UA71905C2

UA71905C2 - Спосіб буріння й завершення експлуатаційної свердловини для видобування вуглеводнів

Info

Publication number: UA71905C2
Application number: UA2000074570A
Authority: UA
Inventors: Вільгельмус Крістіанус Марія Лохбек; Франц Маркетз; Роберт Брюс Стюарт
Original assignee: Шелл Інтернаціонале Рісерч Маатшаппідж Б.В.
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2005-01-17
Also published as: NZ505059A; EA002563B1; MY129529A; EP1044316A1; JP4085403B2; GC0000041A; EP1044316B1; AU740213B2; AU2418699A; NO20003402L; DE69808139T2; DE69808139D1; WO1999035368A1; CA2316978A1; NO20003402D0; DK1044316T3; JP2002500306A; OA11527A; BR9814563A; EA200000724A1

Abstract

Спосіб буріння та завершення експлуатаційної свердловини для видобування вуглеводнів включає етапи: а) буріння відрізка стовбура свердловини у підземний пласт; вставлення обсадної труби у пробурений відрізок стовбура свердловини та радіальне розширення й закріплення обсадної труби у вищезгаданому відрізку стовбура свердловини; б) спускання бурової коронки через розширену обсадну трубу та буріння наступного відрізка стовбура свердловини; вставлення наступної обсадної труби у вищезгаданий наступний відрізок стовбура свердловини і радіальне розширення та закріплення вищезгаданої наступної обсадної труби у вищезгаданому послідовному відрізку стовбура свердловини; і в) повторення, якщо необхідно, етапу б) кілька разів, доки стовбур свердловини не досягне зони вуглеводневого пласта.

Description

Опис винаходу

Винахід стосується способу буріння й завершення експлуатаційної свердловини для видобування вуглеводнів, такої, як свердловина для видобування нафти та/або газу.

Традиційно експлуатаційні свердловини для видобування вуглеводнів утворюють спочатку бурінням великого відрізка стовбура свердловини, у яку вставляють і цементують обсадну трубу великого діаметра для стабілізації стінок стовбура свердловини. Потім пробурюють продовження стовбура свердловини меншого діаметра, і обсадну трубу вставляють у вищезгадане продовження таким чином, щоб вищезгадана наступна обсадна труба 70 проходила від низу вищезгаданого продовження до верху стовбура свердловини, після чого вищезгадану наступну обсадну трубу цементують всередині продовження стовбура свердловини, а також всередині попередньо встановленої обсадної труби.

Цей процес повторюють, доки стовбур свердловини не наблизиться до вуглеводневого пласта. Якщо цей пласт є нестабільним, обсадну трубу продовжують у пласт, а потім перфорують для забезпечення впуску 72 вуглеводнів. Якщо вуглеводневий пласт є стабільним, утворюють практично необсаджену свердловину, у яку вставляють проникну експлуатаційну обсадну колону і оточують, наприклад, гравійним фільтром.

Експлуатаційну обсадну колону зазвичай з'єднують з нижнім кінцем експлуатаційної насосно-компресорної колони, яку спускають через обсадну колону таким чином, що вона охоплює довжину стовбура свердловини від устя свердловини до зони вуглеводневого пласта, де систему труб герметично прикріплюють до обсадної труби за допомогою експлуатаційного пакера.

Оскільки стінка стовбура свердловини та внутрішня поверхня попередньо встановленої обсадної труби можуть бути нестандартними, а стовбур свердловини може бути зігнутим, потрібні значні зазори між різними обсадними трубами та експлуатаційною насосно-компресорною колоною, що в результаті веде до утворення значної кількості непродуктивного кільцевого простору, і доводиться виконувати зайву роботу з буріння. с

Як правило, в експлуатаційній свердловині для видобування вуглеводнів діаметр верхнього відрізка стовбура (3 свердловини біля поверхні землі та внутрішній діаметр верхньої частини обсадної труби можуть перевищувати півметра, тоді, як внутрішній діаметр експлуатаційної насосно-компресорної колони, Через яку видобувають вуглеводні, становить від 10 до 25 сантиметрів.

