Способ зондовой перфорации обсаженной скважины

Изобретение относится к области многоствольного строительства и ремонта нефтегазовых скважин и, в частности, к зондовой перфорации обсаженной скважины и может быть использовано для массового радиального бурения дренажных стволов. Технический результат - повышение эффективности способа за счет его упрощения и повышения надежности. По способу в обсадную колонну на трубной подвеске спускают корпус, содержащий отклонитель, герметизирующий башмак и контейнер-сепаратор с абразивом, например корундом. На кабельной подвеске спускают зонд с гидромониторным узлом. Вращением с устья ориентируют отклонитель и стопорят его в скважине. Включают промывку скважины и нагнетают в полость зонда жидкость под давлением. При этом создание отверстия в обсадной колонне, введение в полученное отверстие трубчатого зонда, разрушение цемента и породы пласта проводят одной технологической операцией за счет ввода абразива в основное сопло устройства. Для этого подают управляющий сигнал, открывают с помощью дозатора первый выход корпусного сепаратора и принудительно или естественным образом вводят абразив в кольцевое пространство между зондом и отклонителем. Струей жидкости с абразивом, выходящей с высокой скоростью из основного сопла, прорезают обсадную колонну, цемент и породу пласта при подаче зонда вглубь пласта. Ввод абразива из сепаратора прекращают для его накопления. Накопленный абразив вместе с сепарируемым крупным шламом разрушаемой породы циркулируют через сепаратор для разрушения породы на протяжении проводки всего дренажного ствола. Мелкий шлам не используют в разрушении породы пласта. Его выводят на устье. Продвижение зонда по пласту контролируют с помощью постоянной и временной проводной линии связи и сейсмоакустических приемников. Измерительными сигналами характеризуют электрическое сопротивление и характер насыщения вскрываемых пород. Эти данные используют для навигации зонда, например, при вскрытии водоносной части пласта, когда необходима корректировка траектории продвигаемого зонда. Обеспечивают прием упругих волн от работающего гидромониторного узла и обеспечивают локацию зонда в пассивном режиме по глубине и азимуту. Локацию зонда обеспечивают путем измерения разницы амплитуды и времени прихода упругих волн от гидромониторного узла до различно расположенных на корпусе приемников. Изменение направления продвигаемого зонда проводят термомеханическим регулятором, выполненным в виде стержней из сплава на основе титана с эффектом памяти формы. Для корректировки траектории движения зонда подают напряжение питания на один из стержней регулятора и деформируют его в нужную сторону за счет нагрева электрическим током. Этим обеспечивают разворот гидромониторного узла с соплом и возвращают продвигаемый зонд на запланированную траекторию. 5 ил.

 

Изобретение относится к области многоствольного строительства и ремонта нефтегазовых скважин, в частности к способам зондовой перфорации обсаженной скважины и может быть использовано для массового радиального бурения дренажных стволов, щадящего вторичного вскрытия продуктивных интервалов, а также стимуляции притока трудно извлекаемых запасов, повышении дебита скважины и нефтеотдачи пласта в целом.

Известен способ зондовой перфорации обсаженной скважины, основанный на использовании грузонесущей трубнокабельной подвески и включающий спуск в скважину радиального отклонителя на нагнетательной замковой колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), спуск в отклонитель геофизического кабеля, подачу на кабель и обсадную колонну высоковольтного напряжения совместно с циркуляцией электролита в скважине, создание отверстия в обсадной колонне путем электрохимического растворения металла, подъем из скважины кабеля, спуск в скважину на кабеле хвостовика с уплотнителем и гибким упругим трубчатым зондом, связанным с уплотнителем и снабженным на нижнем конце соплом, введение в полученное отверстие колонны трубчатого зонда, нагнетание в полость зонда жидкости под давлением, эрозионное разрушение цемента, породы пласта и радиальное продвижение зонда вглубь пласта по мере образования дренажного ствола, возврат отработанной жидкости со шламом из дренажного ствола в обсаженную скважину [1].

Недостатком способа является необходимость использования различных технологических операций (электрохимическое растворение металла обсадной колонны, эрозионное разрушение породы пласта) при создании дренажного ствола, что требует проведения дополнительных спуско-подъемных операций (СПО) с глубинным оборудованием, ведет к усложнению способа, снижению его оперативности и надежности, особенно в глубоких обсаженных скважинах. Кроме того отсутствие скважинного контроля и возможности управления траекторией передвижения перфорационного зонда может приводить к попаданию дренажных стволов в водоносные пласты.

