RU2724174C1 - Усовершенствованный способ и устройство для герметизированных соединений многоствольных скважин - Google Patents

Усовершенствованный способ и устройство для герметизированных соединений многоствольных скважин Download PDF

Info

Publication number
RU2724174C1
RU2724174C1 RU2019125651A RU2019125651A RU2724174C1 RU 2724174 C1 RU2724174 C1 RU 2724174C1 RU 2019125651 A RU2019125651 A RU 2019125651A RU 2019125651 A RU2019125651 A RU 2019125651A RU 2724174 C1 RU2724174 C1 RU 2724174C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
connecting assembly
wellbore
sealed
alloys
soluble
Prior art date
Application number
RU2019125651A
Other languages
English (en)
Inventor
Джон Хадсон ХЕЙЛС
Бретт Уэйд УИЛЬЯМС
Джозеф Джордж БЛЭКИ
Питер С. ДЖЕКСОН
Original Assignee
Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
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 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. filed Critical Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2724174C1 publication Critical patent/RU2724174C1/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0035Apparatus or methods for multilateral well technology, e.g. for the completion of or workover on wells with one or more lateral branches
    • E21B41/0042Apparatus or methods for multilateral well technology, e.g. for the completion of or workover on wells with one or more lateral branches characterised by sealing the junction between a lateral and a main bore
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/14Obtaining from a multiple-zone well
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/06Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/1208Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/134Bridging plugs
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/10Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/06Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/061Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к системе герметизированного соединения для соединения ствола скважины и к способу герметизирования соединения между соседними стволами скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности изоляции. Система герметизированного соединения для соединения ствола скважины содержит соединительный компоновочный узел, имеющий верхнюю и нижнюю части и расположенный в нем проточный канал. Нижняя часть имеет непроходной буртик, образующий конусную концевую часть. Система также содержит уплотняющий элемент, расположенный вокруг конусной концевой части и рядом с непроходным буртиком. Соединительный компоновочный узел состоит из растворимого материала. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[1] Скважинные системы многоствольных скважин хорошо известны в нефтегазовой промышленности. Обычно скважинная система многоствольной скважины содержит основной ствол скважины, образованный в пласте, и одну или более боковых или вторичных скважин, которые проходят от основного ствола скважины в соседний пласт. Скважинные системы многоствольных скважин обладают рядом преимуществ, в том числе, среди прочего, более высокими показателями добычи, что повышает рентабельность скважин с низкой добычей. Однако существует несколько проблем, с которыми сталкивается оператор при бурении многоствольных скважин. Одним из наиболее важных вопросов является соединение основного ствола скважины с вторичным стволом скважины или соединение вторичного ствола скважины с еще одним третичным стволом скважины. Без хорошего уплотнения между боковым и основным стволами скважины соединение является весьма проблематичным в том смысле, что оно может закрываться, частично закрываться или разрушаться, что может предотвращать или затруднять повторный вход, а также предотвращать вытекание добытого сырья из бокового ствола скважины. Кроме того, неправильно герметизированное соединение может помешать обеспечить эффективную изоляцию зоны, которая является важной составляющей операций по заканчиванию скважины, а неправильно герметизированное соединение имеет тенденцию к нежелательному проникновению в него песка из неуплотненного песчаника, окружающего ствол скважины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[2] На фиг. 1 проиллюстрирована система ствола скважины и растворимая система герметизированного скважинного соединения, как предусмотрено в данном документе.
[3] На фиг. 2 проиллюстрирован вариант реализации растворимого соединительного компоновочного узла растворимой системы герметизированного скважинного соединения.
[4] На фиг. 3 проиллюстрирован промежуточный основной ствол скважины, в котором установлена потайная обсадная колонна.
[5] На фиг. 4 проиллюстрирован промежуточный основной ствол скважины после цементирования в нем потайной обсадной колонны.
[6] На фиг. 5 проиллюстрирован промежуточный основной ствол скважины, содержащий скважинный отклонитель и расположенную в нем временную растворимую мостовую пробку.
[7] На фиг. 6 проиллюстрирован промежуточный основной ствол скважины, из которого осуществляется бурение вторичного ствола скважины и установка в нем потайной обсадной колонны.
[8] На фиг. 7 проиллюстрированы промежуточный основной и вторичный стволы скважины, в которых растворимый соединительный компоновочный узел расположен в основном стволе скважины и вторичном стволе скважины.
[9] На фиг. 8 проиллюстрированы промежуточные материнские и вторичные стволы скважин, показывающие изоляционную жидкость, расположенную в области соединения.