Робилися численні спроби для зменшення кількості непродуктивного кільцевого простору у свердловинах. В о описах патентів США МоМоЗ3,162,245; 3,203,483 та 5,014,779 описано застосування первісно гофрованих труб, які ав! розширюють до циліндричної форми зсередини обсадної труби розсувною оправкою або сферою. Недолік застосування гофрованих труб полягає у тому, що їх важко виготовляти і у тому, що стінки розширених труб о можуть мати нерівномірну міцність по окружності, що знижує їх надійність. «--

У Міжнародній патентній заявці, публікація Мо МУО 93/25799, описано застосування практично циліндричної

Зо обсадної труби, яку розширюють відносно стінки стовбура свердловини розсувною оправкою так, щоб викликати - стискне зусилля між обсадною трубою та навколишнім пластом.

Ця відома розширювана обсадна труба може бути розташована між кондукторною обсадною трубою, розташованою у верхній частині стовбура свердловини, та експлуатаційною обсадною колоною, розташованою у «4, нижній частині стовбура свердловини. Оскільки кондукторні та експлуатаційні обсадні колони не розширюють у З 70 свердловині, ця відома технологія кріплення обсадних труб також пов'язана з застосуванням традиційних с фрагментів обсадної труби, які вимагають буріння стовбура свердловини надмірного розміру або розширення

Із» обсадної колони, яку вставляють і розширюють після буріння повної довжини стовбура свердловини, що не завжди є можливим.

Спосіб згідно з преамбулою пункту 1 формули є відомим з французької патентної заявки Мо2741907. У цьому відомому способі застосовують гнучкий шланг, який після вставлення у свердловину роздувають шляхом і введення важкої рідини, а потім затверджують шляхом полімеризації. Труднощі цього способу полягають у тому, - що процес двоетапного роздування та хімічного затвердження вимагає багато часу і дає крихку трубу, яка може мати невідповідну міцність та форму. іш Задачею даного винаходу є забезпечення способу буріння та закінчення експлуатаційної свердловини для о 20 видобування вуглеводнів, згідно з яким установлюють або продовжують обсадну трубу для захисту стінок стовбура свердловини від обвалів під час різних фаз процесу буріння, та установлення і обсадної труби, і сл експлуатаційної насосно-компресорної колони здійснюють таким чином, що принаймні уздовж значної частини довжини стовбура свердловини сумарна ширина кільцевих просторів між системою труб, обсадною трубою або обсадними трубами та навколишнім пластом залишається мінімальною. 25 Ще однією задачею даного винаходу є забезпечення способу утворення свердловини, згідно з яким кількість

ГФ) сталевих конструкцій, необхідних для обсадної труби та завершення свердловини, залишається мінімальною. юю Спосіб згідно з винаходом характеризується тим, що обсадні труби, які послідовно вставляють і розширюють у стовбурі свердловини, виконують з придатної для формування марки сталі, що піддається деформаційному зміцненню, і пластично розширюють у радіальному напрямку, рухаючи розсувну оправку через них у 60 подовжньому напрямку.

В оптимальному варіанті лише перша обсадна труба простягається від поверхні землі у стовбур свердловини, і кожна наступна обсадна труба лише частково перекриває попередньо встановлену обсадну трубу.

У такому разі в оптимальному варіанті довжина перекриття послідовних відрізків обсадної труби становить бо менше 1095 довжини кожної обсадної труби, і принаймні уздовж значної частини довжини стовбура свердловини від поверхні землі до зони вуглеводневого пласта коливання діаметра стовбура свердловини є меншим, ніж

У цьому разі утворюють стовбур свердловини малого діаметра, який є майже однаковим по всій його довжині, і цей стовбур пробурюють з мінімальними зусиллями та мінімальною кількістю сталевих конструкцій, встановлених у свердловині.

Однак за деяких обставин все ж може вимагатися, щоб кожна з принаймні двох обсадних труб, які потім вставляють у стовбур свердловини, доходила до устя свердловини.

Крім того, в оптимальному варіанті після встановлення вищезгаданих обсадних труб у стовбур свердловини 7/0 вставляють експлуатаційну насосно-компресорну колону, щоб ця експлуатаційна насосно-компресорна колона простягалася від поверхні землі до зони вуглеводневого пласта, а система труб радіально розширювалася всередині колони розширених обсадних труб.

Відповідним чином, обсадні труби та, необов'язково, систему труб пластично розширюють у радіальному напрямку шляхом рухання через них розсувної оправки у подовжньому напрямку, і виконують їх з придатної для 7/5 Формування марки сталі, яка піддається деформаційному зміцненню, не піддаючись ніякому поперечному звуженню та в'язкому руйнуванню в результаті процесу розширення, причому розсувна оправка має металеву поверхню.