Известен способ зондовой перфорации скважины, включающий спуск в нее на трубнокабельной подвеске радиального отклонителя и управляемого трубчатого зонда с гидромониторным узлом в виде основного сопла, противоположно направленных толкающих сопел, инклинометра и исполнительного механизма в виде соленоида (или шагового двигателя), нагнетательных клапанов и толкающих сопел, организацию проводной линии связи забой-устье, измерение скважинных параметров в реальном масштабе времени, нагнетание в полость зонда жидкости под давлением, разрушение породы пласта и радиальное продвижение зонда вглубь пласта по мере образования дренажного ствола, возврат отработанной жидкости со шламом из дренажного ствола в скважину, контроль за продвижением зонда по пласту с помощью инклинометра, изменение направления продвижения зонда с помощью исполнительного механизма и проводка дренажного ствола по заданной траектории. Инклинометр, исполнительный механизм и электронная схема гидромониторного узла располагаются на стержневом металлическом каркасе в герметичном контейнере между основным соплом и противоположно направленными толкающими соплами. Толкающие сопла создают за счет реакции струи дополнительное осевое усилие, способствуют продвижению перфорационного зонда на значительное расстояние (100 м и более) и хорошо очищают дренажный ствол от шлама; они также участвуют в управлении траекторией движения зонда. Использование управляемого зонда на основе проводной линии связи, инклинометра и исполнительного механизма позволяет проводить дренажный ствол в заданном направлении с осуществлением геонавигации перфорационного зонда [2].

Недостатком способа является невозможность его использования в обсаженной скважине. Кроме того, контроль и управление перфорационным зондом с помощью инклинометра, соленоида (шагового двигателя) и клапанов, размещаемых в надсопловом ограниченном пространстве, усложняет способ, снижает его надежность и затрудняет использование активной геонавигации, требующей дополнительной текущей геолого-геофизической информации.

Известен способ зондовой перфорации обсаженной скважины, основанный на использовании грузонесущей подвески в виде замковой колонны труб, например, НКТ и колтюбинга и включающий спуск в обсадную колонну на колонне НКТ радиального отклонителя, ориентирование с устья отклонителя в заданном азимутальном направлении и стопорение его в скважине фиксатором, спуск в НКТ на колтюбинговой трубе гидродвигателя с гибким валом и фрезой на конце до взаимодействия с отклонителем, прокачку рабочей жидкости и запуск гидродвигателя при поступательном перемещении гибкого вала с фрезой, которая в результате взаимодействия с отклонителем вырезает отверстие в обсадной колонне, извлечение гибкого вала с фрезой и гидродвигателем из скважины, спуск в НКТ на колтюбинговой трубе упругого гибкого трубчатого зонда с гидромониторным узлом в виде основного сопла и противоположно направленных толкающих сопел до входа под действием отклонителя в прорезанное отверстие обсадной колонны, нагнетание в полость зонда жидкости под давлением, эрозионное разрушение цемента, породы пласта и радиальное продвижение зонда вглубь пласта по мере образования дренажного ствола, возврат отработанной жидкости со шламом из дренажного ствола в обсаженную скважину. В этом способе разрушение породы пласта ведется струей жидкости под давлением 20÷250 МПа, что требует использования нестандартного оборудования высокого давления (насосных агрегатов, уплотнений, колтюбинговой трубы, фильтров тонкой очистки и др.) [3].

Недостатком способа является необходимость использования различных технологических операций (вырезание отверстия фрезой в обсадной колонне, эрозионное разрушение породы пласта) при создании дренажного ствола, а также применение нестандартного оборудования высокого давления, что требует проведения дополнительных СПО с оборудованием, ведет к усложнению способа, снижению его оперативности и надежности, особенно в глубоких обсаженных скважинах. Кроме того отсутствие скважинного контроля и возможности управления перфорационным зондом может приводить к попаданию его в водоносные пласты, группированию стволов при создании дренажной системы около одного направления или вокруг обсадной колонны. Это снижает эффективность способа в сложных геолого-технологических условиях, например, в глубоких скважинах при многоствольном бурении.

