Система тампонирования и ликвидации скважины
Настоящее изобретение относится к системе тампонирования и ликвидации скважины. Техническим результатом является создание усовершенствованной системы тампонирования и ликвидации скважины, обеспечивающей выдерживание давления в случае фонтанирования, повышение безопасность ликвидируемых скважин. Система тампонирования и ликвидации скважины содержит скважинную трубчатую конструкцию, имеющую внутреннюю часть и стенку и расположенную в стволе скважины, первую пробку, расположенную в скважинной трубчатой конструкции для герметизации нижней части скважинной трубчатой конструкции, вторую пробку, расположенную в скважинной трубчатой конструкции на расстоянии и над первой пробкой с изолированием при этом замкнутого пространства, имеющего давление пространства между первой пробкой и второй пробкой; причем в замкнутом пространстве расположено беспроводное ликвидационное устройство, содержащее: блок, предназначенный для повышения давления пространства под второй пробкой до испытательного давления в замкнутом пространстве, датчик, предназначенный для измерения температуры и/или давления в замкнутом пространстве во время применения испытательного давления в замкнутом пространстве и под второй пробкой для проверки герметизации по меньшей мере второй пробки; и коммуникационный модуль устройства, выполненный с возможностью приема входных сигналов от датчика и передачи сигналов от ликвидационного устройства, причем указанный модуль содержит: нагревательный элемент для повышения температуры в замкнутом пространстве с целью повышения тем самым давления в замкнутом пространстве, или заряд энергии, предназначенный для генерации газа и/или тепла в замкнутом пространстве с целью повышения тем самым давления в замкнутом пространстве, или газовый баллон с газом для повышения давления в замкнутом пространстве при выпуске газа в замкнутое пространство. Также заявлен способ тампонирования и ликвидации скважины. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к системе тампонирования и ликвидации скважины, а также к способу тампонирования и ликвидации скважины.
При снижении производительности скважины и исчерпании попыток увеличить добычу углеводородов из пласта выполняют тампонирование и ликвидацию малопродуктивной части скважины либо всей скважины целиком. Часто ликвидацию скважины производят путем установки в обсадной колонне цементной пробки, после чего создают давление в объеме обсадной колонны над цементной пробкой, с тем чтобы проверить, что пробка способна выдержать такое давление и тем самым предотвратить фонтанирование. Однако фонтанирование возникает вследствие чрезвычайно высокого давления, поступающего из-под пробки, но такие тестовые условия создать невозможно, поскольку объем в обсадной колонне под пробкой герметизирован, и следовательно, в нем нельзя создать давление. Таким образом, в известных системах тампонирования и ликвидации скважин оказывается достаточным лишь испытание давлением над пробкой. Тем не менее, сохраняется вероятность того, что цементная пробка выполнена недостаточно качественно и возникают зазоры или незацементированные участки. Если же такие зазоры или незацементированные участки возникают в нижней части пробки, то это может привести к повреждению пробки в случае поступления давления снизу.
Задачей настоящего изобретения является полное или частичное устранение указанных выше недостатков уровня техники. Более конкретно, задачей является создание усовершенствованной системы тампонирования и ликвидации скважины, обеспечивающей то, что пробка может выдержать давление в случае фонтанирования, и следовательно повышающей безопасность ликвидируемых скважин.
Перечисленные выше задачи, а также многие другие задачи, преимущества и признаки изобретения, которые будут очевидны из приводимого ниже описания, выполнены с помощью решения согласно настоящему изобретению посредством системы тампонирования и ликвидации скважины, содержащей:
- скважинную трубчатую конструкцию, имеющую внутреннюю часть и стенку и расположенную в стволе скважины;
- первую пробку, расположенную в скважинной трубчатой конструкции для герметизации нижней части скважинной трубчатой конструкции;
- вторую пробку, расположенную в скважинной трубчатой конструкции на расстоянии и над первой пробкой с изолированием при этом замкнутого пространства, имеющего давление пространства между первой пробкой и второй пробкой;
причем в замкнутом пространстве расположено беспроводное ликвидационное устройство, содержащее:
- блок, предназначенный для повышения давления пространства;
- датчик, предназначенный для измерения температуры и/или давления в замкнутом пространстве; и
- коммуникационный модуль устройства, выполненный с возможностью приема входных сигналов от датчика и передачи сигналов от ликвидационного устройства.
