RU2611791C1 - Method for separation of horizontal well into separate sections - Google Patents

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry, namely to methods for isolation of zones of drilling problems during drilling and workover. The method includes determination by geophysical studies of the length and the location of separation zones, lowering on the pipe string of the profile disconnetors with cylindrical ends, each of which is placed in the central bore between the upper and lower stops. The central hole inside each disconnector is additionally provided with a nipple and an electric valve and each disconnector in the middle part - with the cylindrical section for the nipple with a calibrated narrowing located aside the bottomhole. Below the central hole is equipped with a shoe with a check valve, and the lower of the disconnectors below the shoe - with the cylindrical bushing with side holes, calibrated internal diameter and lower stop. After discharge the excess pressure inside the disconnectors is provide through electric valves, and after sealing and fixation in the interval of installation the drill string is lowered down to the shoe stop to the lower stop. Nipples are hermetically arranged in calibrated narrowings and the shoe - in a cylindrical bushing below lateral holes. interconnection with the space below releasers is implemented through electric valves, which are opened and closed by electric signals from the wellhead if necessary.

EFFECT: decrease of time costs by eliminating of additional round-trip operations.

2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам изоляции зон осложнений при бурении и ремонте скважин.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods of isolating zones of complications during drilling and well repair.

Известен способ изоляции осложнений в скважине профильными перекрывателями (патент RU №2433246, Е21В 29/10, опубл. 10.11.2011 г.), включающий спуск на колонне труб профильного перекрывателя, размещенного между верхним упором и калибратором, с посадочным инструментом в интервал установки, расширение перекрывателя калибратором и расширяющимся конусом снизу вверх для плотного и герметичного прижатия к стенкам скважины и извлечение инструмента из скважины. При наличии нескольких интервалов изоляции устанавливают несколько аналогичных по конструкции перекрывателей, концы которых над верхним упором и под калибратором герметично перекрывают перед спуском, на расстоянии между собой и соответствующей длины, достаточной для установки напротив соответствующих интервалов изоляции. Перед калибровкой внутри профильных перекрывателей создают избыточное давление, достаточное для предварительного расправления перекрывателей и фиксации их относительно стенок скважины.A known method of isolating complications in a well with profile shutoffs (patent RU No. 2433246, ЕВВ 29/10, published on November 10, 2011), including the descent on the pipe string of a profile shutoff placed between the upper stop and the calibrator, with a landing tool in the installation interval, expanding the overlap with a calibrator and an expanding cone from the bottom up for tight and tight pressing against the walls of the well and removing the tool from the well. If there are several insulation intervals, several overlapping structures of the same design are installed, the ends of which above the upper stop and under the calibrator are hermetically sealed before the descent, at a distance between themselves and of an appropriate length sufficient to be installed opposite the corresponding insulation intervals. Before calibration, inside the profile shutoffs, an excess pressure is created that is sufficient for the preliminary spreading of the shutoffs and their fixation relative to the well walls.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- высокая вероятность заклинивания инструмента в горизонтальном стволе, так как при выходе гидродомкрата в вертикальный участок скважины в горизонтальном стволе нагрузка не доходит до последнего пуансона;- a high probability of jamming of the tool in the horizontal wellbore, since when the hydraulic jack exits into the vertical section of the well in the horizontal wellbore, the load does not reach the last punch;

- высокие материальные затраты на осуществление способа из-за наличия большого количества пуансонов, гидродомкрата и так далее.- high material costs for the implementation of the method due to the presence of a large number of punches, hydraulic jack and so on.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разобщения горизонтальной скважины на отдельные участки (патент RU №2564321, Е21В 29/10, опубл. 27.09.2015 г.), включающий определение геофизическими исследованиями длины и расположения зон разобщения, спуск на колонне труб профильных разобщителей с цилиндрическими концами, каждый из которых размещен между верхним и нижним упорами, при этом расстояние между разобщителями выбирают согласно расположению и длинам зон разобщения, создание внутри разобщителей избыточного давления для их предварительного выправления и фиксации в интервале установки, окончательное расширение разобщителей сверху вниз роликовым развальцевателем с регулируемым диаметром, причем перед спуском в разобщители с двух сторон герметично вставляют верхний и нижний упоры, наружный диаметр которых на 2-3% меньше внутреннего диаметра цилиндрических концов разобщителей, а на профильной части разобщителей размещают уплотнительные элементы так, чтобы при расширении разобщителей развальцевателем не происходило перекрытия по длине уплотнительных элементов для герметизации внутреннего пространства скважины, кроме этого в средней профильной части разобщителя располагают уплотнительные элементы из более твердого и износостойкого материала.The closest in technical essence and the achieved result is a method of separating a horizontal well into separate sections (patent RU No. 2564321, ЕВВ 29/10, publ. 09/27/2015), including the determination by geophysical studies of the length and location of the zones of separation, descent on the pipe string profile disconnectors with cylindrical ends, each of which is placed between the upper and lower stops, while the distance between the disconnectors is chosen according to the location and lengths of the zones of separation, the creation inside the disconnectors is redundant pressure for their preliminary straightening and fixing in the installation interval, the final expansion of the disconnectors from top to bottom with a roller flare with an adjustable diameter, and before lowering into the disconnectors, the upper and lower stops are tightly inserted on both sides, the outer diameter of which is 2-3% less than the inner diameter of the cylindrical the ends of the disconnectors, and on the profile part of the disconnectors, sealing elements are placed so that when the disconnectors expand with a flarer, there is no overlap along the length of sealing elements for sealing the internal space of the well, in addition, in the middle profile part of the disconnector, sealing elements of a harder and wear-resistant material are located.