Цель изобретения - повышение эффективности способа в сложных геолого-технологических условиях при его упрощении и повышении надежности, а также улучшении управляемости и контролируемости проводки трубчатого зонда.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу зондовой перфорации обсаженной скважины, основанному на использовании грузонесущей, например, трубнокабельной подвески и включающему спуск в скважину корпуса с гнездом под уплотнитель, радиальным отклонителем, электрогидравлическим фиксатором и каротажным прибором с технологическими и геофизическими датчиками и системой измерения и передачи данных, спуск в отклонитель управляемого трубчатого зонда с уплотнителем и гидромониторным узлом в виде основного сопла и противоположно направленных толкающих сопел, организацию проводной линии связи, измерение скважинных параметров в реальном масштабе времени, ориентирование отклонителя в заданном азимутальном направлении и стопорение его в скважине фиксатором, нагнетание в полость зонда жидкости под давлением с закруткой по спирали потока завихрителем перед основным соплом, возврат отработанной жидкости в скважину, создание отверстия в обсадной колонне напротив отклонителя, введение в полученное отверстие трубчатого зонда, разрушение цемента и породы пласта и радиальное продвижение зонда вглубь пласта, контроль за продвижением зонда по пласту, изменение направления продвижения зонда и проводку дренажного ствола по оптимальной траектории, стопорение отклонителя осуществляют через герметизирующий башмак, отработанную жидкость возвращают в скважину через корпус, а создание отверстия в обсадной колонне, введение в полученное отверстие трубчатого зонда, разрушение цемента и породы пласта проводят одной технологической операцией за счет ввода абразива в основное сопло, которое включают в режиме работы струйного насоса по межтрубному кольцу, причем по этому кольцу пропускают часть обогащенной абразивом отработанной жидкости, которую создают последовательным пропусканием всей отработанной жидкости через надсопловый и корпусной контейнеры-сепараторы абразива, боковые входа которых располагают по ходу потока жидкости перед своими гидравлическими сопротивлениями, выполненными соответственно в виде круговой эластичной манжеты и с использованием уплотнителя зонда, при этом надсопловый контейнер-сепаратор размещают между основным и толкающими соплами, выполняют в виде труб разного диаметра располагаемых коаксиально и частично одна в другой, причем первый его выход соединяют с межтрубным кольцом, а второй его выход связывают с затрубным пространством после манжеты, при этом корпусной контейнер-сепаратор размещают вдоль отклонителя над радиальной его частью и первый его выход соединяют через дозатор с кольцевым пространством между зондом и отклонителем, второй его выход связывают со скважиной, а боковой его вход выполняют в виде винтового паза с обеспечением закрутки по спирали входящего потока, причем продвижение зонда по пласту контролируют в пассивном режиме локации с помощью расположенных на корпусе по кругу и на разной глубине сейсмоакустических приемников упругих волн, излучаемых гидромониторным узлом, при этом проводят активную геонавигацию зонда с помощью размещаемых на гидромониторном узле дополнительных датчиков среды, например, удельного кажущегося электрического сопротивления (КС) пород, которое измеряют катушкой индуктивности в импульсном режиме на разных временах задержки, а для изменения направления продвижения зонда используют термомеханический регулятор, например, в виде четырех стержней из сплава на основе титана с эффектом памяти формы, связанных с гидромониторным узлом симметрично по его образующим с возможностью раздельной деформации при движении зонда каждого из стержней за счет избирательного нагрева их электрическим током.

Дополнительный ввод абразива в основное сопло позволяет разрушать обсадную колонну, цемент и породу пласта в режиме одной непрерывной технологической операции с помощью стандартного оборудования при давлении до 25 МПа без проведения дополнительных СПО, что упрощает способ, повышает его надежность и оперативность, особенно в глубоких скважинах. Возможность использования для геонавигации зонда корпусных сейсмоакустических приемников и термомеханического регулятора вместо инклинометра, соленоида и нагнетательных клапанов при дополнительном измерении параметров среды, например КС пород, также упрощает способ, повышает его надежность, улучшает управляемость и контролируемость перфорационного зонда при многоствольном бурении.

На фиг. 1 дана схема устройства для реализации предлагаемого способа на трубнокабельной подвеске, транспортное положение устройства в скважине; на фиг. 2 - то же, режим ориентирования, стопорения отклонителя в скважине и создания отверстия в обсадной колонне; на фиг. 3 - то же, режим разрушения цемента и породы с радиальным продвижением зонда вглубь пласта; на фиг. 4 - дана схема гидромониторного узла зонда в увеличенном масштабе; на фиг. 5 - поперечное сечение гидромониторного узла зонда по линии а-а на фиг. 4.