Благодаря наличию ликвидационного устройства в замкнутом пространстве под второй пробкой становится возможным испытание давлением второй пробки снизу. Таким образом, вторая пробка может быть подвергнута испытаниям в условиях, способствующих предотвращению фонтанирования снизу пробки. В известных из уровня техники решениях выполняют лишь испытание пробки сверху, создавая давление во внутреннем объеме скважинной трубчатой конструкции над пробкой, что отличается от испытания пробки повышенным давлением снизу.
Кроме того, во второй пробке может быть не предусмотрено сквозного отверстия для кабеля, проводника, оптической линии или линии управления.
Беспроводное ликвидационное устройство может быть выполнено с автономным питанием, например, от батареи или топливного элемента.
Система тампонирования и ликвидации скважины согласно изобретению может дополнительно содержать скважинный инструмент, расположенный в скважинной трубчатой конструкции над второй пробкой, причем скважинный инструмент содержит коммуникационный модуль инструмента для приема сигналов от ликвидационного устройства.
Также, коммуникационные модули могут передавать или принимать данные или сигналы с использованием электромагнитного излучения либо акустических или механических колебаний.
Кроме того, коммуникационный модуль может содержать преобразователь.
Дополнительно, преобразователь может представлять собой пьезоэлектрический элемент.
Кроме того, скважинный инструмент может содержать датчик инструмента, такой как датчик давления и/или датчик температуры.
Дополнительно, скважинный инструмент может представлять собой спускаемый на кабеле инструмент.
Первая пробка и вторая пробка могут быть расположены в одной и той же скважинной трубчатой конструкции.
Также, скважинный инструмент может быть выполнен с возможностью связи с блоком управления на поверхности.
Дополнительно, указанный блок может содержать нагревательный элемент для повышения температуры в замкнутом пространстве с целью повышения давления.
Такой нагревательный элемент может представлять собой нагреватель.
Дополнительно, указанный блок может содержать заряд энергии для повышения температуры в замкнутом пространстве с целью повышения давления.
Указанный заряд энергии может представлять собой медленногорящее взрывчатое вещество.
Дополнительно, указанный заряд энергии может обеспечивать генерацию давления газа и/или тепла.
Кроме того, указанный блок может содержать газовый баллон с газом для повышения давления в замкнутом пространстве при выпуске газа в это замкнутое пространство.
Также, указанный блок может содержать насос и резервуар для текучей среды, содержащий текучую среду.
Дополнительно, указанный блок может содержать аккумулятор.
Ликвидационное устройство может содержать модуль питания типа батареи.
Кроме того, ликвидационное устройство может содержать таймер.
Дополнительно, ликвидационное устройство может содержать узел определения объема, обеспечивающий измерение характеристик замкнутого пространства для определения объема замкнутого пространства.
Первая пробка и вторая пробка могут быть выполнены из цемента.
Кроме того, цемент может содержать множество блоков датчиков, выполненных с возможностью формирования ячеистой сети.
Указанная ячеистая сеть может представлять собой самовосстанавливающуюся ячеистую сеть.
По меньшей мере множество из множества блоков датчиков могут быть снабжены элементом определения для определения цементирующих характеристик цемента.
Также, ликвидационное устройство может содержать анкерный узел, обеспечивающий анкерное крепление ликвидационного устройства к стенке скважинной трубчатой конструкции между первой пробкой и второй пробкой.
Дополнительно, в замкнутом пространстве может содержаться текучая среда.
