Способ проводки горизонтальных скважин

 

Изобретение относится к технике бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин и позволяет повысить точность проводки горизонтальных скважин и попадания в продуктивный пласт. Бурят вертикальный ствол 1, пересекающий продуктивный пласт 2. Выше точки местоположения 4 врезки наклонного участка ствола устанавливают искусственный геофизический репер (P) 3 глубины скважины, например магнитный. Относительно Р 3 определяют положение пласта 2 и местоположение 4 врезки наклонного участка ствола, проводку которого осуществляют с использованием отклоняющего приспособления. Траекторию наклонного участка корректируют по глубине относительно РЗ. Регистрацию местоположения Р 3 осуществляют магнитными датчиками инклинометра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин и предназначено для проводки горизонтальных, разветвленно-горизонтальных и многозабойных скважин, где одним из самых трудноисполнимых технологических приемов является точное попадание ствола в заданный продуктивный пласт под углом, близким к 90^о, особенно тогда, когда мощность этого пласта мала, а средства контроля траектории имеют низкие показатели точности. Цель изобретения - повышение точности проводки и попадания в продуктивный пласт малой мощности. На фиг. 1 приведена схема проводки горизонтального ствола скважины; на фиг. 2 - диаграмма геофизической привязки искусственного репера к продуктивному пласту. Способ проводки горизонтальных скважин реализуется следующей последовательностью операций. Осуществляют бурение вертикального ствола скважины, пересекающего продуктивный пласт. При помощи геофизических исследований определяют границы залегания, мощность продуктивного пласта, геолого-литологический состав коллектора, его однородность и другие физические свойства, необходимые для дальнейшей успешной эксплуатации (пористость, глинистость, нефтенасыщенность и проч.). В соответствии с необходимой интенсивностью набора зенитного угла наклонного ствола скважины выбирают компоновку низа бурильной колонны, включающую отклоняющее приспособление определенного типа и размера, и рассчитывают положение точки врезки наклонного ствола относительно заданного горизонта продуктивного пласта. На 15-20 м выше расчетной точки врезки наклонного участка ствола (определяется расстоянием от долота инструмента до точки расположения инклинометрических датчиков) на боковой стенке скважины устанавливают искусственный геофизический репер, служащий репером глубины. В качестве репера может быть установлена пружинная стальная полоса, шунтирующая удельное электрическое сопротивление пластов, либо радиоактивная пуля, создающая аномалию гамма-активности в точке установки. Магнитный геофизический репер может быть установлен при помощи нулевых перфораторов типа ПВК-70, ПВТ-73, один из стволов которого заряжен пулей из намагниченного диффузионного твердеющего жесткого сплава с магнитной анизотропией типа ЮН15ДК25БА. Магнитный репер может быть зарегистрирован существующей в настоящее время инклинометрической аппаратурой. Геофизическим способом определяют положение продуктивного пласта относительно репера глубины скважины. Расчетным путем определяют местоположение врезки наклонного участка ствола скважины относительно репера глубины, например магнитного, и заливают зумпф скважины до точки врезки наклонного ствола цементом. После окончания процесса затвердевания цемента на колонне бурильных труб опускают бурильный инструмент с инклинометром, магнитные датчики которого регистрируют магнитный репер, устанавливают инструмент в точку врезки наклонного ствола и осуществляют его бурение с использованием отклоняющего приспособления до входа в продуктивный пласт. В процессе бурения (или при его остановках) осуществляют проводку наклонного участка ствола, корректируя его траекторию по глубине относительно репера, что необходимо для попадания в заданный горизонт. При каждой смене долота, а также в случае необходимости исключения случайных погрешностей инклинометрических датчиков регистрацию траектории интенсивного набора кривизны ствола скважины с фиксацией на регистрируемых диаграммах положения магнитного репера проводят несколько раз. Бурение вертикального ствола (фиг.1) осуществляют одним из известных способов бурения до расчетной глубины, при которой ствол 1 полностью пересекает продуктивный пласт 2. После подъема бурильного инструмента ствол исследован промыслово-геофизическими