Устройство включает грузонесущую трубную подвеску 1 (фиг. 1), например, колонну НКТ герметично соединенную с корпусом 2 и грузонесущую кабельную подвеску 3 связанную соединительной головкой 4 с трубчатым зондом 5. В нижней части головки 4 расположено отверстие 6, обеспечивающее гидравлическую связь с внутренней полостью зонда 5. Корпус 2 содержит посадочное гнездо 7 под уплотнитель 8, выполненный в виде резиновой втулки и отклонитель с осевой 9 и радиальной 10 частью. Стопорение отклонителя 9, 10 в обсадной колонне 11 осуществляют с помощью выдвижных плашек 12 (фиг. 2), переводящих устройство из транспортного положения в рабочее положение через герметизирующий резиновый башмак 13, который обхватывает выходное отверстие радиальной части 10 отклонителя. Корпусной контейнер-сепаратор 14 с абразивом 15 размещают вдоль осевой части 9 отклонителя над радиальной частью 10 и первый его выход 16 соединяют через электромеханический дозатор 17 с кольцевым пространством между зондом 5 и отклонителем 9, 10. Второй выход 18 из центральной части сепаратора 14 связывают со скважиной между обсадной колонной 11 и трубной подвеской 1, а боковой его вход 19 выполняют в виде винтового паза с обеспечением закрутки по спирали входящего в сепаратор 14 потока жидкости. Корпус 2 также содержит встроенный электропровод 20 и каротажный прибор 21 с сейсмоакустическими приемниками 22, другими технологическими и геофизическими датчиками (давления, положения, концентрации абразива, локатора муфт, инклинометра и т.д.), системой измерения и передачи данных, часть которой может располагаться в соединительной головке 4 (не показано). Каротажный прибор 21 имеет автономное питание (аккумуляторную батарею) и может управлять работой плашек 12 электрогидравлического фиксатора, дозатора 17, системой измерения и передачи данных. Приемники 22 расположены на корпусе 2 симметрично по кругу на двух разноглубинных уровнях (например, по четыре приемника на верхнем и нижнем уровне). Трубчатый зонд 5 выполняют из шлангокабеля или высоконапорного кевларового рукава с возможностью уплотнения по внешней гладкой поверхности с помощью уплотнителя 8. При этом зонд 5 снабжают встроенным электропроводом 23 и гидромониторным узлом, выполненным в виде основного сопла 24, надсоплового контейнера-сепаратора абразива 25 и противоположно направленных толкающих сопел 26. В процессе продвижения зонда 5 (фиг. 3) вглубь пласта приемники 22 принимают упругие волны от работающего гидромониторного узла и обеспечивают в пассивном режиме локацию зонда 5 по глубине (толщине пласта) и азимуту (с учетом данных инклинометра прибора 21). Локация зонда 5 достигается путем измерения разницы амплитуды и времени прихода упругих волн от гидромониторного узла до различно расположенных на корпусе 2 приемников 22. Для управления прибором 21 (плашками 12, дозатором 17, системой измерения и передачи данных) используются корпусная 27 и сопловая 28 катушки индуктивности, связанные проводами 20, 23 и кабельной подвеской 3 с устьем скважины. При определенном положении глубинного оборудования катушки 27, 28 входят друг в друга и образуют трансформатор, что позволяет организовать временную проводную линию связи корпус-устье. Кроме того сопловая катушка 28, входящая в состав постоянной линии связи забой-устье используется для измерения в реальном масштабе времени КС пород при проводке дренажного ствола. Для этого катушку 28 питают импульсами тока и в паузах между ними измеряют величину спада напряжения на ней, пропорциональную помимо всего прочего вихревому току и электрическому сопротивлению окружающей среды, т.е. КС пород. Измерение спада напряжения на катушке 28 проводят на разных временах задержки - радиусах исследования, что позволяет по приращению КС пород непосредственно оценивать их характер насыщения (нефть, вода) в реальном масштабе времени. Надсопловый контейнер-сепаратор 25 размещают между основным соплом 24 и толкающими соплами 26 и выполняют в виде тонкостенных кевларовых труб 29, 30, 31, 32 (фиг. 4) разного диаметра располагаемых коаксиально и частично одна в другой. Основное сопло 24 с помощью каналов 33 связывают с межтрубным широким 34 (между трубами 29, 30) и узким 35 (между трубами 30, 31) кольцом и организуют струйный насос для использования абразива. Боковой вход 36 сепаратора 25 располагают по ходу потока 37 отработанной после сопла 24 жидкости перед гидравлическим сопротивлением, а именно, круговой эластичной манжетой 38 расположенной на толкающих соплах 26. Эластичную манжету 38 рассчитывают на небольшой перепад давления, определяемый потерями давления в сепараторе 25. При работе манжета 38 полностью перекрывает живое сечение создаваемого дренажного ствола 39 и обеспечивает пропускание всего потока 37 отработанной жидкости (вместе с абразивом) через сепаратор 25. Первый выход 40 сепаратора 25 соединяют с межтрубным кольцом 34, 35 зонда, а второй его выход 41 связывают через отверстие 42 с затрубным пространством 43 после манжеты 38. Боковой вход 36 выполняют с возможностью закрутки по спирали входящего в сепаратор 25 потока жидкости. Для закрутки жидкости также используется завихритель 44 перед соплом 24. Еще гидромониторный узел содержит термомеханический регулятор, выполненный, например из четырех стержней 45, 46, 47, 48 (фиг. 5) на основе титана с эффектом памяти формы. Стержни 45, 46, 47, 48 расположены между основным 24 и толкающими 26 соплами и связанны с гидромониторным узлом симметрично по его образующим. Каждый из стержней 45, 46, 47, 48 соединен электропроводом 23 с возможностью раздельного питания их электрическим током.

Способ осуществляют следующим образом.