Настоящее изобретение также относится к способу тампонирования и ликвидации скважины, содержащему следующие этапы:
- размещают первую пробку в скважинной трубчатой конструкции для герметизации нижней части скважинной трубчатой конструкции;
- размещают ликвидационное устройство над первой пробкой;
- размещают вторую пробку в скважинной трубчатой конструкции на расстоянии и над первой пробкой с изолированием при этом замкнутого пространства, имеющего давление пространства между первой пробкой и второй пробкой, причем ликвидационное устройство расположено в замкнутом пространстве;
- повышают давление в замкнутой области с помощью ликвидационного устройства;
- измеряют температуру и/или давление в замкнутой области; и
- передают результат измерения и/или по меньшей мере сигнал, характеризующий результат измерения, в зону над второй пробкой.
Способ тампонирования и ликвидации скважины согласно изобретению может дополнительно содержать этап, на котором размещают над второй пробкой скважинный инструмент, выполненный с возможностью приема результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения.
Кроме того, способ тампонирования и ликвидации скважины согласно изобретению может дополнительно содержать этап, на котором осуществляют прием результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения, с помощью коммуникационного модуля скважинного инструмента от ликвидационного устройства с использованием ячеистой сети во второй пробке.
Способ тампонирования и ликвидации скважины согласно изобретению может также содержать этап, на котором осуществляют прием результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения, с помощью коммуникационного модуля скважинного инструмента от ликвидационного устройства с использованием электромагнитного излучения либо акустических или механических колебаний.
Необходимо отметить, что по тексту данного описания термин «ячеистая сеть» следует понимать как сеть, в которой каждый из соответствующих датчиков образует собой узел сети, выполненный с возможностью ретрансляции данных для этой сети. Таким образом, все входящие в сеть датчики взаимодействуют в процессе распределения данных по сети. В контексте настоящего изобретения, передача данных в ячеистой сети осуществляется посредством маршрутизации данных между датчиками до тех пора, пока данные не дойдут до места назначения. Путь передачи данных не является постоянным, а подвергается перемаршрутизации в случае недоступности какого-либо из имеющихся датчиков.
Изобретение и его многочисленные преимущества описаны ниже более подробно со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, иллюстрирующие некоторые из вариантов осуществления, не имеющих ограничительного характера, где:
- фиг. 1 представляет собой вид в частичном поперечном разрезе системы тампонирования и ликвидации скважины;
- фиг. 2 представляет собой вид в частичном поперечном разрезе другой системы тампонирования и ликвидации скважины, снабженной скважинным инструментом;
- фиг. 3 представляет собой вид в частичном поперечном разрезе представленной в увеличенном масштабе части еще одной системы тампонирования и ликвидации скважины;
- фиг. 4 представляет собой вид в частичном поперечном разрезе другой системы тампонирования и ликвидации скважины, снабженной ячеистой сетью;
- фиг. 5 представляет собой схему блока датчиков.
Все чертежи выполнены очень схематичными, не обязательно с выдерживанием масштаба и иллюстрируют лишь те компоненты, описание которых необходимо для раскрытия сущности изобретения, при этом остальные части не показаны или показаны без объяснения.
На фиг. 1 показана система 100 тампонирования и ликвидации скважины, содержащая скважинную трубчатую конструкцию 1, имеющую внутреннюю часть 2 и стенку 3 и расположенную в стволе 4 скважины. Система тампонирования и ликвидации скважины дополнительно содержит первую пробку 5, расположенную в скважинной трубчатой конструкции 1, для герметизации нижней части 6 скважинной трубчатой конструкции, и вторую пробку 7, расположенную в скважинной трубчатой конструкции 1 на расстоянии d и над первой пробкой 5, с изолированием при этом замкнутого пространства 8 между первой пробкой и второй пробкой, причем замкнутое пространство 8 имеет давление Ps пространства. В замкнутом пространстве расположено беспроводное ликвидационное устройство 10, причем ликвидационное устройство содержит блок 11, обеспечивающий повышение давления пространства, датчик 12, предназначенный для измерения температуры и/или давления в замкнутом пространстве, и коммуникационный модуль 14 устройства, выполненный с возможностью приема входных сигналов от датчика и передачи сигналов от ликвидационного устройства. Благодаря наличию ликвидационного устройства в замкнутом пространстве 8 под второй пробкой 7 становится возможным испытание давлением второй пробки снизу, в результате чего эту вторая пробка может быть подвергнута испытаниям в условиях, способствующих предотвращению фонтанирования снизу пробки.