[10] На фиг. 9 проиллюстрирована изолированная зона соединения основного и вторичного стволов скважины после растворения соединительного компоновочного узла и удаления скважинного отклонителя.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[11] Данное изобретение в своих различных вариантах реализации изобретения предусматривает растворимую систему герметизированного соединения, которая может использоваться в усовершенствованном способе герметизации соединения многоствольной скважины. Система герметизированного соединения состоит из растворимого соединительного компоновочного узла, который может быть легко удален после проведения операции герметизации. Изолирующую жидкость закачивают в зону соединения через отверстие для жидкости в соединительном компоновочном узле. Соединительный компоновочный узел спроектирован и построен на основании примеров материалов, обсуждаемых в данном документе, для обеспечения соответствующего отклонения, что позволяет веществу протекать через соединительный компоновочный узел и вокруг соединительного компоновочного узла, тем самым герметизируя боковые стенки ствола скважины, что значительно снижает вероятность закрытия ствола скважины из-за разрушения. Используемый в данном документе и в формуле изобретения термин «растворять» и его грамматические варианты подразумевают как химическое растворение, так и физический распад, такой как выбуривание, фрезерование или измельчение упомянутого компонента.
[12] В графических материалах и описаниях, приведенных ниже, одинаковые части обычно обозначены соответственно в описании и графических материалах одинаковыми ссылочными позициями. Фигуры не обязательно представлены с соблюдением масштаба. Некоторые отличительные элементы данного изобретения могут быть изображены в преувеличенном масштабе или в определенной схематической форме, и некоторые детали обычных элементов могут быть не проиллюстрированы ради четкости и краткости изложения. Конкретные варианты реализации изобретения описаны подробно и проиллюстрированы в графических материалах; при этом следует понимать, что они служат примерами и что они не ограничивают изобретение только проиллюстрированными вариантами реализации изобретения. Кроме того, полностью признается, что различные идеи вариантов реализации изобретения, обсуждаемых ниже, могут использоваться отдельно или в любом подходящем сочетании для получения требуемых результатов.
[13] Если не указано иное, любое использование любых форм терминов «соединять», «входить в зацепление», «соединить», «присоединять» или любого другого термина, описывающего взаимодействие между элементами, не подразумевает ограничение взаимодействия прямым взаимодействием между элементами, а включает и косвенную связь или взаимодействие между описанными элементами. Используемая в данном описании и в формуле изобретения фраза «выполнен с возможностью» означает, что упомянутые элементы соединены либо прямо, либо косвенно таким образом, который позволяет выполнить указанную функцию. Эти термины также подразумевают необходимую(ые) физическую(ие) конструкцию(и), которая(ые) необходима(ы) для выполнения заявленной функции.
[14] В последующем обсуждении и в формуле изобретения термины «включающий» и «содержащий» используются в неограничивающей форме и, следовательно, должны истолковываться как означающие «включающий, но не ограниченный ими». Упоминание таких понятий, как «вверх» или «вниз», делается в целях общего специального расположения относительно упомянутых компонентов, причем термины «вверх», «верхний» или «вверх по стволу скважины» подразумевают направление к поверхности ствола скважины, а «вниз», «нижний», «по направлению вниз», «вниз по стволу скважины» или «ниже по потоку» подразумевают направление к самому концу скважины, так как инструмент будет размещаться внутри ствола скважины независимо от ориентации ствола скважины. Однако эти термины или фразы не требуют, чтобы инструмент был размещен в стволе скважины при определении значения формулы изобретения, если конкретно не указано иное, а используются для общего упоминания ориентации компонентов по отношению друг к другу, в которой они находились бы при размещении в стволе скважины. Используемый в данном документе и в формуле изобретения термин «ствол скважины» может быть стволом скважины любого типа, который связан как со стволами скважины, из которых производится добыча, так и со стволами скважины, из которых добыча не производится, включая разведочные стволы скважин или стволы скважин для закачки. Кроме того, ствол скважины не ограничивается нефтяными и газовыми скважинами, а включает стволы скважин других типов, используемые для добычи из геологической среды различных флюидов, независимо от вязкости.
[15] Различные характеристики, упомянутые выше, а также другие признаки и характеристики, описанные более подробно ниже, будут без труда понятны специалистам в данной области техники с помощью данного изобретения после ознакомления со следующим подробным описанием вариантов реализации изобретения и посредством ссылок на прилагаемые графические материалы.
[16] На фиг. 1 в общем проиллюстрирована система 100 ствола скважины, в которой растворимая система 105 герметизированного скважинного соединения расположена для герметизации соединения между основным стволом 110 скважины и вторичным стволом 115 скважины. Используемый в данном описании и в формуле изобретения термин «основной ствол скважины» подразумевает ствол скважины, из которого бурят отклоненный ствол скважины, и, таким образом, ствол скважины, в котором размещается скважинный отклонитель для отклонения бурового долота в требуемом боковом направлении. Используемый в данном описании и в формуле изобретения термин «вторичный ствол скважины» подразумевает отклоненный или боковой ствол скважины. Следует понимать, что в некоторых скважинных системах из вторичного ствола скважины также может быть пробурен третичный отклоненный или боковой ствол скважины, и в таких случаях вторичный ствол скважины будет основным стволом скважины. Основные и вторичные стволы 110, 115 скважины могут быть обсаженными или необсаженными стволами, которые обсажены потайными обсадными колоннами 110a, 115a, которые зацементированы на месте или иным образом изолированы механическими средствами, такими как необсаженный ствол, надувной или набухающий пакер.