В обсадную колонну 11 (фиг. 1) на трубной подвеске 1 спускают корпус 2 содержащий посадочное гнездо 7, отклонитель 9, 10, плашки 12 электрогидравлического фиксатора, герметизирующий башмак 13, контейнер-сепаратор 14 с абразивом 15 (например, корундом), дозатор 17, встроенный электропровод 20, каротажный прибор 21, катушку индуктивности 27 и размещают на заданной глубине. На кабельной подвеске 3 в трубу 1 спускают зонд 5 с соединительной головкой 4 и гидромониторным узлом в виде основного сопла 24, надсоплового контейнера-сепаратора абразива 25, толкающих сопел 26 и термомеханического регулятора - четырех стержней 45, 46, 47, 48 (фиг. 4, фиг. 5) с эффектом памяти формы. При спуске зонд 5 (фиг. 1) свободно проходит сквозь корпус 2 и отклонитель 9, 10, а уплотнитель 8 лежащий до этого на гидромониторном узле садится в гнездо 7 корпуса 2. Контролируя показания соответствующих датчиков при перемещении зонда 5, совмещают катушки 27, 28 и через образованный трансформатор организуют временную линию связи корпус-устье. При этом сопло 24 занимает оптимальное положение относительно внешней поверхности корпуса 2. Вращением трубной подвески 1 и корпуса 2 с устья ориентируют отклонитель 9, 10 в заданном направлении возможно с использованием инклинометра каротажного прибора 21. В момент достижения корпусом 2 заданного направления подают управляющий сигнал по линии связи через катушки 27 и 28, выдвигают плашки 12 (фиг. 2) электрогидравлического фиксатора и через герметизирующий башмак 13 стопорят отклонитель 9, 10 в заданном направлении. При этом башмак 13, находящийся между обсадной колонной 11 и отклонителем 9, 10 герметизирует выходное отверстие последнего, а сопло 24 располагается на оптимальном расстоянии относительно колонны 11. Герметизируют устье (не показано), включают промывку скважины стандартным оборудованием и нагнетают в полость зонда 5 жидкость в рабочем режиме под давлением до 25 МПа. Жидкость, закачиваемая в трубную подвеску 1, под воздействием уплотнителя 8 направляется через отверстие 6 в полость зонда 5 и выходит с закруткой потока по спирали через основное сопло 24 и толкающие сопла 26 (без закрутки). При этом герметизирующий башмак 13 возвращает по кольцу между зондом 5 и отклонителем 9, 10 всю отработанную после сопла 24 (и сопел 26) жидкость в корпус 2 практически без утечки ее в скважину. Всю отработанную после сопла 24 жидкость пропускают последовательно через надсопловый 25 и корпусной 14 контейнеры-сепараторы абразива и через второй выход 18 последнего возвращают в скважину и на устье. При этом создание отверстия в обсадной колонне 11, введение в полученное отверстие трубчатого зонда 5, разрушение цемента и породы пласта проводят одной технологической операцией за счет ввода абразива 15 в основное сопло 24. Для этого через катушки 27, 28 по линии связи корпус-устье подают управляющий сигнал, открывают с помощью дозатора 17 первый выход 16 корпусного сепаратора 14 и принудительно или естественным образом вводят абразив 15 в кольцевое пространство между зондом 5 и отклонителем 9, 10. Отработанная после сопла 24 жидкость возвращается в корпус 2 по кольцу между зондом 5 и отклонителем 9, 10, обогащается вводимым абразивом 15 и под воздействием манжеты 38 без потерь поступает через боковой вход 36 с закруткой в надсопловый сепаратор 25 между трубами 29, 31. При движении по спирали между трубами 29, 31 центральная часть потока освобождается от введенного абразива 15 и поступает через второй выход 41, трубу 32 и отверстие 42 в затрубное пространство 43 после манжеты 38. Далее эта очищенная в сепараторе 25 часть жидкости смешивается с отработанной после сопел 26 жидкостью (без абразива) и через боковой вход 19, расположенный по ходу потока перед уплотнителем 8, вводится также с закруткой по спирали в сепаратор 14. Здесь при движении по спирали центральная часть потока полностью освобождается от абразива и через второй выход 18 сепаратора 14 возвращается в скважину и на устье. Отбрасываемый к внешней стенке центробежной силой, оставшийся абразив отделяется от центральной части потока жидкости и скапливается (с возможностью его повторного использования) в нижней части сепаратора 14. В надсопловом сепараторе 25 внешняя часть потока при движении по спирали между трубами 29, 31 обогащается введенным абразивом 15, отбрасываемым центробежной силой к трубе 31. Далее эта часть жидкости с абразивом через первый выход 40 засасывается по межтрубному узкому 35, а затем широкому 34 кольцу и каналам 33 в основное сопло 24, включенное в режиме струйного насоса. В результате струя жидкости с вводимым абразивом 15, выходящая с высокой скоростью из основного сопла 24 прорезает обсадную колонну 11 при образовании достаточно большого отверстия 49 (фиг. 2) для свободного прохождения сквозь него зонда 5. В конце процесса образования отверстия 49, что может контролироваться