В известных из уровня техники решениях действуют условия, при которых испытание пробки осуществляется сверху или через пробку проходят кабели, создающие определенный риск, поскольку пробка не герметизирована, что приводило к возникновению значительных утечек. Учитывая, что такие кабели приходят со временем в негодность ввиду их работы в неблагоприятной окружающей среде, что чревато утечками спустя очень короткое время, при использовании таких проходящих через пробку кабелей не удается обеспечить надежного тампонирования скважины.
Благодаря размещению беспроводного ликвидационного устройства 10 в замкнутом пространстве 8, пробка над беспроводным ликвидационным устройством 10 не имеет сквозного отверстия, так что через нее не проходят провода, кабели и пр., вследствие чего с течением такая пробка оказывается гораздо более безопасной, что крайне важно при оставлении скважины или ее части на многие годы, если не навсегда.
После установки второй пробки 7 блок 11 обеспечивает повышение давления или температуры (и, соответственно, давления), при этом датчик 12 осуществляет измерение давления и/или температуры с целью выявления, сохраняется ли давление в замкнутом пространстве 8 перед его естественным падением вследствие теплопередачи, происходящей с течением времени из замкнутого пространства в окружающую среду. Таким образом выполняют испытание второй пробки 7 давлением снизу, и одновременно с этим испытание первой пробки 5 сверху. После того как датчик 12 определил давление или температуру, коммуникационный модуль передает результаты измерения в какое-либо устройство над второй пробкой 7 или просто передает сигнал, характеризующий измеренную температуру или давление.
Как показано на фиг. 2, система 100 тампонирования и ликвидации скважины дополнительно содержит скважинный инструмент 15, расположенный в скважинной трубчатой конструкции 1 над второй пробкой 7, причем скважинный инструмент содержит коммуникационный модуль 16 для приема по меньшей мере одного сигнала от ликвидационного устройства 10. Такой сигнал может служить указанием на то, что в замкнутом пространстве 8 имело место повышение давления, то есть что блок, предусмотренный в ликвидационном устройстве 10, произвел повышение давления. Скважинный инструмент 15 содержит датчик 20 давления и/или температуры. Благодаря измерению давления и/или температуры над второй пробкой 7 в процессе повышения давления в замкнутом пространстве становится возможным обнаружение утечки датчиком 20, либо проверка датчиком 20 достаточно надежной герметизации пробки. Таким образом, датчик 12 ликвидационного устройства 10 измеряет температуру/давление текучей среды в замкнутом пространстве с целью выявления факта повышения давления, а коммуникационный модуль 14 передает на инструмент 15 информацию об этом факте повышения давления. Датчик 20 инструмента 15 измеряет температуру/давление непосредственно над второй пробкой 7 в течение времени повышения давления в замкнутом пространстве, и если датчик 20 инструмента не определит повышения температуры/давления, значит первая и вторая пробки 5, 7 обеспечивают уплотнение, которое будет достаточным для ликвидации скважины или бурения новой скважины в другом направлении над второй пробкой 7.
Как можно видеть на фиг. 2, скважинный инструмент 15 представляет собой спускаемый на кабеле инструмент, при этом данные верификации или результаты измерений могут передаваться на поверхность или к устью скважины по кабелю. Кабель может представлять собой какой-либо другой тип линии, например, оптическую линию связи и т.п. Таким образом, скважинный инструмент 15 выполнен с возможностью связи с блоком управления (не показан) на поверхности или у устья скважины. Коммуникационные модули инструмента 15 и ликвидационного устройства 10 могут передавать или принимать сигналы с использованием электромагнитного излучения либо акустических или механических колебаний. В одном из вариантов осуществления изобретения коммуникационный модуль (модули) содержит (содержат) преобразователь, который может представлять собой пьезоэлектрический элемент, передающий и/или принимающий механические колебания через скважинную трубчатую конструкцию или окружающее ее пространство.
