RU2728178C1 - Method of constructing a side well shaft - Google Patents

Method of constructing a side well shaft Download PDF

Info

Publication number
RU2728178C1
RU2728178C1 RU2020113501A RU2020113501A RU2728178C1 RU 2728178 C1 RU2728178 C1 RU 2728178C1 RU 2020113501 A RU2020113501 A RU 2020113501A RU 2020113501 A RU2020113501 A RU 2020113501A RU 2728178 C1 RU2728178 C1 RU 2728178C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
zone
unstable
string
sidetrack
Prior art date
Application number
RU2020113501A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рамис Фанисович Сагатов
Александр Иванович Поваляев
Александр Сергеевич Питиримов
Андрей Иванович Куринов
Антон Владимирович Абакумов
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2020113501A priority Critical patent/RU2728178C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728178C1 publication Critical patent/RU2728178C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: soil or rock drilling.
SUBSTANCE: invention relates to drilling of offshoots of oil and gas wells, namely to methods of prevention of destruction and collapse of well walls at drilling intervals with unstable rocks. Method of constructing a side wellbore, involving preliminary determination of a zone of unstable rocks, cutting an opening in a production string, drilling of the offshoot, attachment of the offshoot with a extreme line tie-back casing in a certain zone of unstable rocks with a drilling shoe installed on the lower end, drilling of the offshoot to the projecting face. A zone of unstable rocks is opened by a lateral shaft in three stages. At the first stage drilling of unstable rock zone to the roof is performed with usage of service water to facilitate pumping through the casing string annulus. Running at the second stage of the unstable rocks on the hydrocarbon-based drilling mud, and expansion of the well shaft at the third stage of unstable rocks on the hydrocarbon-based drilling mud. Expansion is performed to provide laminar flow of liquid in expansion range beyond drilling column and increased static pressure, which allows penetrating drilling fluid deeper into unstable rocks interval. After that it is lowered on the process string with an automatic trailer to the bottomhole and an extreme line tie-back casing is cemented with further disconnection from it of the process string, which is removed to the surface with washing.
EFFECT: reliable isolation is ensured at development of unstable rock formation zone without possible emergency situations due to preliminary reinforcement of well walls with subsequent cementation of extreme line tie-back casing.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области бурения боковых стволов нефтяных и газовых скважин, а именно к способам предотвращения разрушения и обвала стенок скважины при бурении интервалов с неустойчивыми породами.The invention relates to the field of drilling sidetracks of oil and gas wells, and in particular to methods of preventing destruction and collapse of the wellbore walls when drilling intervals with unstable rocks.

Известен способ строительства наклонно направленной скважины в условиях кавернообразования и поглощения (патент RU № 2704089, МПК E21B 7/00, E21B 33/138, опубл. 23.10.2019 Бюл. № 30), включающий бурение и спуск направления, кондуктора, вскрытие зоны осыпания верейского горизонта, углубление забоя ниже зоны осыпания на 10-15 метров, промывку ствола скважины для образования каверн в зоне осыпания, технологическую выдержку для осыпания грунта из каверн, установку цементного моста, технологическую выдержку на ожидание затвердения цемента в течение 4-6 часов, разбуривание цементного моста и бурение до проектной глубины, причем до бурения на участке бурения определяют глубины залегания зон кавернообразования и поглощения, расположенных ниже верейского горизонта, после разбуривания цементного моста в зоне осыпания верейского горизонта продолжают бурение на глинистом растворе с плотностью, близкой к плотности пластовой жидкости вмещающих пород, до вскрытия зоны поглощения, производят изоляцию зоны поглощения установкой цементного моста, затем устанавливают цементный мост на участке ствола с перекрытием зоны кавернообразования высотой не более 80 м, проводят технологическую выдержку на затвердевание цементного моста в течение 4-6 часов с последующим разбуриванием.A known method of construction of a directional well in conditions of capping and loss (patent RU No. 2704089, IPC E21B 7/00, E21B 33/138, publ. 23.10.2019 Bull. No. 30), including drilling and lowering the direction, conductor, opening of the sloughing zone Vereiskiy horizon, bottomhole deepening below the caving zone by 10-15 meters, flushing the wellbore to form caverns in the caving zone, technological exposure for soil caving from caverns, installing a cement bridge, technological holding to wait for cement hardening for 4-6 hours, drilling cement bridge and drilling to the design depth, and before drilling in the drilling area, the depths of the cavernous and loss zones located below the Vereisk horizon are determined, after drilling out the cement bridge in the crumbling zone of the Vereian horizon, drilling is continued on clay mud with a density close to the density of the reservoir fluid of the enclosing rocks, before opening the absorption zone, isolate absorption zones by the installation of a cement bridge, then a cement bridge is installed in the section of the wellbore with overlapping of the cavity formation zone with a height of not more than 80 m, technological exposure is carried out to solidify the cement bridge for 4-6 hours, followed by drilling.