соответствующими датчиками, изменяют режим промывки скважины, например, уменьшают расход закачиваемой жидкости и в течение нескольких минут проводят накопление в сепараторе 25 вводимого с сепаратора 14 абразива 15. При этом расход абразива через основное сопло 24 уменьшается с накоплением его в виде абразива 50 (фиг. 4) в широком кольце 34 за счет снижения здесь скорости потока. Далее через катушки 27, 28 по линии связи корпус-устье подают управляющие сигналы и с помощью дозатора 17 прекращают ввод абразива 15 с сепаратора 14, а прибор 21 переключают в режим работы локации зонда 5. Увеличивают расход закачиваемой жидкости до рабочего режима, вводят зонд 5 в полученное отверстие 49 и струей жидкости с абразивом 50, выходящей с высокой скоростью из сопла 24, продолжают разрушение цемента и породы пласта при той же технологической операции. При этом абразив 50 вместе с сепарируемым крупным шламом разрушаемой породы практически без потерь циркулирует через сепаратор 25 и участвует в разрушении породы на протяжении проводки всего дренажного ствола. Мелкий шлам не задерживается сепаратором 25 и не участвует в разрушении породы пласта, а через второй выход 41, трубу 32 и отверстие 42 попадает в затрубное пространство 43 после манжеты 38. Далее мелкий шлам по дренажному стволу 39 поступает в корпусной сепаратор 14 и без отложения в нем выводится в скважину и на устье. По мере разрушения породы пласта на подвеске 3 подают зонд 5 сквозь корпус 2 и отклонитель 9, 10 (фиг. 3) и создают радиальный дренажный ствол 39 длиной порядка 100 м (на дину зонда 5 до входа соединительной головки 4 в корпус 1). Продвижение зонда по пласту контролируют по данным катушки 28 и приемников 22 с использованием постоянной и временной проводной линии связи. Измерительные сигналы с движущейся по пласту катушки 28, характеризующие КС и характер насыщения вскрываемых пород без задержки в реальном масштабе времени поступают на устье по постоянной линии связи через провод 23, соединительную головку 4 (с частью каротажного прибора) и кабельную подвеску 3. При этом вместе с катушкой 28 возможно использование других дополнительных датчиков среды, компактно размещаемых на гидромониторном узле, например, датчиков давления, температуры, потенциалов ПС. Данные катушки 28 и дополнительных датчиков среды используются для активной навигации зонда 5, например, при незапланированном вскрытии водоносной части пласта, когда необходима оперативная корректировка траектории продвигаемого зонда. Сигналы с приемников 22, характеризующие текущее пространственное положение зонда сначала запоминаются прибором 21, а затем эти данные периодически, например, при проработке дренажного ствола и совмещении катушек 27, 28 по временной линии связи передаются с корпуса 2 на устье с возможностью проведения геонавигации зонда 5. Изменение направления продвигаемого зонда 5 проводят с использованием постоянной линии связи и термомеханического регулятора, выполненного в виде четырех стержней 45, 46, 47, 48 с эффектом памяти формы (фиг. 4, фиг. 5). Например, при движении зонда 5 и отклонении его вниз к подошве пласта на устье будет отмечаться повышение амплитуды и одновременно уменьшение времени прихода упругих волн на приемниках 22 нижнего уровня относительно приемников 22 верхнего уровня. В этом случая для изменения направления и корректировки траектории движения зонда 5 подают напряжение питания на один из стержней регулятора, например, верхний стержень 45 и деформируют его в нужную сторону за счет нагрева электрическим током. При этом гидромониторный узел вместе с соплом 25 разворачивается вверх и возвращает продвигаемый зонд 5 на благоприятную траекторию. После создания первого дренажного ствола зонд 5 на подвеске 3 поднимают в корпус 2 до совмещения катушек 27, 28. Выключают промывку скважины. Через катушки 27, 28 подают управляющий сигнал, задвигают плашки 12 электрогидравлического фиксатора, переводят устройство в транспортное положение (фиг. 1) и создают следующий дренажный ствол в аналогичной последовательности. Затем изменяют глубину спуска отклонителя 9, 10 на трубной подвеске 1 и создают систему дренажных стволов обсаженной скважины в благоприятных условиях по оптимальным контролируемым в реальном масштабе времени траекториям. После завершения многоствольного радиального бурения дренажных стволов из обсаженной скважины глубинное оборудование поднимают в следующей последовательности. Сначала поднимают зонд 5 на кабельной подвеске 3, а затем - корпус 2 на трубной подвеске 1. Вместо кабельной подвески 3 может быть использована грузонесущая шлангокабельная подвеска зонда 5 при закрытом отверстии 6 соединительной головкой 4. При промывке скважины возможно использование облегченной рабочей жидкости (например, нефти), способствующей созданию режима депрессии, уменьшению повреждения и загрязнения продуктивной зоны вскрываемого пласта.