Как показано на фиг. 3, коммуникационный модуль 16 скважинного инструмента 15 и коммуникационный модуль 14 ликвидационного устройства 10 примыкают к стенке скважинной трубчатой металлической конструкции, осуществляя передачу сигналов от одного к другому с использованием акустических или механических колебаний через стенку скважинной трубчатой металлической конструкции.
Как показано на фиг. 1, первая пробка 5 и вторая пробка 7 расположены в одной и той же скважинной трубчатой конструкции и выполнены, как правило, из цемента. Как показано на фиг. 4, цемент содержит блоки 31 датчиков, образующие собой ячеистую сеть 30 (показана стрелками), которая может представлять собой самовосстанавливающуюся ячеистую сеть. Таким образом, скважинный инструмент и ликвидационное устройство 10 получают возможность связи «сквозь» цемент посредством блоков 31 датчиков ячеистой сети 30.
Благодаря наличию множества блоков датчиков, распределенных в цементе, ячеистая сеть может быть образована блоками датчиков, каждый из которых может передавать информацию на соседний блок датчиков, который, в свою очередь, передает дальше данные, полученные от расположенного ниже блока. Такой цикл продолжается до тех пор, пока данные не достигнут поверхности.
Для увеличения давления в замкнутом пространстве 8, блок 11 содержит нагревательный элемент 17, как показано на фиг. 1, для повышения температуры в замкнутом пространстве и, соответственно, увеличения давления. Нагревательный элемент может представлять собой нагреватель, такой как электрический нагревательный элемент. Как показано на фиг. 2, блок 11 содержит заряд 18 энергии для повышения температуры в замкнутом пространстве 8 и, тем самым, повышения давления в замкнутом пространстве 8. Заряд энергии также повышает давление при превращении твердого вещества в газ. Указанный заряд энергии может представлять собой медленногорящее взрывчатое вещество или другой аналогичный заряд, способствующий возникновению реакции горения. Заряд энергии может представлять собой состав, при перемешивании которого происходит химическая реакция или разложение. Таким образом, заряд энергии может быть предназначен для генерации давления газа и/или тепла. Как показано на фиг. 4, блок 11 снабжен газовым баллоном 19 с газом для повышения давления в замкнутом пространстве при выпуске газа в замкнутое пространство. Как можно видеть на фиг. 3, блок 11 содержит насос 23 и двигатель 24 для приведения насоса в действие. Блок дополнительно содержит резервуар 25 для текучей среды, содержащий текучую среду, например аккумулятор. Для подачи питания на блок и остальные узлы ликвидационного устройства ликвидационное устройство 10 содержит модуль 26 питания, например батарею. Ликвидационное устройство 10 может также содержать таймер 27, как показано на фиг. 4, благодаря чему отпадает необходимость в подаче на ликвидационное устройство сигнала для включения блока 11 с целью повышения давления в замкнутом пространстве, вместо этого он активируется по прошествии некоторого интервала времени, регулируемого таймером.
Благодаря наличию в замкнутом пространстве 8 беспроводного ликвидационного устройства, выполненного с автономным питанием, например от батареи или топливного элемента, беспроводное ликвидационное устройство не зависит от получения энергии из пространства над второй пробкой либо с помощью кабеля, проходящего через пробку, либо через скважинную трубчатую металлическую конструкцию, например, с использованием находящихся в ней или проходящих через нее линий.
Как показано на фиг. 4, ликвидационное устройство 10 содержит узел 22 определения объема, обеспечивающий измерение характеристик замкнутого пространства 8 с целью определения объема этого замкнутого пространства. Если пробки установлены недостаточно точно, то узел 22 определения объема будет определять объем замкнутого пространства, который можно использовать для более точного определения давления в замкнутом пространстве в процессе увеличения давления.