[17] Растворимая система 105 герметизированного скважинного соединения содержит растворимый соединительный компоновочный узел 120, который может быть соединен с обычным растворимым пакером или цементной пробкой, в общем обозначаемой позицией 125. Пакер/цементная пробка 125 может быть изготовлена из обычных материалов, благодаря чему пакер/цементная пробка 125, которую будут бурить с помощью бурового долота, или в других вариантах реализации изобретения, может состоять из того же или аналогичного растворимого материала, из которого изготовлен соединительный компоновочный узел. В другом варианте реализации изобретения растворимая система 105 герметизированного скважинного соединения может содержать скважинный отклонитель 130, содержащий пакерный элемент 130a, который используют для установки на месте скважинного отклонителя 130. Обычно скважинный отклонитель 130 расположен выше, на или в потайной обсадной колонне 110a основного ствола 110 скважины и используется для отклонения бурового долота в требуемом направлении во время бурения вторичного ствола 115 скважины. Скважинный отклонитель 130 может иметь традиционную конструкцию или может быть растворимым, как обсуждалось в данном документе в отношении растворимой системы 105 герметизированного скважинного соединения. В одной конфигурации растворимая система 105 герметизированного скважинного соединения также может содержать временную, растворимую мостовую пробку 140, которая установлена внутри потайной обсадной колонны 110a в основном стволе 110 скважины для изоляции потайной обсадной колонны 110а.
[18] На фиг. 2 проиллюстрирована одна конфигурация варианта реализации растворимого соединительного компоновочного узла 120, который образует часть растворимой системы 105 герметизированного скважинного соединения. Следует отметить, что геометрическая конфигурация растворимой системы 105 герметизированного скважинного соединения может отличаться от проиллюстрированного варианта реализации изобретения, и ее конструкция будет зависеть от применения в забое скважины. В одном варианте реализации изобретения растворимый соединительный компоновочный узел 120 имеет верхнюю полую часть 210 и нижнюю часть 215. В нижней части 215 в проиллюстрированном варианте реализации изобретения расположен проточный канал 220. Однако в других вариантах реализации изобретения проточный канал 220 может быть расположен в верхней части 210. Нижняя часть 215 также содержит непроходной буртик 225, который определяет конусную концевую часть 230. Например, проточный канал 220 может иметь обычную конструкцию, например, это может быть переводник насосно-компрессорной колонны с проделанным в нем каналом, что позволяет потоку проходить из внутреннего диаметра через канал во внешний диаметр соединительного компоновочного узла 120, или в другом варианте реализации изобретения он может содержать обычный обратный клапан. «Непроходной» буртик представляет собой буртик, препятствующий дальнейшему перемещению одного компонента относительно другого компонента, с которым должен войти в зацепление непроходной буртик.
[19] Конусная концевая часть 230 используется для «введения силой» или вставки во вторичный ствол скважины. Полые части 210 и 215 позволяют закачивать изолирующую жидкость, такую как цемент, через верхнюю полую часть 210 и из соединительного компоновочного узла 120 через проточный канал 220 в окружающее кольцевое пространство скважины. Хотя цемент является обычной изолирующей жидкостью в нефтегазовой промышленности, другие известные составы изолирующих жидкостей включают, но не ограничиваются ими, цемент, смолу, эластомер, композиции цемента/смолы и цемента/эластомера, аэрированный цементный раствор или стандартный цемент, имеющий микро-гранулированные частицы, которые способны схватываться и отверждаться в забое скважины. Проточный канал 220 может быть зафиксирован в открытом положении или он может содержать механизм открывания и закрывания обычной конструкции, такой как обратный клапан, как упомянуто выше.
[20] Соединительный компоновочный узел 120 может быть отформован, включая литьевое формование, или фрезерован из материала, который содержит соединительный компоновочный узел 120. В одном варианте реализации изобретения соединительный компоновочный узел 120 состоит из верхней полой части 210, нижний конец которой соединен по меньшей мере с одной или более соединенными или выполненными как одно целое секциями 215a, 215b, которые образуют нижнюю часть 215 соединительного компоновочного узла 120. Соединения могут иметь обычную конструкцию, например, это могут быть резьбовые соединения 235, которые используются для соединения соединительного компоновочного узла 120 с пакером или цементной пробкой, как обсуждалось ранее. Как отмечено выше, одна или более секций 215a, 215b также могут быть полыми, что обеспечивает вариант реализации изобретения, в котором содержится меньше материала, который необходимо растворить после того, как соединение скважины будет надлежащим образом герметизировано. Однако в других вариантах реализации изобретения проточный канал 220 может быть расположено в верхней части 210, а нижние части 215a и 215 могут быть сплошными. В таких случаях верхняя полая часть 210 может быть гидравлически изолирована от нижних секций 215a, 215b, чтобы предотвратить проникновение изолирующей жидкости в нижние секции 215a, 215b.