Недостатками данного способа являются узкая область применения из-за возможности реализации зон осыпания верейского горизонта, сложность сохранения проектного направления бурения, так как после ожидания затвердения цемента (ОЗЦ) верхний уровень цементного моста стремиться к горизонтальному расположению, что уводит долото при дальнейшем бурении в сторону от бокового (располагаемого под ненулевым зенитным углом) ствола, особенно в рыхлых и осыпающихся породах.The disadvantages of this method are a narrow field of application due to the possibility of realizing the zones of crumbling of the Vereya horizon, the difficulty of maintaining the design direction of drilling, since after waiting for cement hardening (WOC), the upper level of the cement bridge tends to a horizontal position, which leads the bit away from lateral (located at a non-zero zenith angle) trunk, especially in loose and crumbling rocks.

Наиболее близким по технической сущности является способ проходки неустойчивых пород при бурении бокового ствола c горизонтальным окончанием (патент RU № 2714397, МПК E21B 7/04, E21B 33/10, опубл. 14.02.2020 Бюл. № 5), включающий вырезание окна в эксплуатационной колонне, бурение бокового ствола, крепление бокового ствола колонной труб с установленным на нижнем конце башмаком, бурение бокового ствола до проектного забоя, причем предварительно определяют зону неустойчивых пород пласта, после вырезания окна в эксплуатационной колонне производят бурение бокового ствола долотом диаметром на 1,3-2,5% меньше диаметра вырезанного окна со вскрытием зоны неустойчивых пород пласта, спускают до забоя безмуфтовую колонну-летучку на колонне бурильных труб, оснащенную посадочным устройством сверху, а снизу - разбуриваемым прорабатывающим башмаком, повышают гидравлическое давление в колонне бурильных труб, отцепляют и извлекают посадочное устройство с колонной бурильных труб, при этом диаметр безмуфтовой колонны-летучки на 7-8 % меньше диаметра пробуренного бокового ствола, бурение бокового ствола из безмуфтовой колонны-летучки до проектного забоя производят долотом на 1,5-3% меньше внутреннего диаметра безмуфтовой колонны-летучки.The closest in technical essence is a method of penetrating unstable rocks while drilling a sidetrack with a horizontal end (patent RU No. 2714397, IPC E21B 7/04, E21B 33/10, publ. 02/14/2020 Bull. No. 5), including cutting out a window in the production casing, sidetracking, sidetracking with a shoe mounted at the lower end, sidetracking to the target bottom, and the zone of unstable formation rocks is preliminarily determined, after cutting a window in the production string, the sidetrack is drilled with a bit diameter of 1.3 2.5% less than the diameter of the cut-out window with the opening of the zone of unstable rocks of the formation, a collarless bushing string is lowered to the bottom of the drill pipe, equipped with a landing device from above, and from below - with a drillable shoe, increase the hydraulic pressure in the drill string, uncoupled and removed landing device with a string of drill pipes, with the diameter without clutches The new collar string is 7-8% less than the diameter of the drilled sidetrack, while the sidetrack is drilled from the collarless string to the target bottom with a bit 1.5-3% less than the inner diameter of the collarless string.