В процессе изготовления пробок каждый блок 31 датчиков размещают в текучем цементе в произвольном порядке, таким образом, распределение блоков 31 датчиков оказывается случайным, хотя они и распределены в цементе равномерно, с тем чтобы достигалось более или менее равномерное распределение блоков 31 датчиков по текучему цементу, как показано на фиг. 4. Следует учесть, что хотя на фиг. 4 позицией 31 обозначены только некоторые из блоков датчиков, каждый из показанных на этом чертеже круговых элементов отображает блок 31 датчиков.
Как будет разъяснено ниже по тексту, сказанное выше достигается благодаря такому выполнению блоков 31 датчиков, при котором создается физически распределенная независимая и локализованная измерительная сеть, предпочтительно с коммуникационной структурой, в которой осуществляется связь между равноправными узлами сети. Как станет понятно из нижеследующего описания, ячеистая сеть, сформированная блоками 31 датчиков в виде самовосстанавливающейся ячеистой сети, автоматически обеспечивает надежный и самовосстанавливающийся тракт прохождения данных даже в тех случаях, когда по меньшей мере некоторые из блоков 31 датчиков находятся за пределами конечного пункта назначения, то есть места сбора данных на уровне поверхности. Все блоки 31 датчиков выполняются предпочтительно одинаковыми, хотя каждый из них снабжен уникальным идентификационным номером. Как показано на фиг. 5, каждый блок 31 датчиков снабжен некоторым количеством компонентов, обеспечивающих для блока 31 датчиков разнообразные функциональные возможности. Каждый блок 31 датчиков включает в себя источник 41 питания, блок 42 цифровой обработки данных, приемопередатчик 43, преобразователь 44 и, опционально, сенсорный модуль 45, содержащий дополнительные датчики. Указанный сенсорный модуль 45 может содержать, например, датчик температуры и/или датчик давления. Преобразователь 44 совместно с блоком 42 цифровой обработки данных образуют собой элемент 46 определения для определения характеристик цемента. Характеристики цемента включают в себя, в частности, акустический импеданс, благодаря чему можно определять сохранность структуры цемента, анализируя акустический импеданс с выяснением при этом, качественно ли выполнена цементная пробка и нет ли каверн, не заполненных цементом. Элемент 46 определения может быть использован, например, совместно с блоком 42 цифровой обработки данных с формированием при этом блока определения для определения данных о положении блока 31 датчиков.
Каждый из указанных блоков 31 датчиков ячеистой сети размещают в цементе, при этом по меньшей мере один из указанных блоков датчиков может быть снабжен элементом определения для определения цементирующих характеристик цемента в кольцевом пространстве. Если какой-либо блок датчиков обнаружит цемент повсюду по соседству с ним, то этот блок может передать на соседний блок результат измерения или всего лишь сигнал «Нормально», а если блок обнаружит наличие нецементированного участка, то он сможет послать соответствующий результат измерения или только сигнал «Неисправность» с целью облегчения передачи данных на поверхность. Таким образом, становится также возможной проверка цемента в пробке, благодаря чему в случае если вторая пробка выполнена недостаточно качественно, можно будет залить дополнительный объем цементного раствора перед выполнением испытания давлением.
Источник 41 питания выполнен с возможностью снабжения энергией остальных компонентов 42-45 блока 31 датчиков либо с помощью внутреннего источника энергии типа одной или более батарей, либо путем преобразования энергии находящегося поблизости цемента в электроэнергию. Блок 42 цифровой обработки данных содержит блок 47 формирования сигналов, модуль 48 обработки данных, модуль 49 хранения данных и микроконтроллер 50. Блок 42 цифровой обработки данных выполнен с возможностью управления функционированием всего блока 31 датчиков, а также временного хранения измеренных параметров в памяти модуля 49 хранения данных. Приемопередатчик 43 выполнен с возможностью обеспечения беспроводной связи с приемопередатчиками соседних блоков 31 датчиков. Для этого приемопередатчик 43 содержит модуль радиосвязи и антенну. Модуль радиосвязи может быть выполнен с возможностью обеспечения связи в соответствии с хорошо известными протоколами радиосвязи, например, IEEE 801. laq (Shortest Path Bridging, мостовое соединение по кратчайшему пути), IEEE 802.15.4 (стандарт ZigBee) и др. Преобразователь 44 выполнен с возможностью передачи и приема гидроакустических сигналов/импульсов с целью определения характеристик находящегося поблизости цемента.