[21] В другом варианте реализации изобретения соединительный компоновочный узел 120 может представлять собой единый, цельно образованный корпус. Например, соединительный компоновочный узел 120 может быть фрезерован или отформован с образованием единой полой детали или корпуса. В варианте реализации изобретения, в котором соединительный компоновочный узел выполнен из жесткого материала, соединительный компоновочный узел 120 может содержать одну или более наклонных поверхностей 240, 245, которые расположены под углом относительно центральной оси 250 соединительного компоновочного узла 120. Наклонная поверхность или наклонные поверхности 240, 245 дают соединительному компоновочному узлу 120 наклонную ориентацию, которая помогает направлять его во вторичный ствол скважины.
[22] Соединительный компоновочный узел 120 также содержит уплотнительный элемент 250, такой как резиновое уплотнительное кольцо или растворимый элемент, расположенный вокруг его конусной концевой части 230 рядом с непроходным буртиком 225. Уплотнительный элемент 250 действует в комбинации с непроходным буртиком 225, изолируя от отшлифованного отверстия потайной обсадной колонны во вторичном стволе скважины и предотвращая проникновение изолирующей жидкости в потайную обсадную колонну вторичного ствола скважины.
[23] Как отмечено выше, соединительный компоновочный узел 120 является растворимым. В одном варианте реализации изобретения соединительный компоновочный узел 120 состоит из известных металлов или металлических сплавов, которые предназначены для растворения или легкого разрушения путем бурения, фрезерования или измельчения. Однако, в отличие от скважинного отклонителя, соединительный компоновочный узел 120 не обязательно должен быть высокопрочным устройством, и, следовательно, материалы, из которых изготовлен соединительный компоновочный узел 120, не обязательно должны выдерживать интенсивные давления, составляющие много фунтов на квадратный дюйм (фунтов/кв. дюйм), которые необходимы для отклонения бурового долота от скважинного отклонителя. Это позволяет использовать в конструкциях более легкие материалы. Таким образом, в некоторых вариантах реализации изобретения соединительный компоновочный узел 120 может состоять из более тонких металлов, пластмасс и эпоксидных смол, каучука или других синтетических материалов и композиций, таких как стекловолокно, или комбинаций любого из них. Например, верхняя часть 210 может быть изготовлена из материала одного типа, а нижняя часть 220 может быть изготовлена из материала другого типа. Материалы, из которых изготовлен соединительный компоновочный узел 120, должны выдерживать только общие эксплуатационные условия и условия окружающей среды в стволе скважины, а также давления закачки, связанные с закачкой изолирующей жидкости в зону соединения ствола скважины.
[24] В одном варианте реализации изобретения соединительный компоновочный узел 120 состоит из кальция, алюминия, магния, висмута, индия, галлия, германия, селена или олова и может включать комбинации или сплавы этих металлов. В некоторых вариантах реализации изобретения металлический сплав может содержать сплавы кальция-магния (Ca-Mg), сплавы кальция-алюминия (Ca-Al), сплавы кальция-цинка (Ca-Zn), сплавы магния-лития (Mg-Li), сплавы алюминия-галлия (Al-Ga), сплавы алюминия-индия (Al-In), сплавы алюминия-галлия-индия (Al-Ga-In) или их комбинации. В таких вариантах реализации изобретения соединительный компоновочный узел 120 может, например, быть растворен с помощью хлористо-водородной кислоты, азотных кислот, серной кислоты или хлорида калия.
[25] В другом варианте реализации изобретения соединительный компоновочный узел 120 состоит из органического полимера, такого как полимерные композиции. Неограничивающие примеры таких полимерных композиций включают сшитые полимеры, такие как отвержденные эпоксидные смолы, термопласты или эластомеры, включая природные и синтетические каучуки или известные наноструктурированные материалы. В таких вариантах реализации изобретения соединительный компоновочный узел 120 может быть химическим образом растворен с помощью химического растворителя, неограничивающие примеры которого включают тетрагидрофуран (ТГФ), метилацетат (МА), изопропанол и метанол или любую их комбинацию. Можно также использовать известные кислоты, щелочи или хлориды.
[26] Геометрические размеры соединительного компоновочного узла 120 могут варьироваться в зависимости от параметров конструкции, но в одном варианте реализации изобретения трубчатый элемент 120 имеет длину около 6 м (20 футов), а верхняя часть 210 имеет ширину около 15,6 см (6 1/8 дюйма). Конусная концевая часть 230 выполнена с возможностью ввода в обсадную колонну или потайную обсадную колонну диаметром 11,4 см (4 1/2 дюйма) или ее полированное отверстие. Как упомянуто выше, поскольку соединительный компоновочный узел 120 не обязательно должен выдерживать экстремальные давления нагрузки, толщина боковых стенок соединительного компоновочного узла 120 может быть намного меньше, что снижает расход материалов и затраты на добычу.