Недостатками данного способа являются узкая область применения из-за жестких ограничений по переходу одного диаметра бурения в другой, так как такой маленький разброс при бурении скважин малого диаметра (114 мм и меньше) выдержать практически невозможно, сложность реализации и высокая вероятность аварийности из-за сохранения подвижности колонны-летучки, так как формирование верхнего раструба в ней не контролируется в скважине а зонах неустойчивых пород низкая вероятность надёжного взаимодействия со стенками скважины.The disadvantages of this method are a narrow field of application due to strict restrictions on the transition from one drilling diameter to another, since such a small spread when drilling small-diameter wells (114 mm and less) is almost impossible to withstand, the complexity of implementation and a high probability of accidents due to conservation mobility of the volatile string, since the formation of the upper socket in it is not controlled in the well, and in the zones of unstable rocks, there is a low probability of reliable interaction with the walls of the well.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа строительства бокового ствола скважины, позволяющего надежно изолировать при вскрытии зоны неустойчивых пород пласта без возможных аварийных ситуаций за счет предварительного укрепления стенок скважины с последующим цементированием безмуфтовой колонны-летучки.The technical objective of the present invention is to create a method for the construction of a lateral wellbore, which makes it possible to reliably isolate the zone of unstable formation rocks without possible emergencies due to preliminary strengthening of the borehole walls with subsequent cementing of the collar-free volatile string.

Техническая задача решается способом строительства бокового ствола скважины, включающем предварительное определение зоны неустойчивых пород, вырезание окна в эксплуатационной колонне, бурение бокового ствола, крепление бокового ствола безмуфтовой колонной-летучкой в определенной зоне неустойчивых пород с установленным на нижнем конце разбуриваемым башмаком, бурение бокового ствола до проектного забоя.The technical problem is solved by the method of construction of a side bore of the well, including preliminary determination of the zone of unstable rocks, cutting a window in the production casing, drilling a side bore, securing the side bore with a collarless borehole in a certain zone of unstable rocks with a drillable shoe installed at the lower end, drilling a side bore up to design face.

Новым является то, что боковым стволом зону неустойчивых пород вскрывают в три этапа, на первом из которых проводят бурение до кровли зоны неустойчивых пород с использованием технической воды для облегчения прокачки через затрубье бурильной колонны, проходку на втором этапе зоны неустойчивых пород на буровом растворе на углеводородной основе, расширение ствола скважины на третьем этапе зоны неустойчивых пород на буровом растворе на углеводородной основе, причем расширение производят для обеспечения ламинарного потока жидкости в интервале расширения за бурильной колонной и повышенного статического давления, позволяющего глубже проникать буровому раствору в интервал неустойчивых пород, спускают на технологической колонне с автоотцепом до забоя и цементируют безмуфтовую колонну-летучку с последующим отсоединением от нее технологической колонны, которую с промывкой извлекают на поверхность, после ожидания затвердения цемента производят бурение бокового ствола до проектного забоя.The novelty is that the sidetrack of the unstable rock zone is opened in three stages, in the first of which drilling is carried out to the top of the unstable rock zone using industrial water to facilitate pumping through the annulus of the drill string, the second stage of the unstable rock zone is drilled on a hydrocarbon-based drilling fluid. basis, the expansion of the wellbore at the third stage of the zone of unstable rocks on an oil-based drilling fluid, and the expansion is performed to ensure a laminar flow of fluid in the expansion interval behind the drill string and increased static pressure, which allows the drilling fluid to penetrate deeper into the interval of unstable rocks, is lowered on the process a casing with an auto-detachment to the bottom and cement the collar-free floating string with the subsequent disconnection of the technological string from it, which is removed to the surface with washing, after waiting for the cement to harden, the sidetrack is drilled to the target bottom.

Новым является также то, что после извлечения технологической колонны, но до отверждения цемента, колонну-летучку развальцовывают для увеличения внутреннего диаметра и более глубокого проникновения цемента в зону неустойчивых пород.It is also new that after the extraction of the technological column, but before the cement has solidified, the fly column is expanded to increase the inner diameter and deeper penetration of cement into the zone of unstable rocks.

Новым является также то, что буровой раствор на углеводородной основе приготавливают на основе нефти и/или дизельного топлива, смешанного с водой и добавлением утяжелителей для обеспечения необходимого удельного веса, который позволяет надежно закольматировать и уплотнить стенки скважины в зоне неустойчивых пород.It is also new that the oil-based drilling fluid is prepared on the basis of oil and / or diesel fuel mixed with water and the addition of weighting agents to provide the required specific gravity, which makes it possible to reliably cull and seal the borehole walls in the zone of unstable rocks.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа после прохождения боковым стволом зоны с неустойчивыми породами.FIG. 1 shows a diagram of the implementation of the method after the sidetrack passes the zone with unstable rocks.