Недостатком данного способа является необходимость проведения дополнительных спуско-подъемных операций для окончательного расширения профильных разобщителей и прижатия уплотнительных элементов к стенкам скважины, а также для установки электрических клапанов, что приводит к дополнительным временным и материальным затратам.The disadvantage of this method is the need for additional tripping operations for the final expansion of the profile disconnectors and pressing the sealing elements to the walls of the well, as well as for installing electric valves, which leads to additional time and material costs.

Технической задачей предлагаемого способа является снижение временных и материальных затрат на его осуществление за счет исключения дополнительных спуско-подъемных операций для окончательного расширения профильных разобщителей и прижатия уплотнительных элементов к стенкам скважины, а также для установки электрических клапанов.The technical task of the proposed method is to reduce the time and material costs for its implementation by eliminating additional tripping operations for the final expansion of profile disconnectors and pressing the sealing elements to the walls of the well, as well as for installing electrical valves.

Техническая задача решается способом разобщения горизонтальной скважины на отдельные участки, включающим определение геофизическими исследованиями длины и расположения зон разобщения, спуск на колонне труб профильных разобщителей с цилиндрическими концами, каждый из которых размещен на центральном стволе между верхним и нижним упорами, причем расстояние между разобщителями выбирают согласно расположению и длинам зон разобщения, создание внутри разобщителей избыточного давления для их выправления и герметичной фиксации в интервале установки.The technical problem is solved by the method of separation of the horizontal well into separate sections, including the determination by geophysical studies of the length and location of the zones of separation, the descent on the pipe string of profile disconnectors with cylindrical ends, each of which is placed on the central shaft between the upper and lower stops, and the distance between the disconnectors is selected according to the location and length of the zones of separation, the creation inside the disconnectors of excessive pressure for their straightening and tight fixation in the interval e installation.

Новым является то, что центральный ствол внутри каждого разобщителя дополнительно снабжают ниппелем и электрическим клапаном, а каждый разобщитель в средней части - цилиндрическим участком под ниппель с калиброванным сужением, расположенным со стороны забоя скважины, причем снизу центральный ствол оснащают башмаком с обратным клапаном, а нижний из разобщителей ниже башмака - цилиндрической втулкой с боковыми отверстиями, тарированным внутренним диаметром и нижним упором, после спуска избыточное давление внутри разобщителей создают через соответствующие электрические клапаны, а после герметизации и фиксации в интервале установки колонну бурильных труб спускают до упора башмака в нижний упор, при этом ниппели герметично располагаются в калиброванных сужениях, а башмак - в цилиндрической втулке ниже боковых отверстий, сообщение с пространством ниже разобщителей осуществляют через соответствующие электрические клапаны, которые открывают и закрывают при необходимости электрическими сигналами с устья скважины.What is new is that the central shaft inside each disconnector is additionally equipped with a nipple and an electric valve, and each disconnector in the middle part is provided with a cylindrical section for the nipple with calibrated narrowing located on the bottom side of the well, and the central shaft is equipped with a check valve from below and a lower one of the disconnectors below the shoe - a cylindrical sleeve with side holes, calibrated inner diameter and lower stop, after descent, overpressure inside the disconnectors creates h the corresponding electric valves are cut, and after sealing and fixing in the installation interval, the drill pipe string is lowered to the shoe stop at the lower stop, while the nipples are hermetically seated in calibrated contractions and the shoe in the cylindrical sleeve below the side openings, communication with the space below the disconnectors is carried out through appropriate electrical valves that open and close, if necessary, with electrical signals from the wellhead.

На фиг. 1 показан спуск нескольких размещенных герметично между верхними и нижними упорами, аналогичных по конструкции профильных разобщителей с цилиндрическими участками под ниппель.In FIG. 1 shows the descent of several sealed between the upper and lower stops, similar in design to profile disconnectors with cylindrical sections under the nipple.

