Способ разобщения пластов при креплении скважины и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Цель. - упрощение технологии, уменьшение ее трудоемкости и повышение качества разобщения тонкопереслаиваю-- пластов. Устанавливают на обсадной колонне 1 два и более гидравлических пакера (ГП) 2-4. Цементируd « (Л 4 о: ел СХ) .S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Е 21 В 33/12, 33/13!

) !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAhA

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4246833/23-03 (22) 21. 05. 87 (46) 23. 03. 89. Бюл. Ф .11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) В. И. Беляев и В. И. Ванифатьев (53) 622. 245. 4 (088. 8) (56) Пырин Ю. 3., Ванифатьев В. И.

Крепление скважин с применением проходных пакеров. — M. Недра, 1987, с.17-18.

Там же, с. 109-114.

1 (54) СПОСОБ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ ПРИ .КРЕПЛЕНИИ СКВАЖИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к эксплу атации нефтяных и газовых скважин.

Цель, — упрощение технологии, уменьшение ее трудоемкости и повышение качества разобщения тонкопереслаиваю- щихся пластов. Устанавливают на обсадной колонне 1 два и более гидравлических пакера (ГП) 2-4. Цементиру146? 158 ют скважину путем закачки в колонну тампонажного раствора, Последний вытесняют в затрубное пространство (ЗП) продавочной жидкостью плотностью, меньшей плотности тампонажного раствора, После приведения верхнего ГП 2 в действие ЗП скважины под ним сообщают с полостью обсадной колонны. Па.керовку скважины нижними ГП 3 и 4 производят подачей в них раствора. из

:ЗП над ГП 2 созданием перепада давления между ЗП и полостью колонны.

Срабатывание ГП 3 и 4 контролируют отбором из колонны расчетного объема продавочной жидкости. После оконча,ния пакеровки давление в ЗП скважины, под ГП 2 повышают. На ГН 2 с полым ! корпусом 9 размещены эластичный уплотни тельный элемент (УЭ) 10 и кла-!

;панный узел 11, Последний сообщается с полостью УЭ 10 осевым каналом, а с

ГП 2 жестко связаны нижние ГП 3 и 4.

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к способам и устройствам для разобщения пластов при цементирова5 нии скважин с тонкопереслаивающимися пластами.

Цель изобретения — упрощение технологии, уменьшение ее трудоемкости и повышение качества разобщения тонкопереслаивающихся пластов.

На фиг. 1 изображена нижняя зона скважины перед началом цементирования; на фиг.2 и 3 — соответственно процессы разобщения пластов верхним пакером и пакеровки эатрубного пространства скважины нижними пакерамн; на фиг.4 — нижняя зона скважины поле перфорации продуктивной зоны; на фиг.5 — устройство для осуществления способа в транспортном положении.

Способ разобщения пластов при креплении скважины включает: установку на обсадной колонне 1 двух и более гидравлических пакеров 2-4,.це25 ментирование скважины путем закачивания в обсадную колонну 1 тампонажного раствора 5 и вытеснение его в

Они включают соединенные жестко друг с другом корпуса 13 и 14 с установленными на них УЭ 15 и 16 и клапанами 17 и 18. Полости последних сооб-. щаются осевыми каналами 19, 20. с полостью УЭ 15 и 16. В нижней части колонны 1 установлено упорное кольцо

22 с узлом сцепления с центрировочной пробкой. Для повышения надежности в работе устройства за счет заполнения полостей УЭ 15 и 16 тампонажным раствором в корпусе ГП 2 выполнен дополнительный осевой канал 23, изолированный от полости УЭ 10, гидравлически связанный с УЭ 15 и 16 и

ЗП скважины над УЭ 10 через радиальный канал 24 в узле 11. Корпуса 13 и 14 соединены между собой и обеспечивают гидравлическую связь каналов