На фиг. 2 изображена схема реализации способа после расширения бокового ствола в зоне с неустойчивыми породами.FIG. 2 shows a diagram of the implementation of the method after the expansion of the sidetrack in the zone with unstable rocks.

На фиг. 3 изображена схема реализации способа после установки колонны-летучки и дальнейшей проходки бокового ствола.FIG. 3 shows a diagram of the implementation of the method after the installation of the fly string and further drilling of the sidetrack.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность способа, на фиг. 1 – 3 не показаны, или показаны условно.Structural elements and technological connections that do not affect the performance of the method, in Fig. 1 - 3 are not shown, or are shown conditionally.

Способ строительства бокового ствола 1 (фиг. 1) скважины 2 включает предварительное определение зоны 3 неустойчивых пород, установку клина-отклонителя 4 (см. патенты RU №№ 2414580, 2429335, 2568454 или т.п.), вырезание окна 5 в эксплуатационной колонне 6 скважины 2, предварительное бурение на первом этапе бокового ствола 1 до кровли 7 зоны 3 неустойчивых пород с использованием технической воды для облегчения прокачки через затрубье бурильной колонны с долотом (не показаны). На втором этапе бурением проходят зону 3 неустойчивых пород на буровом растворе на углеводородной основе (соответствующей ТУ 2413-003-52412574-01, см. также патенты RU №№ 2016041, 2208035 или т.п.). На территории Республики Татарстан (РТ) хорошо показал себя буровой раствор на углеводородной основе, который приготавливают на основе нефти и/или дизельного топлива, смешанного с водой и добавлением утяжелителей для обеспечения необходимого удельного веса (который для подбирается эмпирическим путем для каждого месторождения). В качестве утяжелителей может использоваться кварцевый песок, мраморная крошка или их сочетание. Данный буровой раствор на углеводородной основе на месторождениях РТ позволяет надежно закольматировать и уплотнить стенки скважины в зоне 3 неустойчивых пород и хорошо выносить на поверхность обрушающееся породы этой зоны 3. Исходя из возможного расхода (Q м3/с) бурового раствора, создаваемого устьевым агрегатом (не показан), внутреннего диаметра бокового ствола 1 и диаметра колонны-летучки 8 (показана условно на фиг. 3) определяют число Рейнольдса (Re) и скорость (v м/с) течения жидкости в затрубье колонны-летучки 8.The method of construction of a sidetrack 1 (Fig. 1) of well 2 includes a preliminary determination of the zone 3 of unstable rocks, the installation of a whipstock 4 (see patents RU No. 2414580, 2429335, 2568454 or the like), cutting out window 5 in the production string 6 of well 2, preliminary drilling at the first stage of the sidetrack 1 to the top 7 of the zone 3 of unstable rocks using technical water to facilitate pumping through the annulus of the drill string with a bit (not shown). At the second stage, drilling passes through zone 3 of unstable rocks on oil-based drilling mud (corresponding to TU 2413-003-52412574-01, see also patents RU No. 2016041, 2208035 or the like). On the territory of the Republic of Tatarstan (RT), a hydrocarbon-based drilling fluid has shown itself well, which is prepared on the basis of oil and / or diesel fuel mixed with water and the addition of weighting agents to ensure the required specific gravity (which is selected empirically for each field). Quartz sand, marble chips or their combination can be used as weighting agents. This drilling mud is oil based on RT fields can reliably zakolmatirovat and seal the borehole wall in the zone 3 of unstable rocks and well bring to the surface the breaking of rock zone 3. On the basis of possible flow (Q m 3 / s) of mud produced wellhead unit ( not shown), the inner diameter of the sidetrack 1 and the diameter of the volatile column 8 (shown conventionally in Fig. 3) determine the Reynolds number (Re) and the velocity (v m / s) of the fluid flow in the annulus of the volatile column 8.