У такому разі в оптимальному варіанті розсувна оправка має конусоподібну керамічну поверхню, і систему труб та обсадних труб виконують з придатної для формування марки сталі, що має співвідношення граничної плинності до граничної міцності на розрив, нижче за 0,8, і граничну плинність принаймні 275МПа.

Перевагу також віддають варіантові, у якому експлуатаційна насосно-компресорна колона та принаймні одна з обсадних труб складається з труби, яку вставляють у стовбур свердловини, відмотуючи трубу з намотувального барабана.

В альтернативному варіанті експлуатаційна насосно-компресорна колона та/або принаймні одна з обсадних с труб може бути виконана з кількох відрізків труби, які є з'єднаними між собою в усті свердловини гвинтовим з'єднанням, зварюванням або склеюванням для утворення видовженої труби практично циліндричної форми, яка і) може бути розширена й установлена у свердловині у відповідності зі способом згідно з винаходом.

Винахід більш детально описано з посиланням на супровідні фігури, де Фіг1 є подовжнім перетином свердловини, що включає послідовно розташовані радіально розширені обсадні труби практично рівномірного ю зо діаметра, які було установлено з застосуванням способу згідно з даним винаходом;

Фіг.2 показує свердловину з Фіг.1, у якій експлуатаційну насосно-компресорну колону було розширено у о послідовних обсадних трубах; б

Фі.З є оподовжнім перетином послідовно розташованих висувних розширених обсадних труб та експлуатаційної насосно-компресорної колони, які було установлено у відповідності зі способом згідно з --

Зв ВИНВаХОДОМ; і ї-

Фіг.А4 є подовжнім перетином експлуатаційної насосно-компресорної колони, яку розширюють у свердловині розсувною оправкою.

На Фіг.1 показано стовбур свердловини 1, що простягається від поверхні землі 2 через кілька підземних пластів 3, 4, 5 та б у нафтовий та/або газовий пласт 7. «

У показаному прикладі передбачається, що обсадна труба 8, 9, 10 або 11 має бути вставлена для захисту з с стовбура свердловини 1 від обвалу щоразу, коли стовбур свердловини 1 проходить межу 12, 13, 14 або 15 між різними пластами 3, 4, 5, 6 або 7. ;» Відповідним чином, спочатку пробурюють перший і верхній відрізок ТА стовбура свердловини 1, а після досягнення межі 12 у верхню частину стовбура свердловини 1А вставляють верхню обсадну трубу 8 і радіально розширюють за допомогою розсувної оправки 16. Розширена обсадна труба 8 може бути прикріплена до стінка -І стовбура свердловини за допомогою кільця (не показано) з цементу або клею. В альтернативному варіанті розширену обсадну трубу 8 прикріплюють до стінки стовбура свердловини тертям. Таке тертя може виникати, - якщо зовнішню поверхню обсадної труби 8 оснастити шипами (не показано) та/або радіально втиснути обсадну со трубу у пласт 3.

Потім через верхню обсадну трубу 8 до нижньої частини першого відрізка стовбура свердловини ЛА о спускають бурову коронку і пробурюють другий відрізок 18 стовбура свердловини 1. Після досягнення наступної сп межі 13 через першу обсадну трубу 8 до нижньої частини другого відрізка стовбура свердловини 18 спускають другу обсадну трубу 9 і радіально розширюють за допомогою розсувної оправки 16.

Коли розсувна оправка 16 досягає зони, де обсадні труби 8 та 9 співвісно перекривають одна одну, друга обсадна труба 9 далі розширює першу обсадну трубу 8, створюючи міцний зв'язок і герметизацію, що виникає завдяки силі тертя та стискному зусиллю. З метою послаблення зростаючої сили розширення у зоні перекриття (Ф) довжина, по якій обсадні труби 8 та 9 перекривають одна одну, є відносно малою, в оптимальному варіанті - ка менше, ніж 1096 довжини найкоротшої обсадної труби 8 та 9, і нижня частина верхньої обсадної труби 8 може бути попередньо розширена і/або оснащена надрізами або канавками (не показано), які розширюються або із бо Зусиллям відкриваються у процесі розширення.

Другу обсадну трубу 9 прикріплюють до стінки стовбура свердловини так само, як і першу обсадну трубу 8.