[27] На фиг. 3 проиллюстрирован промежуточный ствол скважины, в котором может быть реализована растворимая система 105 герметизированного скважинного соединения. На этом этапе процесса бурят основной ствол 110 скважины, после чего ствол 110 скважины может быть обсажен или оставлен в качестве необсаженного ствола. Обычное подвесное устройство/центратор 305 потайной обсадной колонны размещается в основном стволе 110 скважины, а потайная обсадная колонна 110a подвешивается на подвесном устройстве 305 потайной обсадной колонны в основном стволе 110 скважины. Подвесное устройство 305 потайной обсадной колонны обеспечивает место крепления внутри основного ствола 110 скважины для потайной обсадной колонны 110a. Верхняя часть потайной обсадной колонны будет иметь достаточную геометрическую конфигурацию для размещения сопряженного узла уплотнения. Кроме того, верхняя часть потайной обсадной колонны может содержать или может не содержать храповые защелочные механизмы или механизмы защелочного типа.
[28] На фиг. 4 проиллюстрирован промежуточный основной ствол 110 скважины, в котором потайная обсадная колонна 110а зафиксирована на месте обычной отвержденной изолирующей жидкостью 405, такой как цемент, хотя могут использоваться и другие известные отверждающие материалы, как отмечено выше. После отверждения изолирующая жидкость предотвращает перемещение потайной обсадной колонны 110a и удерживает ее по центру относительно оси основного ствола скважины.
[29] На фиг. 5 проиллюстрирован промежуточный основной ствол 110 скважины, в котором установлен обычный скважинный отклонитель 130 и необязательная мостовая пробка 140 с помощью уплотнительного элемента 505 в основном стволе 110 скважины. К тому же, если необходимо, скважинный отклонитель 130 может быть растворимым. Скважинный отклонитель 130 расположен в основном стволе 110 скважины на соответствующей глубине. Отклоняющая поверхность скважинного отклонителя 130 ориентирована так, чтобы буровое долото отклонялось в требуемом направлении для образования вторичного ствола скважины. Скважинный отклонитель может быть спущен в ствол и установлен с помощью талевого каната или механически с помощью бурильной колонны.
[30] На фиг. 6 проиллюстрирован промежуточный основной ствол 110 скважины после обычного бурения вторичного ствола 115 скважины. Буровое долото отклоняется от скважинного отклонителя 130, который заставляет буровое долото измельчать обсадную колонну, если таковая имеется, или боковую стенку основного ствола 110 скважины в заданном направлении. Как только пройдено достаточное поперечное расстояние, потайную обсадную колонну 115а обычно вводят во вторичный ствол 115 скважины и подвешивают на подвесном устройстве 605, а также фиксируют на месте с помощью цемента 610. В этот момент, если скважинный отклонитель 130 не выполнен с возможностью растворения, его можно удалить и заменить растворимым скважинным отклонителем, который может быть удален химическим или механическим способом.
[31] На фиг. 7 проиллюстрирован промежуточный основной ствол 110 скважины и вторичный ствол 115 скважины после того, как вариант реализации соединительного компоновочного узла 120 расположен внутри основного ствола 110 скважины и вторичного ствола 115 скважины. Как проиллюстрировано, соединительный компоновочный узел 120 соединен с пакером 125 и установлен на месте с его помощью. Конусная концевая часть 230 принимается потайной обсадной колонной 115а, а уплотнительный элемент 250 герметизируется у конца потайной обсадной колонны 115а, или, если потайная обсадная колонна 115а отсутствует, уплотняется у полированного ствола.
[32] На фиг. 8 проиллюстрирован промежуточный основной ствол 110 скважины и вторичный ствол 115 скважины после закачки изолирующей жидкости 805 в кольцевое пространство скважины, окружающее соединительный компоновочный узел 120 и скважинный отклонитель 130. Изолирующая жидкость 805 циркулирует вниз по стволу скважины и выходит через проточный канал 220 соединительного компоновочного узла 120. Это заполняет пустоты вокруг скважинного отклонителя 130 и соединительного компоновочного узла 120, а также пласта. В качестве варианта, жидкость может быть подана в сжатом состоянии в пласт. В зависимости от типа развернутой системы и типа пласта, изолирующая жидкость 805 может быть размещена с помощью циркуляции/тампонирование скважины с заколонным пакером/беспакерного цементирования под давлением или с помощью другого способа, обычного для операций по добыче нефти. После отверждения изолирующая жидкость 805 герметизирует зону соединения.
[33] На фиг. 9 проиллюстрирована система 100 ствола скважины после того, как пакер 125 пробурен, соединительный компоновочный узел 120 растворен, скважинный отклонитель 130 удален или растворен, а необязательная мостовая пробка 140, если таковая имеется, также растворяется химически или механически, как определено выше. Удаление пакера 125 позволяет получить доступ к соединительному компоновочному узлу 120 с помощью бурового долота или каталитического раствора, в зависимости от развернутого варианта реализации изобретения, который растворяет соединительный компоновочный узел 120 и обеспечивает доступ к скважинному отклонителю 130 и его удаление. Как проиллюстрировано, отвержденная изолирующая жидкость 805 герметизирует соединение вторичного ствола 115 скважины, в то же время обеспечивая свободный доступ как к основному стволу 110 скважины, так и к вторичному стволу 115 скважины. В качестве необязательного этапа центратор долота можно использовать для «выгрузки» изолирующего материала и создания более свободного проходного канала как к основному, так и к вторичному стволу 110, 115 скважины.