Число Рейнольдса (Re) определяют по формулам:The Reynolds number (Re) is determined by the formulas:

Figure 00000001
[1]
Figure 00000001
[1]

где Re – число Рейнольдса;where Re is the Reynolds number;

ρ – плотность бурового раствора, кг/м3;ρ is the density of the drilling mud, kg / m 3 ;

v – скорость потока бурового раствора в затрубье, м/с;v is the flow rate of the drilling fluid in the annulus, m / s;

Dг – гидравлический диаметр, м;D g - hydraulic diameter, m;

η – динамическая вязкость бурового раствора, Па⋅с или кг/(м⋅с);η is the dynamic viscosity of the drilling fluid, Pa⋅s or kg / (m⋅s);

ν – кинематическая вязкость бурового раствора (ν=η/ρ), м2/с;ν is the kinematic viscosity of the drilling fluid (ν = η / ρ), m 2 / s;

Q – расход бурового раствора, м3/с;Q - drilling mud flow rate, m 3 / s;

π = 3.14159;π = 3.14159;

D – внутренний диаметр бокового ствола 1, м;D - sidetrack inner diameter 1, m;

d – наружный диаметр колонны-летучки 8, м.d - the outer diameter of the column-fly 8, m.

Причем для кольцевого сечения Dг определяют по формуле:Moreover, for the annular section D g is determined by the formula:

Figure 00000002
[2]
Figure 00000002
[2]

где Dг – гидравлический диаметр, м;where D g - hydraulic diameter, m;

D – диаметр бокового ствола 1, м;D - sidetrack diameter 1, m;

d – наружный диаметр колонны-летучки 8, м.d - the outer diameter of the column-fly 8, m.

Расход (Q) определяется по формуле:Consumption (Q) is determined by the formula:

Figure 00000003
[3]
Figure 00000003
[3]

где Q – расход бурового раствора, м3/с;where Q is the flow rate of the drilling fluid, m 3 / s;

v – скорость потока бурового раствора, м/с;v is the flow rate of the drilling fluid, m / s;

π = 3.14159;π = 3.14159;

D – внутренний диаметр бокового ствола 1, м;D - sidetrack inner diameter 1, m;

d – наружный диаметр колонны-летучки 8, м.d - the outer diameter of the column-fly 8, m.

Исходя из формул [1] [2] [3] получаем следующую формулу:Based on the formulas [1] [2] [3] we obtain the following formula:

Figure 00000004
[4]
Figure 00000004
[4]

где Re – число Рейнольдса;where Re is the Reynolds number;

v – скорость потока бурового раствора в затрубье, м/с;v is the flow rate of the drilling fluid in the annulus, m / s;

ν – кинематическая вязкость бурового раствора, м2/с;ν is the kinematic viscosity of the drilling fluid, m 2 / s;

Q – расход бурового раствора, м3/с;Q - drilling mud flow rate, m 3 / s;

π = 3.14159;π = 3.14159;

D – внутренний диаметр бокового ствола 1, м;D - sidetrack inner diameter 1, m;

d – наружный диаметр колонны-летучки 8, м.d - the outer diameter of the column-fly 8, m.

Зная, что для получения ламинарного потока для концентрической щели, необходимо, чтобы числе Рейнольдса Re ≤ 1100, кинематическая вязкость (ν) бурового раствора определяется точно в лабораторных условиях, то из формулы [4] необходимый внутренний диаметр бокового ствола после расширения (D = Dр) для обеспечения ламинарного потока жидкости:Knowing that to obtain a laminar flow for a concentric gap, it is necessary that the Reynolds number Re ≤ 1100, the kinematic viscosity (ν) of the drilling fluid is determined exactly in laboratory conditions, then from formula [4] the required internal diameter of the sidetrack after expansion (D = D p ) to ensure a laminar fluid flow:

Figure 00000005
[5]
Figure 00000005
[five]

где Dр – внутренний диаметр бокового ствола после расширения, м;where D p is the inner diameter of the sidetrack after expansion, m;

Re – число Рейнольдса, Re = 1100;Re - Reynolds number, Re = 1100;

ν – кинематическая вязкость бурового раствора, м2/с;ν is the kinematic viscosity of the drilling fluid, m 2 / s;

Q – расход бурового раствора, м3/с;Q - drilling mud flow rate, m 3 / s;

π = 3.14159;π = 3.14159;

d – наружный диаметр колонны-летучки 8, м.d - the outer diameter of the column-fly 8, m.

Внутренний диаметр бокового ствола после расширения (Dр) из полученных условий принимают, учитывая применяемые расширители ствола скважины (см. патенты RU №№ 2538021, 2299303, 2550614 или т.п.).The inner diameter of the lateral wellbore after expansion (D p ) is taken from the obtained conditions, taking into account the used borehole expanders (see patents RU No. 2538021, 2299303, 2550614, or the like).