На фиг. 2 показаны несколько аналогичных по конструкции профильных разобщителей в рабочем положении.In FIG. 2 shows several similar in design profile disconnectors in the working position.

Способ осуществляется в следующей последовательности.The method is carried out in the following sequence.

После проведения геофизических исследований и определения количества, расположения и длин разобщаемых участков в горизонтальный ствол 1 (фиг. 1, 2) скважины на колонне бурильных труб 2 спускают профильные разобщители 3, размещенные герметично между верхним 4 (фиг. 1) и нижним 5 упорами, установленными на центральных стволах 6. Верхний 4 и нижний 5 упоры снабжены герметизирующими манжетами 7, 8. Центральные стволы 6 (фиг. 1, 2) внутри каждого разобщителя 3 дополнительно снабжают ниппелем 9 и электрическим клапаном 10, а каждый разобщитель 3 - цилиндрическим участком 11 с калиброванным сужением 12, расположенным со стороны забоя 13 скважины под ниппель 9. Центральный ствол 6 нижнего разобщителя 3 снизу оснащен башмаком 14 с обратным клапаном 15, а нижний разобщитель 3 (фиг. 1) ниже башмака 14 - цилиндрической втулкой 16 с боковыми отверстиями 17, тарированным внутренним диаметром и нижним упором 18. Профильные разобщители 3 (фиг. 1, 2) с центральными стволами 6 между собой соединяют бурильными трубами 19, длина которых выбирается с учетом длины соответствующих интервалов разобщения. По мере спуска профильных разобщителей 3 в скважину, благодаря обратному клапану 15 башмака 14 внутренняя полость 20 бурильных труб 19 и колонны бурильных труб 2 заполняется скважинной жидкостью.After conducting geophysical studies and determining the number, location and lengths of the sections to be separated, horizontal wells 3 are lowered into the horizontal well 1 (Fig. 1, 2) of the wells on the drill string 2, placed tightly between the upper 4 (Fig. 1) and the lower 5 stops, mounted on the central trunks 6. The upper 4 and lower 5 stops are equipped with sealing cuffs 7, 8. The central trunks 6 (Fig. 1, 2) inside each disconnector 3 are additionally equipped with a nipple 9 and an electric valve 10, and each disconnector 3 is cylindrical section 11 with calibrated narrowing 12, located on the bottom 13 of the well under the nipple 9. The central barrel 6 of the lower disconnector 3 is equipped with a shoe 14 with a check valve 15 from the bottom, and the lower disconnector 3 (Fig. 1) below the shoe 14 with a cylindrical sleeve 16 s side holes 17, calibrated inner diameter and lower stop 18. Profile disconnectors 3 (Fig. 1, 2) with the central shafts 6 are connected to each other by drill pipes 19, the length of which is selected taking into account the length of the respective intervals of separation. As the profile disconnectors 3 are lowered into the well, due to the check valve 15 of the shoe 14, the internal cavity 20 of the drill pipes 19 and the drill pipe string 2 are filled with the borehole fluid.