19, 20, 21 через установленные между ними клапаны 17 и 18. 2 с. и 3 q.n. ф-лы, 5 ил. затрубное пространство 6 скважины продавочной жидкостью 7 плотностью меньшей, чем плотность тампонажного раствора 5, пакеровку затрубного пространства 6 скважины приведением верхнего пакера 2 в действие подачей в него продавочной жидкости 7 из обсадной колонны 1 под избыточным давлением (фиг.2) и приведение нижних пакеров 3 и 4 в действие сверху вниз. (фиг.3). Для приведения в действие нижних пакеров 3 и 4 эатрубное пространство 6 скважины под верхним пакером 2, после приведения его в действие, сообщают с полостью 8 обсадной колонны и пакеровку эатрубного пространства проводят подачей в нижние пакеры 3 и 4 тампонажного раствора 5 из эатрубного пространства скважины над верхним пакером 2 созданием перепада давления между затрубным IIpocTpBHcTHQM 6 скважины и полостью обсадной колонны 1. При этом срабатывание нижних пакеров 3 и 4 контролируют отбором иэ обсадной колонны 1 расчетного объема продавочной жидкости 7 (фиг,3). Для допаке-, ровки нижних пакеров 3 и 4 (после

1467) 58 окончания пакеровки) давление в затрубном пространстве 6 скважины под указанными пакерами повышают.

По окончании времени ОЗЦ колонну перфорируют, причем перфорационные отверстия 8 допускается выполнять и в интервале размещения нижних пакеров 3 и 4 (фиг.4). !

О

Устройство для осуществления способа содержит установленные на обсадной колонне 1 верхний гидравлический пакер 2 с полым корпусом 9, размещенным на нем эластичным уплотнительным элементом 10 и клапанным узлом 11, сообщающимся с полостью уплотнительного элемента 10 осевым каналом 12, связанные жестко с верхним гидравлическим пакером 2 нижние гидравличес- 20 кие пакеры 3 и 4, содержащие соединенные жестко друг с другом корпусы

13 и 14 с установленными на них уплотнительными элементами 15 и 16 и клапанами. 17 и 18, полости которых 25 сообщаются осевыми каналами 19-21 с полостями уплотнительных элементов.

В нижней части обсадной колонны установлено кольцо 22 с узлом сцепления с цементировочной пробкой 25. В кор- 30 пусе 9 верхнего пакера выполнены дополнительные. осевые каналы 23, изолированные от полости его уплотнительного элемента, гидравлически связанные с полостями уплотнительных эле-: ментов 15 и 16 нижних пакеров и затрубным пространством 6 скважины над уплотнительным элементом 10 верхнего пакера 2 через радикальный канал 24, выполненный в его клапанном узле !1. 40

Корпусы 13 и 14 нижних пакеров 3 и 4 соединены между собой с возможностью обеспечения гидравлической связи их осевых каналов 19-21 через 45 установленные между ними клапаны. 17 и 18 ° Упорное кольцо .22 связано с нижней частью обсадной колонны посредством шагового ограничителя осевых перемещений, включающего фигурный паз р

26 в упорном кольце 22 и палец 27, установленный в обсадной колонне с возможностью разъединения с ней после заданного числа перемещений. Ради-альный .канал 24 клапанного узла 11 верхнего пакера при необходимости перекрывается запорным элементом (не показан), а клапаны нижних пакеров выполнены с возможностью приведения их в действие последовательно сверху вниз.

Устройство работает следующим образом.

В конце цементирования скважины продавочная проба 25 проходит через устройство, готовит клапанный узел

11 верхнего пакера 2 к работе и жестко соединяется с упорным кольцом 22.

Давление в .цементировочной головке снижают до нуля, при этом под действием перепада между затрубным пространством скважины и обсадной колонной клапанный узел 11 открывается для проведения пакеровки верхнего пакера 2, а упорное кольцо 22 в сборе с продавочной пробкой 25 перемещается вверх в пределах шага отграничителя осевых перемещений. Повышением давления в колонне расширяют подачу продавочной жидкости 7 через клапанный узел 11, уплатнительный элемент 10 верхнего пакера 2. Повторна снижают давление в цементировочной головке до нуля.

При этом под действием перепада гидростатического давления тампонажный раствор из затрубного пространства 6 над верхним пакером 2 через дополнительные осевые каналы 23, клапан 17, осевые каналы 19 и 20, клапан 18 и осевой канал 21 поступает в полости уплотнительных элементов 15 и 16 нижних пакеров 3 и 4, заполняет их пос-.-, ледовательно сверху вниз за счет последовательного открытия клапанов 17 и 18. Тампонажный раствор 5, вытесняемь1й из затрубного пространства 6 под уплотнительным элементом 10 верхнего пакера 2, уплотнительными элементами

15 и 16 нижних пакеров при их последовательном расширении, поступает в полость обсадной колонны 1 и поднимает продавочную пробку 25 в сборе с упорным кольцом 22, паз 26 которого выходит из зацепления с пальцем 27.