Расширение 9 (фиг. 2) бокового ствола 1 скважины 2 проводят на третьем этапе зоны 3 неустойчивых пород на буровом растворе на углеводородной основе.Expansion 9 (Fig. 2) of the sidetrack 1 of the well 2 is carried out at the third stage of the zone 3 of unstable rocks on oil-based drilling mud.

Производят спуск в боковой ствол 1 (фиг. 3) на технологической колонне (не показана) колонны-летучки 8 с промывкой буровым раствором, обеспечивая ламинарный поток жидкости в затрубье колонны-летучки 8 и интервале расширения 9. Отсутствие турбулентного потока в затрубье колонны-летучки 8 и небольшое значение числа Рейнольдса (Re) исключают интенсивное разрушение стенок скважины в интервале расширения 9 в пределах зоны 3 неустойчивых пород и сводят к минимуму аварийные ситуации, связанные с прихватом (застреванием) колонны-летучки 8 в боковом стволе из-за обвала породы в зоне 3. Run into the sidetrack 1 (Fig. 3) on the process string (not shown) of the fly string 8 with flushing with drilling mud, providing a laminar flow of fluid in the annulus of the fly string 8 and the expansion interval 9. No turbulent flow in the annulus of the fly string 8 and a small value of the Reynolds number (Re) exclude intensive destruction of the wellbore walls in the expansion interval 9 within the zone 3 of unstable rocks and minimize emergencies associated with sticking (sticking) of the flying string 8 in the sidetrack due to the rock collapse in zone 3.

При этом происходит интенсивная кольматация и уплотнение стенок бокового ствола 1 скважины 2 за счет более низкой скорости потока бурового в затрубье колонны-летучки 8 повышается гидростатическое давление, так как согласно формуле Бернулли:At the same time, intensive clogging and compaction of the walls of the side borehole 1 of well 2 occurs due to the lower flow rate of the drilling in the annulus of the flying string 8 increases the hydrostatic pressure, since according to the Bernoulli formula:

Figure 00000006
[6]
Figure 00000006
[6]

где P – гидростатическое давление, МПа;where P is the hydrostatic pressure, MPa;

ρ – плотность бурового раствора, кг/м3;ρ is the density of the drilling mud, kg / m 3 ;

g – ускорение свободного падения, 9,81 м2/с;g - acceleration of gravity, 9.81 m 2 / s;

h – глубина измерения от устья скважины в зоне 3 неустойчивых пород, м;h is the depth of measurement from the wellhead in zone 3 of unstable rocks, m;

vр – скорость потока бурового раствора в затрубье колонны-летучки 8 после расширения бокового ствола 1, м/с.v p is the flow rate of the drilling fluid in the annulus of the flying string 8 after the expansion of the sidetrack 1, m / s.

Так как давление для преодоления столба жидкости с глубины h (ρ•g•h) остается постоянной, то изменения скорости (v) изменению гидростатического давления (Р).Since the pressure to overcome the liquid column from the depth h (ρ • g • h) remains constant, the change in velocity (v) changes in the hydrostatic pressure (P).

Скорость (v) потока бурового раствора в затрубье колонны-летучки 8 поле расширения определяют также из формулы [4]:The velocity (v) of the flow of drilling fluid in the annulus of the flying string 8, the expansion field is also determined from the formula [4]:

Figure 00000007
[7]
Figure 00000007
[7]

где v – скорость потока бурового раствора в затрубье, м/с;where v is the flow rate of the drilling fluid in the annulus, m / s;

Dр – внутренний диаметр бокового ствола после расширения, м;D p is the inner diameter of the lateral trunk after expansion, m;

d – наружный диаметр колонны-летучки, м;d is the outer diameter of the flying column, m;

Re – число Рейнольдса, Re = 1100;Re - Reynolds number, Re = 1100;

ν – кинематическая вязкость бурового раствора, м2/с.ν is the kinematic viscosity of the drilling fluid, m 2 / s.