Крім того, другий і будь-які наступні відрізки стовбура свердловини 18, 1С та 10 пробурюють за допомогою коронки розширювача, яка здатна практично по всій довжині пробурювати стовбур свердловини 1 практично одного діаметра. 65 Потім пробурюють третій та четвертий відрізки стовбура свердловини 1С та 10 і обсаджують так, як описано з посиланням на другий відрізок стовбура свердловини 18.

У нижній частині відрізка 10 показано розсувну оправку 16, яка рухається донизу у подовжньому напрямку через найнижче розташовану обсадну трубу 11, таким чином, радіально розширюючи обсадну трубу 11 так, як більш детально описано з посиланням на Фіг.4.

На Фіг.2 показано стовбур свердловини 1 з Фіг.1, у якому встановлюють експлуатаційну насосно-компресорну колону 17, рухаючи через нього розсувну оправку 18 у подовжньому напрямку.

Систему труб 17 розширюють до зовнішнього діаметра, який практично дорівнює внутрішньому діаметрові розширених обсадних труб, щоб експлуатаційна насосно-компресорна колона 17 утворювала внутрішню обшивку для обсадних труб 8, 9, 10 та 11, і щоб стінки системи труб 17 та обсадних труб 8, 9, 10 та 11 /о взаємно зміцнювали одна одну. Нижній кінець експлуатаційної насосно-компресорної колони, що простягається за межі нижнього кінця найнижче розташованої обсадної труби 11 у нафтовий або газовий пласт 7, може мати розташовані у шаховому порядку аксіальні надрізи (не показано), які відкриваються до ромбовидної форми в результаті процесу розширення труби для того, щоб дозволити впуск нафти та/або газу з пласта 7 у стовбур свердловини 1, після цього вони течуть, піднімаючись вгору через внутрішню систему труб 17 до поверхні землі 75 2.

Замість аксіальних надрізів на впускному відрізку нижнього кінця експлуатаційної насосно-компресорної колони 17 на ньому можуть бути передбачені також нещілинні отвори. Ці отвори можуть бути круглими, овальними або квадратними, продавленими або вирізаними у стінках труб і розташованими за схемою з накладанням або без накладання, з розміщенням у шаховому порядку або ні.

Наявність таких нещілинних отворів створює систему труб, які після їх розширення, як правило, мають більшу міцність, ніж у розширюваної системи труб з аксіальними надрізами, розташованими у шаховому порядку з накладанням.

Також можуть бути передбачені розширювані обсадні труби 8, 9, 10 та 11 з принаймні кількома щілинними або нещілинними отворами з метою послаблення сил, які вимагаються для розширення цих обсадних труб, с ов Зокрема, у зонах, де обсадні труби 8, 9, 10 та 11 перекривають одна одну, та в інших зонах, таких, як зігнуті відрізки стовбура свердловини 1, де розширювальна сила є високою. і)

Зрозуміло, що у такому разі експлуатаційну насосно-компресорну колону 17 не перфорують у зонах, де перфорують будь-яку з обсадних труб 8, 9, 10 та 11 для збереження непроникності для флюїду між внутрішнім простором системи труб 17 та навколишніми пластами 3,4, 5 та 6. ю зо На Фіг.3 показано стовбур свердловини 20, який було пробурено у підземний пласт 21.

У верхньому відрізку стовбура свердловини 20А встановлюють і розширюють першу обсадну трубу 22. У о показаному прикладі верхній відрізок стовбура свердловини 20А має внутрішній діаметр приблизно 25,4см. Ге!

Нерозширена перша обсадна труба 22 має зовнішній діаметр приблизно 18,8см, коли її спускають у стовбур свердловини. Розширена перша обсадна труба 22 має зовнішній діаметр приблизно 23,4см щоб залишався -- кільцевий зазор навколо розширеної першої обсадної труби 22, який заповнюють цементом 23. ї-

Потім пробурюють другий відрізок стовбура свердловини 208 до внутрішнього діаметра приблизно 21см і другу обсадну трубу 24 у нерозширеній формі вставляють у стовбур свердловини, щоб вона простягалася від верхньої частини стовбура свердловини 20 до нижньої частини його другого відрізка 208. Нерозширена друга обсадна труба 24 має зовнішній діаметр 15,7см, і її розширюють всередині стовбура свердловини 20 до « зовнішнього діаметра 19,5см. з с Другу обсадну трубу 24 цементують всередині другого відрізка стовбура свердловини 208 і всередині першої обсадної труби кільцем цементу 23. ;» Потім від нижньої частини другого відрізка стовбура свердловини 208 у пласт 21 пробурюють третій відрізок стовбура свердловини 20С, що має внутрішній діаметр 17,8см, після чого третій відрізок обсадної труби 25

Вставляють у стовбур свердловини 20 і розширюють. Нерозширена третя обсадна труба 25 має зовнішній -І діаметр приблизно 13Зсм, і її розширюють до зовнішнього діаметра приблизно 16,3см.