Как показано на фиг. 4, ликвидационное устройство 10 содержит анкерный узел 21, обеспечивающий анкерное крепление ликвидационного устройства 10 к стенке скважинной трубчатой конструкции 1 между первой пробкой 5 и второй пробкой 7. Анкерный узел может быть выполнен в любой форме, которая будет обеспечивать крепление ликвидационного устройства 10.
Настоящее изобретение также относится к способу тампонирования и ликвидации скважины. Согласно этому способу, размещают первую пробку 5 в скважинной трубчатой конструкции 1 для герметизации нижней части 6 скважинной трубчатой конструкции 1. Затем размещают ликвидационное устройство 10 над первой пробкой, а вторую пробку 7 размещают в скважинной трубчатой конструкции на расстоянии и над первой пробкой с изолированием при этом замкнутого пространства 8, имеющего давление пространства между первой пробкой и второй пробкой, причем ликвидационное устройство расположено в замкнутом пространстве, После этого повышают давление в замкнутой области с помощью ликвидационного устройства и измеряют температуру и/или давление в замкнутой области. Далее передают по меньшей мере сигнал, характеризующий результат измерения, и/или сам результат измерения в зону над второй пробкой.
Кроме того, в способе тампонирования и ликвидации скважины, над второй пробкой 7 может быть расположен скважинный инструмент 15, выполненный с возможностью приема результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения. Кроме этого, осуществляют прием результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения, с помощью коммуникационного модуля 16 скважинного инструмента от ликвидационного устройства с использованием ячеистой сети во второй пробке. Дополнительно в данном способе прием результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения, может осуществляться с помощью коммуникационного модуля скважинного инструмента от ликвидационного устройства 10 с использованием электромагнитного излучения либо акустических или механических колебаний.
Под текучей средой или скважинной текучей средой понимается любой тип текучей среды, которая может присутствовать в нефтяной или газовой скважине, например, природный газ, нефть, буровой раствор, сырая нефть, вода и так далее. Под газом понимается любой тип газовой смеси, присутствующей в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью понимается любой тип нефтяной смеси, например, сырая нефть, нефтесодержащая текучая среда и так далее. Таким образом, в состав газа, нефти и воды могут входить другие элементы или вещества, которые не являются газом, нефтью и/или водой, соответственно.
Под обсадной колонной или скважинной трубчатой конструкцией понимается любой тип трубы, трубчатого элемента, трубопровода, хвостовика, колонны труб и так далее, используемых в скважине при добыче нефти или природного газа.
В том случае, когда невозможно полностью погрузить инструмент в обсадную колонну, для проталкивания инструмента до нужного положения в скважине может быть использован скважинный трактор. Скважинный трактор может иметь выдвижные рычаги, имеющие колеса, причем колеса входят в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны для продвижения трактора и инструмента вперед в скважине. Скважинный трактор представляет собой любой вид приводного инструмента, способного толкать или тянуть инструменты в скважине, например, Well Tractor®.
Хотя изобретение описано выше на примере предпочтительных вариантов его осуществления, специалисту в данной области техники очевидно, что возможны модификации данного изобретения, не выходящие за пределы объема правовой охраны изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения.