Скорость (v) потока бурового раствора в затрубье колонны-летучки 8 до расширения определяют также из формулы [3]:The velocity (v) of the drilling fluid flow in the annulus of the flying string 8 before expansion is also determined from the formula [3]:

Figure 00000008
[8]
Figure 00000008
[8]

где v – скорость потока бурового раствора в зарубе колонны-летучки 8 до расширения, м/с;where v is the flow rate of the drilling fluid in the notch of the fly string 8 before expansion, m / s;

Q – расход бурового раствора, м3/с;Q - drilling mud flow rate, m 3 / s;

π = 3.14159;π = 3.14159;

D – внутренний диаметр бокового ствола 1 до расширения, м;D is the inner diameter of the sidetrack 1 before expansion, m;

d – наружный диаметр колонны-летучки 8, м.d - the outer diameter of the column-fly 8, m.

Коэффициент изменения скорости в зарубе колонны-летучки 8 после расширения и до расширения составляет:The coefficient of change in velocity in the butt of the flying column 8 after expansion and before expansion is:

Figure 00000009
[9]
Figure 00000009
[nine]

где v – скорость потока бурового раствора в зарубе колонны-летучки 8 до расширения, м/с;where v is the flow rate of the drilling fluid in the notch of the fly string 8 before expansion, m / s;

vр – скорость потока бурового раствора в затрубье колонны-летучки 8 после расширения бокового ствола 1, м/с.v p is the flow rate of the drilling fluid in the annulus of the flying string 8 after the expansion of the sidetrack 1, m / s.

Для месторождений РТ коэффициент изменения скорости (k) составляет 0,4 – 0,5, то есть гидростатическое давление (Р) увеличится в 6,25 – 4 раза соответственно, что обеспечивает интенсивную кольматацию и уплотнение стенок бокового ствола 1 скважины 2 в зоне 3 неустойчивых пород, минимизируя вероятность их обрушения.For the RT fields, the rate change coefficient (k) is 0.4 - 0.5, that is, the hydrostatic pressure (P) will increase by 6.25 - 4 times, respectively, which provides intensive clogging and compaction of the walls of the sidetrack 1 of well 2 in zone 3 unstable rocks, minimizing the likelihood of their collapse.

После опоры на временный забой 10 (фиг. 2) башмака (не показан) колонны-летучки 8 (фиг. 3), через технологическую колонну закачивают цементный раствор, который проходя через башмак колонны-летучки 8 поднимается по ее затрубью, заполняя его. После прокачки расчетного количества цементного раствора или при получении «стоп» (резкого роста давления, при использовании разделительной цементной пробки, взаимодействующей в конце закачки со «стоп-кольцом» – не показаны) закачку прекращают, при помощи автоотцепа (см. патенты RU №№ 50587, 2113589, 2151260, 2455451 или т.п.) отсоединяют технологическую колонну и с промывкой технической водой извлекают из скважины для вымывания остатков цемента внутри и сверху колонны-летучки 8. Использование в качестве колонны-летучки 8 безмуфтовых труб (например, колтюбинговых труб) уменьшает перепад внутренних диаметров пробуренного бокового ствола 1 и колонны-летучки 8.After the support on the temporary bottom 10 (Fig. 2) of the shoe (not shown) of the volatile column 8 (Fig. 3), cement slurry is pumped through the technological column, which, passing through the shoe of the volatile column 8, rises along its annulus, filling it. After pumping the estimated amount of cement slurry or when a “stop” is obtained (a sharp increase in pressure, when using a separating cement plug interacting at the end of pumping with a “stop ring” - not shown), the injection is stopped using an auto-detachment (see patents RU No. 50587, 2113589, 2151260, 2455451, or the like) disconnect the process string and, with flushing with technical water, are removed from the well to flush out the remains of cement inside and on top of the volatile column 8. Use of 8 sleeveless pipes (for example, coiled tubing pipes as a volatile column) ) reduces the difference in the internal diameters of the drilled sidetrack 1 and the fly string 8.

Если присутствует необходимость (по проекту строительства скважины 2) увеличить внутренний диаметр углубления 11 (фиг. 3) бокового ствола 1, то затвердения цемента колонну-летучку 8 развальцовывают (см. патенты RU №№ 2259462, 2387801, 2636608 или т.п.) по всей длине до получения необходимого внутреннего диаметра, позволяющего производить необходимым диаметром углубления 11. При этом происходит уплотнение в затрубье колонны-летучки 8 и более глубокое проникновение цемента в зону 3 неустойчивых пород.If there is a need (according to the well construction project 2) to increase the inner diameter of the recess 11 (Fig. 3) of the sidetrack 1, then the cement-hardening column 8 is expanded (see patents RU No. 2259462, 2387801, 2636608, or the like) along the entire length until the required internal diameter is obtained, which allows the required diameter of the recess 11 to be produced. At the same time, there is a compaction in the annulus of the blowing string 8 and a deeper penetration of cement into the zone 3 of unstable rocks.