Профильные разобщители 3 устанавливают между соответствующими интервалами разобщения. После этого закачкой жидкости в колонну бурильных труб 2 и полость 20 бурильных труб 19 создают избыточное гидравлическое давление, которое через радиальные отверстия в центральных стволах 6 и электрические клапаны 10 распространяется во внутренние полости 21 профильных разобщителей 3, расправляя и фиксируя их относительно стенок горизонтального ствола 1 скважины. Упоры 4, 5 (фиг. 2) освобождаются, колонну бурильных труб спускают до упора башмака 14 в нижний упор 18 цилиндрической втулки 16, при этом повышение веса на индикаторе веса (на фиг. не показано) на устье скважины покажет, что башмак 14 уперся в нижний упор 18. Благодаря тому, что цилиндрическая втулка 16 выполнена с тарированным внутренним диаметром, а башмак 14 снабжен самоуплотняющимися манжетами 22, башмак 14 герметично устанавливается в нижний упор 18 ниже боковых отверстий 17. Ниппели 9 благодаря самоуплотняющимся манжетам 23 герметично располагаются в калиброванных сужениях 12 цилиндрических участков 11 профильных разобщителей 3. Поступление скважинного флюида внутрь профильных разобщителей 3 осуществляется через их нижние концы, далее через радиальные отверстия - во внутреннюю полость центральных стволов 6 и к соответствующим электрическим клапанам 10, затем в колонну бурильных труб 2. К электрическому клапану 10 нижнего разобщителя 3 флюид поступает через обратный клапан 15 башмака 14 и боковые отверстия 17 цилиндрической втулки 16. При этом в случае необходимости электрические клапаны 10 открывают или закрывают электрическими сигналами с устья скважины (на фиг. не показано).Profile disconnectors 3 are set between the respective intervals of separation. After that, by injecting fluid into the drill string 2 and the cavity 20 of the drill pipes 19, excessive hydraulic pressure is created which, through the radial holes in the central trunks 6 and the electric valves 10, extends into the internal cavities 21 of the profile disconnectors 3, smoothing and fixing them relative to the walls of the horizontal barrel 1 wells. The stops 4, 5 (Fig. 2) are released, the drill pipe string is lowered to the stop of the shoe 14 into the lower stop 18 of the cylindrical sleeve 16, while the increase in weight on the weight indicator (not shown in Fig.) At the wellhead will show that the shoe 14 has rested to the lower stop 18. Due to the fact that the cylindrical sleeve 16 is made with a calibrated inner diameter, and the shoe 14 is equipped with self-sealing cuffs 22, the shoe 14 is hermetically installed in the lower stop 18 below the side holes 17. Nipples 9 are sealed due to the self-sealing cuffs 23 calibrated narrowings 12 of the cylindrical sections 11 of the profile disconnectors 3. The flow of the well fluid inside the profile disconnectors 3 is carried out through their lower ends, then through the radial holes into the inner cavity of the central shafts 6 and to the corresponding electric valves 10, then to the drill pipe string 2. To the electric the valve 10 of the lower disconnector 3, the fluid enters through the check valve 15 of the shoe 14 and the side holes 17 of the cylindrical sleeve 16. Moreover, if necessary, the electric valves 10 tkryvayut or closing by electric signals from the wellhead (FIG. not shown).

Предлагаемый способ позволяет снизить временные и материальные затраты на его осуществление за счет исключения дополнительных спуско-подъемных операций для окончательного расширения профильных разобщителей и прижатия уплотнительных элементов к стенкам скважины, а также для установки электрических клапанов.The proposed method allows to reduce time and material costs for its implementation by eliminating additional tripping operations for the final expansion of profile disconnectors and pressing the sealing elements to the walls of the well, as well as for installing electrical valves.

Claims (1)

Способ разобщения горизонтальной скважины на отдельные участки, включающий определение геофизическими исследованиями длины и расположения зон разобщения, спуск на колонне труб профильных разобщителей с цилиндрическими концами, каждый из которых размещен на центральном стволе между верхним и нижним упорами, причем расстояние между разобщителями выбирают согласно расположению и длинам зон разобщения, создание внутри разобщителей избыточного давления для их выправления и герметичной фиксации в интервале установки, отличающийся тем, что центральный ствол внутри каждого разобщителя дополнительно снабжают ниппелем и электрическим клапаном, а каждый разобщитель в средней части - цилиндрическим участком под ниппель с калиброванным сужением, расположенным со стороны забоя скважины, причем снизу центральный ствол оснащают башмаком с обратным клапаном, а нижний из разобщителей ниже башмака - цилиндрической втулкой с боковыми отверстиями, тарированным внутренним диаметром и нижним упором, после спуска избыточное давление внутри разобщителей создают через соответствующие электрические клапаны, а после герметизации и фиксации в интервале установки колонну бурильных труб спускают до упора башмака в нижний упор, при этом ниппели герметично располагаются в калиброванных сужениях, а башмак - в цилиндрической втулке ниже боковых отверстий, сообщение с пространством ниже разобщителей осуществляют через соответствующие электрические клапаны, которые открывают и закрывают при необходимости электрическими сигналами с устья скважины.A method of separating a horizontal well into separate sections, including determining by geophysical studies the length and location of the zones of separation, the descent on the pipe string of profile disconnectors with cylindrical ends, each of which is placed on the central shaft between the upper and lower stops, and the distance between the disconnectors is selected according to the location and lengths zones of separation, the creation inside the disconnectors of excessive pressure for their straightening and tight fixation in the installation interval, characterized in then the central bore inside each disconnector is additionally equipped with a nipple and an electric valve, and each disconnector in the middle part is provided with a cylindrical section for a nipple with calibrated narrowing located on the bottom side of the well, with the bottom with a check valve and the bottom of the disconnectors below the shoe - a cylindrical sleeve with side openings, calibrated inner diameter and lower stop, after descent, excess pressure inside the disconnectors is created through the appropriate e are electric valves, and after sealing and fixing in the installation interval, the drill pipe string is lowered to the shoe stop at the lower stop, while the nipples are hermetically sealed in the calibrated constrictions and the shoe in the cylindrical sleeve below the side openings, communication with the space below the disconnectors is carried out through the appropriate electrical valves that open and close, if necessary, with electrical signals from the wellhead.

Images