Продавочную жидкость 7, вытесняемую продавочной пробкой 25 при ее движении вверх, отбирают на устье и после отбора расчетного объема закрывают кран на цементировочной головке (не показана) и оставляют колонну 1 на

ОЗЦ.

При необходимости провести допакеровку нижнего пакера 4, после отбора на устье расчетного объема продавочной жидкости 7 давление в колонне 1 вновь повьппают. При этом продавочная пробка 25 в сборе с упорным кольцом

14á7158

22 перемещается вниз на ограниченное расстояние и вытесняет порцию тампонажного раствора 5 из колонны в затрубное пространство б под нижним па5 кером 4, чем повышается давление в этой зоне и производится доуплотнение уплотнительных элементов 15 и 16

:нижних пакеров 3 и 4. Кран на цементировочной головке закрывают и колон- )Q ну оставляют на ОЗЦ.

1 изобретения

Формула

1 ° Способ разобщения пластов при 15 креплении скважины, включающий уста,новку на обсадной колонне двух и более гидравлических пакеров, цементирование скважины путем закачивания в обсадную колонну тампонажного раство- 2Q .ра и вытеснение его в затрубное пространство скважины продавочной жид костью плотностью меньшей, чем плот ность тампонажного раствора, пакеровку затрубного пространства скважины 25 приведением верхнего пакера в действие подачей в него продавочной жидкости из обсадной колонны под избыточным давлением и нижних пакеров — по-.. следовательно сверху вниз, о т л и ". 3р ч а.ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии, уменьшения ее трудоемкости и повышения качества разобщения тонкопереслаивающихся, пластов, после приведения верхнего пакера в действие, затрубное пространство скважины под ним сообщают с полостью обсадной колонны и пакеровку затрубного пространства скважины нижними пакерами производят подачей в 4р них тампонажного раствора из затрубного пространства скважины над верхним пакером созданием перепада давления между затрубным пространством скважины и полостью обсадной колонны, 45 при этом срабатывание нижних пакеров контролируют отбором иэ обсадной колонны расчетного объема продавочной жидкости.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что после окончания пакеровки давление в затрубном прост- . ранстве скважины под пакерами повышают.

3. Устройство для разобщения пластов при креплении скважины, включающее установленные на обсадной колонне верхний гидравлический пакер с полым корпусом, размещенным на нем эластичным уплотнительным элементом и клапанным узлом, сообщающимся с полостью уплотнительного элемента осевым каналом, связанные жестко с верхним гидравлическим пакером нижние гидравлические пакеры, содержащие соединенные жестко друг с другом корпуса с установленными на них уплотнительными элементами и клапанами, полости которых сообщаются осевыми каналами с полостями уплотнительных элементов, установленное в нижней части обсадной колонны упорное кольцо с узлом сцепления с цементировочной пробкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет заполнения полостей уплотнительных элементов нижних пакеров тампонажным раствором, в корпусе верхнего пакера выполнен дополнительный осевой канал, изолированный от полости его уплот" ни тельного элемента, гидравлически связанный с полостями уплотнительных элементов нижних пакердв и эатрубным пространством скважины над уплотнительным элементом верхнего пакера через радиальный канал, выполненный в его клапанном узле, при этом корпуса. нижних пакеров соединены между собой с возможностью обеспечения гидравлической связи их осевых каналов через установленные между ними клапаны.

4. Устройство поп,3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что упорное кольцо связано с нижней частью обсадной колонны посредством шагового ограничителя осевых перемещений с возможностью разъединения с ней после заданного числа перемещений.

5. Устройство по пп.3 и 4, о т ." л и ч а ю щ е е с я тем, что радиальный канал клапанного узла верхнего пакера при необходимости перекрывается запорным элементом, а клапаны нижних пакеров выполнены с возможностью их приведения в действие последовательно сверху вниз.

1 467! 58

Фиг. 2

1467158

Составитель В.Беляев

Техред A.Кравчук КоРРектоР И.Муска

Редактор A.Øàíäîð

Заказ 1176/25 Тираж 514

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, !01