[34] Варианты реализации изобретения в данном документе включают нижеследующее.
[35] Система герметизированного соединения для соединения ствола скважины, содержащая: соединительный компоновочный узел, имеющий верхнюю и нижнюю части и расположенный в нем проточный канал, причем нижняя часть имеет непроходной буртик, образующий конусную концевую часть; и уплотняющий элемент, расположенный вокруг конусной концевой части и рядом с непроходным буртиком, и при этом соединительный компоновочный узел состоит из растворимого материала.
[36] Другой вариант реализации изобретения относится к способу герметизации соединения между соседними стволами скважины, включающему в себя: размещение скважинного отклонителя в основном стволе скважины и использование скважинного отклонителя для размещения растворимого герметизированного соединения в потайной обсадной колонне во вторичном стволе скважины. Растворимое скважинное соединение соединено с пакерной компоновкой и содержит соединительный компоновочный узел, имеющий верхнюю и нижнюю части и проточный канал, расположенный в нем, причем нижняя часть имеет непроходной буртик, образующий конусную концевую часть; и уплотнительный элемент, расположенный вокруг конусной концевой части и рядом с непроходным буртиком, при этом соединительный компоновочный узел состоит из растворимого материала. Способ дополнительно включает в себя закачку изолирующей жидкости через проточный канал для герметизации области соединения, расположенной рядом с основным и вторичным стволами скважины, растворение пакерной компоновки и соединительного компоновочного узла и удаление скважинного отклонителя.
[37] Каждый из вышеприведенных вариантов реализации изобретения может содержать один или более из следующих дополнительных элементов, по отдельности или в комбинации, и ни приведенные в качестве примера варианты реализации изобретения, ни нижеследующие приведенные элементы не ограничивают данное изобретение, а предоставлены в качестве примеров различных вариантов реализации изобретения, охватываемых данным изобретением.
[38] Элемент 1: отличающийся тем, что проточный канал является фиксированным открытым каналом.
[39] Элемент 2: отличающийся тем, что соединительный компоновочный узел состоит из соединяемых секций, а полая верхняя часть соединена по меньшей мере с одной или более секциями, которые образуют нижнюю часть соединительного компоновочного узла.
[40] Элемент 3: отличающийся тем, что по меньшей мере одна или более секций являются полыми.
[41] Элемент 4: отличающийся тем, что трубчатый элемент представляет собой единый цельно образованный корпус.
[42] Элемент 5: отличающийся тем, что соединительный компоновочный узел состоит из металла или металлического сплава, эластомерного или резинового материала.
[43] Элемент 6: отличающийся тем, что металл содержит алюминий или магний.
[44] Элемент 7: отличающийся тем, что металлический сплав представляет собой сплавы кальция-магния (Ca-Mg), сплавы кальция-алюминия (Ca-Al), сплавы кальция-цинка (Ca-Zn), сплавы магния-лития (Mg-Li), сплавы алюминия-галлия (Al-Ga), сплавы алюминия-индия (Al-In), сплавы алюминия-галлия-индия (Al-Ga-In) или их комбинации.
[45] Элемент 8: отличающийся тем, что соединительный компоновочный узел состоит из органического полимера.
[46] Элемент 9: отличающийся тем, что органический полимер представляет собой полимерную композицию.
[47] Элемент 10: отличающийся тем, что полимерный материал представляет собой сшитый полимер, термопласт или эластомер.
[48] Элемент 11: отличающийся тем, что соединительный компоновочный узел состоит из эпоксида или наноструктурированного материала.
[49] Элемент 12: отличающийся тем, что нижняя часть содержит наклонные секции.
[50] Элемент 13: отличающийся тем, что соединительный компоновочный узел соединен с поддающимся бурению пакером или поддающейся бурению цементной пробкой.
[51] Элемент 14: отличающийся тем, что растворение включает в себя химическое растворение соединительного компоновочного узла или механическое разрушение соединительного компоновочного узла.
[52] Элемент 15: отличающийся тем, что растворение включает в себя воздействие на соединительный компоновочный узел раствора с катализатором, который вступает в реакцию с композицией в соединительном компоновочном узле, что растворяет соединительный компоновочный узел, при этом раствор с катализатором представляет собой хлористо-водородную кислоту, азотные кислоты, серную кислоту, хлорид калия, тетрагидрофуран (ТГФ), метилацетат (МА), изопропанол и метанол или любую их комбинацию.
[53] Элемент 16: отличающийся тем, что механическое разрушение включает выбуривание соединительного компоновочного узла.
[54] Элемент 17: дополнительно включающий удаление скважинного отклонителя из основного ствола скважины.
[55]Элемент 18: дополнительно включающий удаление скважинного отклонителя путем химического растворения, механического разрушения или физического удаления скважинного отклонителя из основного ствола скважины.