Предлагаемый способ позволяет проще, надежнее и оперативнее проводить массовое вскрытие продуктивного пласта обсаженной скважины радиальными стволами благоприятной траектории с достаточно полным контролем и управлением в реальном масштабе времени и минимальным повреждением крепи скважины и самого пласта. Экономическая эффективность способа достигается за счет сокращения средств на освоение трудно извлекаемых запасов, а также увеличения суммарной добычи.

Библиографические данные источников информации, используемых при составлении описания изобретения

1. Способ гидроперфорации пласта. Авторское свидетельство №2091566, Е21В 43/114.

2. Самопередвигающаяся вперед система бурения и способ удаления метана из подземного угольного пласта (варианты). Патент на изобретение №2224080, Е21В 7/18.

3. Патент US №5413184, МПК Е21В 7/08, 09.05.1995 (прототип).

Способ зондовой перфорации обсаженной скважины, основанный на использовании грузонесущей, например, трубнокабельной подвески и включающий спуск в скважину корпуса с гнездом под уплотнитель, радиальным отклонителем, электрогидравлическим фиксатором и каротажным прибором с технологическими и геофизическими датчиками и системой измерения и передачи данных, спуск в отклонитель управляемого трубчатого зонда с уплотнителем и гидромониторным узлом в виде основного сопла и противоположно направленных толкающих сопел, организацию проводной линии связи, измерение скважинных параметров в реальном масштабе времени, ориентирование отклонителя в заданном азимутальном направлении и стопорение его в скважине фиксатором, нагнетание в полость зонда жидкости под давлением с закруткой по спирали потока завихрителем перед основным соплом, возврат отработанной жидкости в скважину, создание отверстия в обсадной колонне напротив отклонителя, введение в полученное отверстие трубчатого зонда, разрушение цемента и породы пласта и радиальное продвижение зонда вглубь пласта, контроль за продвижением зонда по пласту, изменение направления продвижения зонда и проводку дренажного ствола по оптимальной траектории, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности способа в сложных геолого-технологических условиях при его упрощении и повышении надежности, а также улучшении управляемости и контролируемости проводки трубчатого зонда, стопорение отклонителя осуществляют через герметизирующий башмак, отработанную жидкость возвращают в скважину через корпус, а создание отверстия в обсадной колонне, введение в полученное отверстие трубчатого зонда, разрушение цемента и породы пласта проводят одной технологической операцией за счет ввода абразива в основное сопло, которое включают в режиме работы струйного насоса по межтрубному кольцу, причем по этому кольцу пропускают часть обогащенной абразивом отработанной жидкости, которую создают последовательным пропусканием всей отработанной жидкости через надсопловый и корпусной контейнеры-сепараторы абразива, боковые входы которых располагают по ходу потока жидкости перед своими гидравлическими сопротивлениями, выполненными соответственно в виде круговой эластичной манжеты и с использованием уплотнителя зонда, при этом надсопловый контейнер-сепаратор размещают между основным и толкающими соплами, выполняют в виде труб разного диаметра, располагаемых коаксиально и частично одна в другой, причем первый его выход соединяют с межтрубным кольцом, а второй его выход связывают с затрубным пространством после манжеты, при этом корпусной контейнер-сепаратор размещают вдоль отклонителя над радиальной его частью и первый его выход соединяют через дозатор с кольцевым пространством между зондом и отклонителем, второй его выход связывают со скважиной, а боковой его вход выполняют в виде винтового паза с обеспечением закрутки по спирали входящего потока, причем продвижение зонда по пласту контролируют в пассивном режиме локации с помощью расположенных на корпусе по кругу и на разной глубине сейсмоакустических приемников упругих волн, излучаемых гидромониторным узлом, при этом проводят активную геонавигацию зонда с помощью размещаемых на гидромониторном узле дополнительных датчиков среды, например удельного кажущегося электрического сопротивления (КС) пород, которое измеряют катушкой индуктивности в импульсном режиме на разных временах задержки, а для изменения направления продвижения зонда используют термомеханический регулятор, например, в виде четырех стержней из сплава на основе титана с эффектом памяти формы, связанных с гидромониторным узлом симметрично по его образующим с возможностью раздельной деформации при движении зонда каждого из стержней за счет избирательного нагрева их электрическим током.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для бурения вертикальных скважин вращательным способом в анизотропных горных породах. .

Изобретение относится к буровому инструменту, в частности к устройству для поддержания скважинного бурового инструмента в вертикальном положении. .

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для сооружения восстающих дренажных скважин на два и более водоносных горизонта в неустойчивых породах при строительстве систем защиты горных предприятий от обводнения, обеспечивающих дополнительный отбор воды.

Изобретение относится к буровому инструменту, предназначенному для бурения нефтяных, газовых или геотермических скважин, причем упомянутый инструмент содержит два основных органа: полый вал и глухой трубчатый корпус инструмента, более заостренный, чем корпуса обычных буровых инструментов подобного типа.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению скважин с отбором керна при разведке месторождений твердых полезных ископаемых. .

Изобретение относится к технологии эксплуатации нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений и предназначено для использования при вскрытии продуктивных пластов, интенсификации добычи из них углеводородов за счет образования дополнительных зон притока.

Изобретение относится к бурению глубоких скважин, конкретно к устройствам для предупреждения их искривления и снижения вибрации бурильной колонны. .

Изобретение относится к техническим средствам для бурения вертикальных скважин. .

Изобретение предназначено для направленного бурения с одновременной подачей хвостовика с возможностью крепления защелками для многократных спускоподъемных операций.