Після цього пробурюють четвертий відрізок стовбура свердловини 200, що має внутрішній діаметр - приблизно 14,2см, і у стовбур свердловини 20 вставляють четверту обсадну трубу 26, яку потім розширюють від

Ге) зовнішнього діаметра 10,1см до зовнішнього діаметра приблизно 1Зсм.

Всередину четвертої обсадної труби 26 вставляють експлуатаційну насосно-компресорну колону 27 і о розширюють до внутрішньої поверхні вищезгаданої обсадної труби 26 для утворення обшитої системи труб 27. сп Для полегшення відведення та/або глушіння флюїдів у свердловині та встановлення трубопроводів для вимірювання або іншого обладнання в експлуатаційну насосно-компресорну колону 27 вставляють спіральний трубопровід для відведення 28 і герметично з'єднують біля нижньої частини системи труб 27 експлуатаційним ов пакером 29.

Трубопровід для відведення 28 має перфораційні отвори 30 прямо над експлуатаційним пакером, щоб нафту (Ф, та/або газ можна було видобувати з зони впуску свердловини, нижньої частини трубопроводу для відведення 28 ка та перфораційних отворів 30 в експлуатаційну насосно-компресорну колону 27.

В результаті розширення обсадних труб 22, 24, 25 та 26 і експлуатаційної насосно-компресорної колони 27 бо стає можливим установлення експлуатаційної насосно-компресорної колони, що має внутрішній діаметр більше 10см, у стовбур свердловини 20, у якої верхній відрізок 20А має внутрішній діаметр приблизно 25см.

Спеціалістам з буріння експлуатаційних свердловин для видобутку нафти та/або газу буде зрозуміло, що спосіб згідно з винаходом полегшує застосування експлуатаційно насосно-компресорних колон 27 більшого діаметра всередині стовбура свердловини 20 меншого діаметра порівняно з традиційними технологіями буріння та 65 Закінчення свердловин.

Також буде зрозуміло, що замість застосування лише розширених обсадних труб всередині стовбура свердловини, одна або кілька обсадних труб можуть залишатися нерозширюваними традиційними обсадними трубами. Наприклад, верхня обсадна труба може бути традиційною обсадною трубою, у яку вставляють один або кілька висувних розширюваних відрізків обсадної труби, як показано на Фіг.3, і нижня частина стовбура свердловини може бути оснащена одностовбурними обсадними трубами, як показано на Фіг.1 та 2.

На Фіг.4 показано стовбур свердловини що проходить через підземний пласт 41 та обсадну трубу 42, яку закріплено у стовбурі свердловини за допомогою кільця з цементу 43.

Експлуатаційна насосно-компресорна колона 44, виконана з двофазної, високоміцної низьколегованої (НІ А) сталі або іншої придатної для формування високоміцної сталі, є підвішеною всередині обсадної труби 42. 70 Розсувну оправку 45 рухають у подовжньому напрямку через систему труб 44, таким чином, розширюючи систему труб 44, щоб зовнішній діаметр розширеної системи труб був трохи меншим або майже дорівнював внутрішньому діаметрові обсадної труби 42.

Розсувна оправка 45 має кілька керамічних покриттів 46, які обмежують силу тертя між скребком та системою труб 44 у процесі розширення. У показаному прикладі частковий верхній кут А конічної керамічної поверхні, що 7/5 Фактично розширює систему труб, становить приблизно 25". Було виявлено, що оксид цирконію є придатним керамічним матеріалом, який може бути сформований у гладке конічне кільце. Експерименти та моделювання показали, що якщо напівконічний верхній кут А становить від 20" до 30", то труба деформується таким чином, що набуває 5-подібної форми і торкається конусоподібної частини керамічної поверхні 46 практично на зовнішньому кінці або краї вищезгаданої конічної частини і, необов'язково, також приблизно на середині конічної частини.

