-deployed hydrajet perforating in horizontal completions provides new approaches to multistage hydraulic fracturing applications | |
| US20170247990A1 (en) | Method for drilling and fracture treating multiple wellbores | |
| East et al. | Packerless Multistage Fracture-Stimulation Method Using CT Perforating and Annular Path Pumping | |
| US5462118A (en) | Method for enhanced cleanup of horizontal wells | |
| US20140345869A1 (en) | Moving liner fracturing method | |
| McNeil et al. | Low-rate fracture treatment in the Bakken shale using state-of-the-art hybrid coiled-tubing system | |
| Jakobsen et al. | Pinpoint hydrajet fracturing in multilayered sandstone formation completed with slotted liners | |
| CA2820932A1 (en) | Method for recovering hydrocarbons from a subterranean reservoir | |
| Bhagavatula et al. | Enhanced Near Wellbore Acid Stimulation in Horizontal Open Hole Well Increased Influx from Tight Carbonate Formation in North Kuwait-Case Study. | |
| CN115807653A (en) | Method for establishing a fluid barrier in a formation surrounding an oil well structure | |
| CN113622889A (en) | Radial well volume fracturing method | |
| Salazar et al. | Cementing, Perforating and Fracturing Using Coiled Tubing: Rigless Completion Technique Developed for a Marginal Field in Peru |