Группа изобретений относится к узлу клина-отклонителя, скважинной системе и способу поддержки крутящего момента в узле клина-отклонителя. Узел клина-отклонителя содержит клин-отклонитель, имеющий наклонную поверхность и продольный желоб, образованный в наклонной поверхности; направляющий фрезер, соединенный с клином-отклонителем при помощи срезного винта и имеющий паз, сформированный в нем; и замок с заданным крутящим моментом, выполненный с возможностью перемещаться между выдвинутым положением и убранным положением.

Группа изобретений относится к области обработки удаленной от скважины зоны пласта за счет выполнения боковых каналов из ствола скважины. Получение более узких каналов, проходящих в пласт породы, окружающий ствол скважины, может оказать большую пользу для повышения производительности скважины в случаях, когда необходимо точно определить состояние скважины и когда предстоит произвести техобслуживание скважины.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения. Узел управления направлением бурения содержит корпус, имеющий исполнительный привод, установленный в нем и приводимый в действие для вращения приводного вала.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения. Узел управления направлением бурения содержит корпус, имеющий исполнительный привод, установленный в нем и приводимый в действие для вращения приводного вала.

Группа изобретений относится к способу и системам фрезеровки направляющего окна в обсадной колонне. Технический результат заключается в сокращении времени бурения.

Изобретение относится к техническим средствам для строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Изобретение относится к системе и способу определения местоположения инструмента во время бурения. Техническим результатом является обеспечение непрерывного отслеживания местоположения инструмента с учетом деформирования узла нижней части бурильной колонны.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения. Устройство для управления направлением бурения ствола скважины содержит внешний корпус, имеющий неравномерную жесткость, и внутренний корпус, расположенный по меньшей мере частично внутри внешнего корпуса, вращательно независимый от него и имеющий неравномерную жесткость, и приводной вал, расположенный по меньшей мере частично внутри внутреннего корпуса.

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения. Устройство для управления направлением бурения ствола скважины содержит внешний корпус, имеющий неравномерную жесткость, и внутренний корпус, расположенный по меньшей мере частично внутри внешнего корпуса, вращательно независимый от него и имеющий неравномерную жесткость, и приводной вал, расположенный по меньшей мере частично внутри внутреннего корпуса.

Изобретение относится к способам гидравлического разрыва в открытых стволах горизонтальных скважин, вскрывших многопластовую продуктивную залежь нефти с низкими фильтрационно-емкостными свойствами с подошвенной водой в карбонатных породах.

Изобретение относится к области многоствольного строительства и ремонта нефтегазовых скважин и, в частности, к зондовой перфорации обсаженной скважины и может быть использовано для массового радиального бурения дренажных стволов. Технический результат - повышение эффективности способа за счет его упрощения и повышения надежности. По способу в обсадную колонну на трубной подвеске спускают корпус, содержащий отклонитель, герметизирующий башмак и контейнер-сепаратор с абразивом, например корундом. На кабельной подвеске спускают зонд с гидромониторным узлом. Вращением с устья ориентируют отклонитель и стопорят его в скважине. Включают промывку скважины и нагнетают в полость зонда жидкость под давлением. При этом создание отверстия в обсадной колонне, введение в полученное отверстие трубчатого зонда, разрушение цемента и породы пласта проводят одной технологической операцией за счет ввода абразива в основное сопло устройства. Для этого подают управляющий сигнал, открывают с помощью дозатора первый выход корпусного сепаратора и принудительно или естественным образом вводят абразив в кольцевое пространство между зондом и отклонителем. Струей жидкости с абразивом, выходящей с высокой скоростью из основного сопла, прорезают обсадную колонну, цемент и породу пласта при подаче зонда вглубь пласта. Ввод абразива из сепаратора прекращают для его накопления. Накопленный абразив вместе с сепарируемым крупным шламом разрушаемой породы циркулируют через сепаратор для разрушения породы на протяжении проводки всего дренажного ствола. Мелкий шлам не используют в разрушении породы пласта. Его выводят на устье. Продвижение зонда по пласту контролируют с помощью постоянной и временной проводной линии связи и сейсмоакустических приемников. Измерительными сигналами характеризуют электрическое сопротивление и характер насыщения вскрываемых пород. Эти данные используют для навигации зонда, например, при вскрытии водоносной части пласта, когда необходима корректировка траектории продвигаемого зонда. Обеспечивают прием упругих волн от работающего гидромониторного узла и обеспечивают локацию зонда в пассивном режиме по глубине и азимуту. Локацию зонда обеспечивают путем измерения разницы амплитуды и времени прихода упругих волн от гидромониторного узла до различно расположенных на корпусе приемников. Изменение направления продвигаемого зонда проводят термомеханическим регулятором, выполненным в виде стержней из сплава на основе титана с эффектом памяти формы. Для корректировки траектории движения зонда подают напряжение питания на один из стержней регулятора и деформируют его в нужную сторону за счет нагрева электрическим током. Этим обеспечивают разворот гидромониторного узла с соплом и возвращают продвигаемый зонд на запланированную траекторию. 5 ил.

Наверх