Claims (24)

1. Система герметизированного соединения для соединения ствола скважины, содержащая:
соединительный компоновочный узел, имеющий верхнюю и нижнюю части и расположенный в нем проточный канал, причем нижняя часть имеет непроходной буртик, образующий конусную концевую часть; и
уплотняющий элемент, расположенный вокруг конусной концевой части и рядом с непроходным буртиком, и при этом соединительный компоновочный узел состоит из растворимого материала.
2. Система герметизированного соединения по п. 1, отличающаяся тем, что проточный канал представляет собой фиксированный открытый канал.
3. Система герметизированного соединения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что соединительный компоновочный узел состоит из соединяемых секций, а полая верхняя часть соединена по меньшей мере с одной или более секциями, которые образуют нижнюю часть соединительного компоновочного узла.
4. Система герметизированного соединения по пп. 1, 2 или 3, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна или более секций являются полыми.
5. Система герметизированного соединения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что трубчатый элемент представляет собой единый цельно образованный корпус.
6. Система герметизированного соединения по пп. 1, 2, 3, 4 или 5, отличающаяся тем, что соединительный компоновочный узел состоит из металла или металлического сплава, эластомерного или резинового материала, или при этом металл содержит алюминий или магний, или при этом металлический сплав представляет собой сплавы кальция-магния (Ca-Mg), сплавы кальция-алюминия (Ca-Al), сплавы кальция-цинка (Ca-Zn), сплавы магния-лития (Mg-Li), сплавы алюминия-галлия (Al-Ga), сплавы алюминия-индия (Al-In), сплавы алюминия-галлия-индия (Al-Ga-In) или их комбинации.
7. Система герметизированного соединения по пп. 1, 2, 3, 4 или 5, отличающаяся тем, что соединительный компоновочный узел состоит из органического полимера, или при этом органический полимер представляет собой полимерную композицию, или при этом полимерный материал представляет собой сшитый полимер, термопласт или эластомер.
8. Система герметизированного соединения по пп. 1, 2, 3, 4 или 5, отличающаяся тем, что соединительный компоновочный узел состоит из эпоксида или наноструктурированного материала.
9. Система герметизированного соединения по пп. 1, 2, 3, 4 или 5, отличающаяся тем, что нижняя часть содержит наклонные секции, или при этом соединительный компоновочный узел соединен с подлежащим бурению пакером или подлежащей бурению цементной пробкой.
10. Способ герметизирования соединения между соседними стволами скважины, включающий:
размещение скважинного отклонителя в основном стволе скважины и
использование скважинного отклонителя для размещения растворимого герметизированного соединения в потайной обсадной колонне во вторичном стволе скважины, причем растворимое соединение скважины соединяется с пакерной компоновкой и содержит:
соединительный компоновочный узел, имеющий верхнюю и нижнюю части и проточный канал, расположенный в нем, причем нижняя часть содержит непроходной буртик, образующий конусную концевую часть; и
уплотнительный элемент, расположенный вокруг конусной концевой части и рядом с непроходным буртиком, и при этом соединительный компоновочный узел состоит из растворимого материала;
закачку изолирующей жидкости через проточный канал для герметизации области соединения, расположенной рядом с основным и вторичным стволами скважины;
растворение пакерной компоновки и соединительного компоновочного узла и
удаление скважинного отклонителя.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что растворение включает химическое растворение соединительного компоновочного узла или механическое разрушение соединительного компоновочного узла.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что растворение включает в себя воздействие на соединительный компоновочный узел раствора с катализатором, который вступает в реакцию с композицией в соединительном компоновочном узле, что растворяет соединительный компоновочный узел, при этом раствор с катализатором представляет собой хлористоводородную кислоту, азотные кислоты, серную кислоту, хлорид калия, тетрагидрофуран (ТГФ), метилацетат (МА), изопропанол и метанол или любые их комбинации.
13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что механическое разрушение включает выбуривание соединительного компоновочного узла.
14. Способ по пп. 10, 11, 12 или 13, дополнительно включающий удаление скважинного отклонителя из основного ствола скважины.
15. Способ по пп. 10, 11, 12, 13 или 14, дополнительно включающий удаление скважинного отклонителя путем химического растворения, механического разрушения или физического удаления скважинного отклонителя из основного ствола скважины.