Експерименти також показали, що набуття розширюваною системою труб 44 З-подібної форми є вигідним, оскільки це зменшує довжину поверхні контакту між конусоподібною частиною керамічної поверхні 46 та системою труб 44 і цим зменшує тертя між розсувною оправкою 45 та системою труб 44.

Експерименти також показали, що якщо вищезгаданий частковий верхній кут А є меншим за 15", то це в результаті дає відносно велику силу тертя між трубою та скребком, а якщо вищезгаданий верхній кут є більшим, с ов Ніж З0", то це викличе надмірну пластичну деформацію через пластичний згин системи труб 44, що також веде до більшого тепловідведення та до поривчастого поступального руху скребка 45 через систему труб 44. Отже, і) вищезгаданий частковий верхній кут А в оптимальному варіанті вибирають від 15" до 30", в усякому разі - у межах від 5" до 45".

Експерименти також показали, що конусоподібна частина розсувної оправки 45 повинна мати неметалеву му зо Зовнішню поверхню для уникнення стирання системи труб у процесі розширення. Застосування керамічної поверхні для конусоподібної частини розсувної оправки, крім того, викликає зменшення середньої шорсткості о внутрішньої поверхні системи труб 44 в результаті процесу розширення. Експерименти також показали, що Ге! розсувна оправка 45, що має керамічну конусоподібну поверхню 46, може розширювати систему труб 45, виконану з придатної для формування сталі, так, що зовнішній діаметр системи труб 02 після розширення --

Зв становить принаймні на 2095 більше, ніж зовнішній діаметр 01 нерозширеної системи труб, і що підходящою ї- придатною для формування сталлю є двофазні (ОР) високоміцні низьколеговані (НЗІ А) сорти сталі, відомі під марками ОРБ5 та ОРБбО; Безшовна труба АЗТМ А106 НОГА, труби з аустенітної нержавіючої сталі АТМ АЗ12, сорти ТР 304 | та ТР 316 Її, і високоміцна сталь гарячої прокатки з великим залишком аустеніту, відома як сталь ТКІР виробництва Мірроп Зіее! Согрогайоп. «

Оправка 45 має пару ущільнювальних кілець 47, розташованих на такій відстані від конічної керамічної пт) с поверхні 46, що кільця 47 перебувають навпроти пластично розширеного відрізка системи труб 44.

Ущільнювальні кільця служать для уникнення наявності флюїду при високому гідравлічному тиску між конічною ;» керамічною поверхнею 46 оправки 45 та розширюваною системою труб 44, що може призвести до надмірного розширення системи труб 44.

Розсувна оправка 45 має центральний викидний прохід 47, який сполучається зі спіральною викидною лінією -І 48, через яку флюїд може відводитися на поверхню. Після закінчення процесу розширення скребок 45 може бути витягнутий на поверхню через викидну лінію, і спіральна лінія для глушіння та/або відведення (не показано) - може бути опущена у розширену систему труб 44 для полегшення введення флюїдів для глушіння та/або со обробки у напрямку зони впуску вуглеводневого флюїду, що зазвичай робиться через кільце між експлуатаційною насосно-компресорною колоною та обсадною трубою свердловини. Однак, якщо систему труб о 44 розширено до меншого діаметра, то кільцевий простір, що залишився між обсадною трубою 42 та сп розширеною системою труб 44, може бути використаний для відведення флюїдів у процесі розширення та введення флюїдів у процесі видобування, і у цьому разі немає необхідності у застосуванні викидної лінії 48 та ліній для глушіння та/або відведення. 5Б У традиційних свердловинах часто буває необхідно застосовувати експлуатаційну насосно-компресорну колону, що має зовнішній діаметр, який є меншим, ніж 5095 від внутрішнього діаметра найнижчої обсадної труби (Ф, свердловини, що полегшує безперешкодне вставлення системи труб, навіть якщо свердловина відхиляється, і ка обсадна труба має не ідеальну внутрішню поверхню. Отже, стає зрозумілим, що спосіб розширення системи труб на місці згідно з даним винаходом збільшує ефективність використання стовбура свердловини. во Зрозуміло, що замість рухання розсувної оправки 45 через систему труб 44 за допомогою гідравлічного тиску оправку також можна тягнути через систему труб за допомогою троса або проштовхувати через систему труб за допомогою колони труб або стержня.

Також буде зрозуміло, що обсадна труба 42 та обсадні труби 8, 9, 10, 11, 22, 24, 25 та 26, показані на

Фіг.1, 2 та 3, можуть бути розширені з застосуванням процесу розширення, подібного описаному для розширення б5 бистеми труб 44 з посиланням на Фіг.4, якщо ці обсадні труби також є виконаними з придатної для формування марки сталі.