средствами, отбит пласт 2 и проконтролированы его геометрические параметры. На основе этой информации зафиксирована глубина L геометрической середины продуктивного пласта 2 и от нее отсчитан радиус круга заданной в проекте кривизны. На 18 м выше этой точки (расстояние от долота до инклинометрических датчиков) с помощью пулевого перфоратора устанавливают искусственный магнитный репер 3. Зумпф скважины до местоположения 4 врезки наклонного ствола заполняют цементом 5. Геофизическим способом определяют положение репера 3 от метки 6 на кривой 7 (фиг. 2) относительно заданного для проходки горизонта продуктивного пласта 2, соответствующего кривой 8 на фиг.2, и рассчитывают местоположение 4 врезки наклонного участка ствола скважины относительно магнитного репера 3. После затвердевания цемента 5 осуществляют спуск бурильной колонны с отклоняющим приспособлением (например кривым переводником) и феррозондовой инклинометрической телеизмерительной системой регистрируют датчиками инклинометра магнитный репер 3, устанавливают долото в точку местоположения 4 врезки и осуществляют бурение наклонного участка ствола, корректируя его траекторию по глубине относительно репера 4. Поскольку местоположение репера по глубине известно, метке 6, в которой на диаграмме магнитного азимута скважины зарегистрирован репер, придается точное значение глубины скважины. При этом все накопленные ошибки в определении вертикальной проекции ствола скважины до глубины расположения репера обнуляются и дальнейший отсчет вертикальной проекции h скважины осуществляют из соотношения h = H + l; cos Θ_{i ,} где Н - глубина расположения репера; l_i - длина интервалов после местоположения репера между ближайшими точками наблюдения инклинометра; Θ_i - зенитный угол интервала l_i;. Так как искусственный геофизический репер устанавливают вблизи расчетной точки врезки наклонного участка ствола скважины, то Н>> l_i cos Θ_i , что позволяет исключить основную ошибку инклинометрических измерений вертикальной проекции h cтвола, накапливаемую при увеличении глубины скважины. Повышение точности t_инк инклинометрических измерений при решении данной задачи определяется выражением t_инк = , где l₂ - глубина местоположения искусственного репера; l₁ - расстояние от репера до середины продуктивного пласта. Например, для горизонтальной скважины 196 Ново-Узыбашской площади l₂ и l₁, равны 2100 и 120 м, что соответствует повышению точности инклинометрических измерений в 17 раз. Данный способ позволяет осуществлять корректировку траектории скважины не по результатам суммирования вертикальных проекций всего пройденного ствола скважины, а за счет установки искусственного магнитного репера выше расчетной точки врезки наклонного участка, определения положения продуктивного пласта относительно репера глубины и его регистрации магнитными датчиками инклинометра, в связи с чем обеспечивается возможность корректировки траектории только по результатам суммирования вертикальных проекций ствола ниже положения репера. Возможность осуществления многократных инклинометрических измерений траектории скважины в процессе бурения геофизического ствола с привязкой всех измерений к регистрируемому инклинометром реперу глубины скважины позволяет исключить случайные погрешности инклинометрических измерений, что повышает точность проводки горизонтальных скважин и попадания в продуктивный пласт.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПРОВОДКИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН, включающий бурение вертикального ствола, пересекающего продуктивный пласт, определение положения продуктивного пласта относительно репера глубины скважины, определение местоположения врезки наклонного участка ствола относительно репера глубины скважины и бурение наклонного ствола с использованием отклоняющего приспособления до входа в продуктивный пласт, отличающийся тем, что, с целью повышения точности проводки и попадания в продуктивный пласт малой мощности, устанавливают выше расчетной точки врезки наклонного участка ствола скважины искусственной геофизический репер и регистрируют его местоположение, а при проводке наклонного участка корректируют его траекторию по глубине относительно репера. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в скважине устанавливают магнитный репер, а регистрацию его местоположения осуществляют магнитными датчиками инклинометра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---