RU2019125651A 2017-04-29 2017-04-29 Усовершенствованный способ и устройство для герметизированных соединений многоствольных скважин RU2724174C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2017/030302 WO2018200008A1 (en) 2017-04-29 2017-04-29 Improved method and device for multilateral sealed junctions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724174C1 true RU2724174C1 (ru) 2020-06-22

Family

ID=63918529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019125651A RU2724174C1 (ru) 2017-04-29 2017-04-29 Усовершенствованный способ и устройство для герметизированных соединений многоствольных скважин

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11111762B2 (ru)
RU (1) RU2724174C1 (ru)
WO (1) WO2018200008A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110374570A (zh) * 2019-08-05 2019-10-25 中国石油集团长城钻探工程有限公司 一种双分支水平井裸眼分段压裂施工方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5322127A (en) * 1992-08-07 1994-06-21 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for sealing the juncture between a vertical well and one or more horizontal wells
WO1998009054A1 (en) * 1996-08-30 1998-03-05 Baker Hughes Incorporated Cement reinforced inflatable seal for a junction of a multilateral
US6079493A (en) * 1997-02-13 2000-06-27 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of completing a subterranean well and associated apparatus
US20030085037A1 (en) * 2001-08-06 2003-05-08 Roane Thomas O. Multilateral open hole gravel pack completion
RU2319826C2 (ru) * 2002-11-11 2008-03-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Способ и устройство для создания зацементированной системы соединения основного и бокового стволов скважины
RU2455466C1 (ru) * 2010-12-17 2012-07-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Способ герметизации соединения основного и дополнительного стволов скважины

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6012526A (en) 1996-08-13 2000-01-11 Baker Hughes Incorporated Method for sealing the junctions in multilateral wells
AU4149397A (en) 1996-08-30 1998-03-19 Camco International, Inc. Method and apparatus to seal a junction between a lateral and a main wellbore
AU4330397A (en) 1996-08-30 1998-03-19 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for sealing a junction on a multilateral well
US6138761A (en) * 1998-02-24 2000-10-31 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and methods for completing a wellbore
US6135208A (en) * 1998-05-28 2000-10-24 Halliburton Energy Services, Inc. Expandable wellbore junction
US6209644B1 (en) 1999-03-29 2001-04-03 Weatherford Lamb, Inc. Assembly and method for forming a seal in a junction of a multilateral well bore
US6712144B2 (en) 2000-08-28 2004-03-30 Frank's International, Inc. Method for drilling multilateral wells with reduced under-reaming and related device
US8220554B2 (en) 2006-02-09 2012-07-17 Schlumberger Technology Corporation Degradable whipstock apparatus and method of use
CA2950525C (en) 2015-03-02 2018-09-11 Allan Albertson Multilateral well system and method
US20160376869A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Weatherford Technology Holdings, Llc Self-Removing Plug for Pressure Isolation in Tubing of Well
CA3029797C (en) * 2016-09-15 2021-01-12 Halliburton Energy Services, Inc. Hookless hanger for a multilateral wellbore

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5322127A (en) * 1992-08-07 1994-06-21 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for sealing the juncture between a vertical well and one or more horizontal wells
US5322127C1 (en) * 1992-08-07 2001-02-06 Baker Hughes Inc Method and apparatus for sealing the juncture between a vertical well and one or more horizontal wells
WO1998009054A1 (en) * 1996-08-30 1998-03-05 Baker Hughes Incorporated Cement reinforced inflatable seal for a junction of a multilateral
US6079493A (en) * 1997-02-13 2000-06-27 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of completing a subterranean well and associated apparatus
US20030085037A1 (en) * 2001-08-06 2003-05-08 Roane Thomas O. Multilateral open hole gravel pack completion
RU2319826C2 (ru) * 2002-11-11 2008-03-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Способ и устройство для создания зацементированной системы соединения основного и бокового стволов скважины
RU2455466C1 (ru) * 2010-12-17 2012-07-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Способ герметизации соединения основного и дополнительного стволов скважины

Also Published As

Publication number Publication date
US11111762B2 (en) 2021-09-07
US20200190949A1 (en) 2020-06-18
WO2018200008A1 (en) 2018-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10316626B2 (en) Buoyancy assist tool
US5396954A (en) Subsea inflatable packer system
US4848459A (en) Apparatus for installing a liner within a well bore
US6070667A (en) Lateral wellbore connection
US20050082066A1 (en) Hybrid wellhead system and method of use
US8789621B2 (en) Hydrocarbon well completion system and method of completing a hydrocarbon well
US20100051277A1 (en) Reverse-Circulation Cementing of Surface Casing
US9022114B2 (en) Cement shoe and method of cementing well with open hole below the shoe
US7823649B2 (en) System and method for plugging a side pocket mandrel using a swelling plug
US20110162844A1 (en) Assembly and method for placing a cement plug
RU2724174C1 (ru) Усовершенствованный способ и устройство для герметизированных соединений многоствольных скважин
US9605510B2 (en) Non-rotating connector for wellbore cementing tool
US11428051B2 (en) Bottom hole assemblies with expandable cladding sheaths for drilling ahead through a lost circulation zone of a wellbore
CA2342657C (en) Zero drill completion and production system
US20200340314A1 (en) Downhole Check Valve Assembly with a Swellable Element Mechanism
CN114427379A (zh) 一种暂堵式固井压裂滑套及施工方法
US8353355B2 (en) Drill string/annulus sealing with swellable materials
US20210071490A1 (en) Two part bonded seal for static downhole tool applications
US20220228460A1 (en) Convertiball
US20240117708A1 (en) Production sub including degradable orifice
US20220170325A1 (en) Full depth drilling system and method
US11879299B2 (en) Systems and methods for providing buoyancy to a tubular string positioned in a wellbore
US20240117707A1 (en) Production sub including a fluid flow assembly having a pair of radial burst discs
US11555354B2 (en) Method and apparatus for sealing a side pocket mandrel
US20210324694A1 (en) Systems and methods for positioning an isolation device in a borehole