1. Система (100) тампонирования и ликвидации скважины, содержащая:
- скважинную трубчатую конструкцию (1), имеющую внутреннюю часть (2) и стенку (3) и расположенную в стволе (4) скважины;
- первую пробку (5), расположенную в скважинной трубчатой конструкции для герметизации нижней части (6) скважинной трубчатой конструкции;
- вторую пробку (7), расположенную в скважинной трубчатой конструкции на расстоянии (d) и над первой пробкой с изолированием при этом замкнутого пространства (8), имеющего давление (Ps) пространства между первой пробкой и второй пробкой; причем в замкнутом пространстве расположено беспроводное ликвидационное устройство (10), содержащее:
- блок (11), предназначенный для повышения давления пространства под второй пробкой до испытательного давления в замкнутом пространстве;
- датчик (12), предназначенный для измерения температуры и/или давления в замкнутом пространстве во время применения испытательного давления в замкнутом пространстве и под второй пробкой для проверки герметизации по меньшей мере второй пробки; и
- коммуникационный модуль (14) устройства, выполненный с возможностью приема входных сигналов от датчика и передачи сигналов от ликвидационного устройства, причем указанный модуль содержит:
- нагревательный элемент (17) для повышения температуры в замкнутом пространстве с целью повышения тем самым давления в замкнутом пространстве, или
- заряд (18) энергии, предназначенный для генерации газа и/или тепла в замкнутом пространстве с целью повышения тем самым давления в замкнутом пространстве, или
- газовый баллон (19) с газом для повышения давления в замкнутом пространстве при выпуске газа в замкнутое пространство.
2. Система по п. 1, в которой по меньшей мере во второй пробке не предусмотрено сквозного отверстия для кабеля, проводника, оптической линии или линии управления.
3. Система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая скважинный инструмент (15), расположенный в скважинной трубчатой конструкции над второй пробкой, причем скважинный инструмент содержит коммуникационный модуль (16) инструмента для приема сигналов от ликвидационного устройства.
4. Система по п. 3, в которой скважинный инструмент содержит датчик (20) инструмента, такой как датчик давления и/или датчик температуры.
5. Система по любому из пп. 1-4, в которой ликвидационное устройство содержит узел определения объема, обеспечивающий измерение характеристик замкнутого пространства для определения объема замкнутого пространства.
6. Система по любому из пп. 1-5, в которой первая пробка и вторая пробка выполнены из цемента.
7. Система по п. 6, в которой цемент содержит множество блоков (31) датчиков, выполненных с возможностью формирования ячеистой сети (30).
8. Система по п. 7, в которой по меньшей мере множество из множества блоков датчиков снабжены элементом (46) определения для определения цементирующих характеристик цемента.
9. Система по любому из пп. 1-8, в которой ликвидационное устройство содержит анкерный узел (21), обеспечивающий анкерное крепление ликвидационного устройства к стенке скважинной трубчатой конструкции между первой пробкой и второй пробкой.
10. Способ тампонирования и ликвидации скважины, содержащий следующие этапы:
- размещают первую пробку (5) в скважинной трубчатой конструкции (1) для герметизации нижней части (6) скважинной трубчатой конструкции;
- размещают ликвидационное устройство (10) над первой пробкой;
- размещают вторую пробку (7) в скважинной трубчатой конструкции на расстоянии (d) и над первой пробкой с изолированием при этом замкнутого пространства (8), имеющего давление (Ps) пространства между первой пробкой и второй пробкой, причем ликвидационное устройство расположено в замкнутом пространстве;
- повышают давление до испытательного давления в замкнутом пространстве и под второй пробкой с помощью ликвидационного устройства;
- измеряют температуру и/или давление в замкнутом пространстве и под второй пробкой во время применения испытательного давления в замкнутом пространстве для проверки герметизации по меньшей мере второй пробки; и
- передают результат измерения и/или по меньшей мере сигнал, характеризующий результат измерения, в зону над второй пробкой.
11. Способ по п. 10, дополнительно содержащий следующий этап:
- размещают над второй пробкой скважинный инструмент, выполненный с возможностью приема результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения.
12. Способ по п. 10 или 11, дополнительно содержащий следующий этап:
- осуществляют прием результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения, с помощью коммуникационного модуля скважинного инструмента от ликвидационного устройства с использованием ячеистой сети во второй пробке.
13. Способ по п. 10 или 11, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют прием результата измерения и/или сигнала, характеризующего результат измерения, с помощью коммуникационного модуля скважинного инструмента от ликвидационного устройства с использованием электромагнитного излучения либо акустических или механических колебаний.