В оптимальному варіанті розширювана експлуатаційна насосно-компресорна колона та розширювані обсадні труби виконують з придатної для формування марки сталі, що має співвідношення граничної плинності до граничної міцності на розрив, менше, ніж 0,8, та граничну плинність принаймні 275МПа.

Тепер далі опишемо винахід на основі наведених нижче порівняльних експериментів.

Експеримент 1.

Розсувну оправку що має конічну керамічну поверхню (частковий верхній кут А конуса - 20") рухають через традиційну трубу, застосовувану у нафтородовищах, відому, як обсадна труба марки 180,1395 Сг, що є поширеним типом обсадної труби, яка має початковий зовнішній діаметр 101,бмм (4"), початкову товщину стінок 7/0 5.їомМмМ, тиск розриву 850бар та показник деформаційного зміцнення п о - 0,075, Розсувна оправка є сконструйованою таким чином, що зовнішній діаметр розширеної труби має становити 127мм, щоб збільшення діаметра становило 2095. Труба розривається під час процесу розширення. Аналіз показав, що було перевищено межу пластичності матеріалу, через що сталося в'язке руйнування.

Експеримент 2.

Експеримент здійснювали зі спіральною системою труб типу ОТ-800, який дедалі більше застосовується для експлуатаційних насосно-компресорних колон у нафтових або газових свердловинах. Ця система труб мала початковий зовнішній діаметр 60,Змм, товщину стінок 5,15мм, тиск розриву 800бар та показник деформаційного зміцнення п - 0,14. Розсувну оправку рухали через систему труб, причому оправка мала таку конічну керамічну поверхню, щоб частковий верхній кут А конуса, що охоплює конічну поверхню, становив 5", і була сконструйована таким чином, щоб зовнішній діаметр розширеної системи труб становив 7Змм (збільшення приблизно на 21905). Ця система труб розривається під час процесу розширення. Аналіз показав, що через велику силу тертя тиск розширення перевищив тиск розриву труби під час процесу розширення.

Експеримент 3.

Експеримент здійснювали з безшовною трубою, виконаною з придатної для формування марки сталі, відомої сч ов Як АЗТМ А 106 Огаде В. Труба мала початковий зовнішній діаметр 101,бмм (4") та початкову товщину стінок 5,75мм і показник деформаційного зміцнення п - 0,175. і)

Розсувну оправку подавали насосом через трубу, причому оправка мала таку керамічну конічну поверхню, щоб частковий верхній кут А конуса, що охоплює конічну поверхню, становив 20", і зовнішній діаметр розширеної труби становив 127мм (5"), і щоб зовнішній діаметр збільшувався на 21965. ю зо Трубу успішно розширювали, і гідравлічний тиск, який діяв на оправку для того, щоб рухати оправку через трубу, становив від 275 до З00бар. Тиск розриву розширеної труби становив від 520 до 53Обар. о

Фіг. 1 Ге»! 2 15 8 ан «-

Й

І ї- з А р "Ши 2

Й Й ик

Й Й

Я д

АТ

ЩІ ів «

Ще 4

Щі: З -

Фо т

Й г" Нд

Кк

Й

5 І:

Й ср м

Й Й г д--я шк ФО Ю 6 Кк

Те) То!

НВ

Га» Ж й

ЦІ М

Ге 4" сл 7 У іме) 60 б5

Фіг.2 2 1

Зі;

Лу

Її з лЩе

Й

Ще (Й їй се

КІ ЙО

Ін чу Вик

ЩА тю і, М й

М Я

ЩО Й ї гЙ і я

ЩО

5 Шу

ТВ; цу ії

ДІ (В гу ТА 6 М і

М

В

УК

І

2 І

М р и у

Й

7 Й й лу щі в)

Фіг.3 2

КУТ ТОПОК ОА

І щи

БІБ Й І

Пре юю й Я НИНеЙ

ДНЯ Я 0 Ще пре» о

М І П.Й й ЩО ЙО НОГУ з 105 Ф

МАКИ ННІ НІК ктів;

МН ДИН у ТІ Ще -

ШИ В

ЗІ М ЙО НМУ 24

ДН ЦД ПО Це зо | ре» -

Й «ЩІ

ЩІ МО ИН

"ЩІ Я у ТВ

ЩІ ДЯ

З ШК ке

І НИ

І. || 20с «

ЗД ЛО НИ

З ИЙ

Її І у -

СК ЛИ В

А:

Кк Й с зо | І і 200 ч КУН 26 - -Я тії ' «я -і - о. (Се) (ав) сл ко бо б5

Фіг4А

ШО;

Е А Й кі

СЕК у

Й ло

Й щі

И Які; як це

МИ ІН М ен ж. ПКЙН-- 5 А «Й о вв СД ОО ЗИ

ЕТ ах /--2- и Кий ки тат А шк й КЕ й БИ

Кк тити цій

М ІЙ зв Ж й ук 43 я й й М и Й х й ХК. 4255 Кі ла Й хе и До й й 1) й Кк й й сч

Claims

Формула винаходу

1. Спосіб буріння та завершення експлуатаційної свердловини для видобування вуглеводнів, який включає т) етапи а) буріння відрізка стовбура свердловини у підземний пласт, вставлення обсадної труби у пробурений о відрізок стовбура свердловини та радіальне розширення й закріплення обсадної труби у вищезгаданому відрізку стовбура свердловини, б) спускання бурової коронки через розширену обсадну трубу та буріння наступного (2) відрізка стовбура свердловини, вставлення наступної обсадної труби у вищезгаданий наступний відрізок «- стовбура свердловини і радіальне розширення та закріплення вищезгаданої наступної обсадної труби, З5 який відрізняється тим, що згадану наступну обсадну трубу встановлюють зі співвісним перекриттям із в. попередньо встановленою обсадною трубою, причому згадану наступну обсадну трубу розширюють відносно попередньо встановленої обсадної труби з подальшим розширенням цієї попередньо встановленої обсадної труби, та в) повторення, у разі необхідності, етапу б) кілька разів, доки стовбур свердловини не досягне « вуглеводневого пласта.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що лише перша обсадна труба простягається від поверхні землі у т с стовбур свердловини, а кожна наступна обсадна труба лише частково перекриває попередньо встановлену обсадну трубу. г» лну трубу відрі й послідовні відо !

З. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що довжина, по якій послідовні відрізки обсадної труби перекривають один одного, є меншою, ніж 1095 довжини самої обсадної труби.

4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що принаймні по значній частині довжини стовбура свердловини від - поверхні землі до зони вуглеводневого пласта коливання діаметра стовбура свердловини є меншим, ніж 10965.

-

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кожна з принаймні двох обсадних труб, які послідовно вставляють у стовбур свердловини, простягається до устя свердловини. ре)

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після встановлення вищезгаданих обсадних труб у стовбур о 50 свердловини вставляють експлуатаційну насосно-компресорну колону так, що експлуатаційна насосно-компресорна колона простягається від поверхні землі до зони вуглеводневого пласта, з радіальним сл розширенням системи труб всередині колони розширених обсадних труб.

7. Спосіб за п. 1 або 6, який відрізняється тим, що обсадні труби та, необов'язково, систему труб пластично розширюють у радіальному напрямку шляхом рухання через них розсувної оправки у подовжньому напрямку, і їх 2о виконано з придатної для формування марки сталі, яка піддається деформаційному зміцненню, не піддаючись ніякому поперечному звуженню та в'язкому руйнуванню в результаті процесу розширення, і тим, що Ф) й і застосовують розсувну оправку, яка має уздовж частини її довжини конусоподібну неметалеву поверхню.

ю 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що розсувна оправка має конусоподібну керамічну поверхню, і систему труб та обсадні труби виконано з придатної для формування марки сталі, що має співвідношення 60 граничної плинності до граничної міцності на розрив нижче ніж 0,8 і граничну плинність принаймні 275 МПа.

9. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що експлуатаційна насосно-компресорна колона та принаймні одна з обсадних труб складається з труби, яку вставляють у стовбур свердловини, відмотуючи трубу від намотувального барабана.

10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що конусоподібна керамічна поверхня розсувної оправки обмежує 65 частковий верхній кут А, який становить від 5" до 45".

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що вищезгаданий частковий верхній кут А становить від 15" до

Зо".

12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні найнижче розташовану обсадну трубу оснащено надрізами або отворами.

5 . Кк К-4 . . . нов Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2005, М 1, 15.01.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. с о ІС) о (22) «- ч- -

с . и? -І - се) о 50 сл Ф) іме) 60 б5