После ожидания затвердения цемента (ОЗЦ) в затрубье колонны-летучки 8 (после развальцовки или нет), разбурив предварительно башмак и пробку со стоп-кольцом (при их наличии), производят углубление 11 бурением бокового ствола 1 до проектного забоя (не показан) с изменением или нет зенитного угла (авторы на это не претендуют).After waiting for cement hardening (WOC) in the annulus of the volatile string 8 (after flaring or not), after pre-drilling the shoe and the plug with the stop ring (if any), deepening 11 is performed by drilling the sidetrack 1 to the target bottom (not shown) with change or not the zenith angle (the authors do not claim this).

Предлагаемый способ строительства бокового ствола скважины позволяет надежно изолировать при вскрытии зоны неустойчивых пород пласта без возможных аварийных ситуаций за счет предварительного укрепления стенок скважины с последующим цементированием безмуфтовой колонны-летучки.The proposed method for the construction of a lateral wellbore allows to reliably isolate the zone of unstable formation rocks without possible emergencies due to preliminary strengthening of the wellbore walls with subsequent cementing of a collar-free volatile string.

Claims (3)

1. Способ строительства бокового ствола скважины, включающий предварительное определение зоны неустойчивых пород, вырезание окна в эксплуатационной колонне, бурение бокового ствола, крепление бокового ствола безмуфтовой колонной-летучкой в определенной зоне неустойчивых пород с установленным на нижнем конце разбуриваемым башмаком, бурение бокового ствола до проектного забоя, отличающийся тем, что боковым стволом зону неустойчивых пород вскрывают в три этапа, на первом из которых проводят бурение до кровли зоны неустойчивых пород с использованием технической воды для облегчения прокачки через затрубье бурильной колонны, проходку на втором этапе зоны неустойчивых пород на буровом растворе на углеводородной основе, расширение ствола скважины на третьем этапе зоны неустойчивых пород на буровом растворе на углеводородной основе, причем расширение производят для обеспечения ламинарного потока жидкости в интервале расширения за бурильной колонной и повышенного статического давления, позволяющего глубже проникать буровому раствору в интервал неустойчивых пород, спускают на технологической колонне с автоотцепом до забоя и цементируют безмуфтовую колонну-летучку с последующим отсоединением от нее технологической колонны, которую с промывкой извлекают на поверхность, после ожидания затвердения цемента производят бурение бокового ствола до проектного забоя.1. A method for constructing a sidetrack of a well, including preliminary determination of a zone of unstable rocks, cutting a window in a production casing, drilling a sidetrack, securing a sidetrack with a sleeveless borehole in a certain zone of unstable rocks with a drillable shoe installed at the lower end, drilling a sidetrack to the design bottom hole, characterized in that the lateral wellbore zone of unstable rocks is opened in three stages, in the first of which drilling is carried out to the top of the zone of unstable rocks using technical water to facilitate pumping through the annulus of the drill string, drilling at the second stage of the zone of unstable rocks on drilling mud on hydrocarbon-based, wellbore expansion at the third stage of the unstable rock zone on oil-based drilling mud, and the expansion is performed to ensure laminar fluid flow in the expansion interval behind the drill string and increased static pressure, allowing its deeper to penetrate the drilling mud into the interval of unstable rocks, lowered on the technological string with an auto-detachment to the bottom and cemented the coupling-free floating string with the subsequent disconnection of the technological string from it, which is removed to the surface with washing, after waiting for the cement to harden, the sidetrack is drilled to the target bottom ... 2. Способ строительства бокового ствола скважины по п. 1, отличающийся тем, что после извлечения технологической колонны, но до отверждения цемента, колонну-летучку развальцовывают для увеличения внутреннего диаметра и более глубокого проникновения цемента в зону неустойчивых пород.2. The method of construction of a side borehole according to claim 1, characterized in that after the extraction of the technological string, but before the cement solidifies, the fly string is expanded to increase the inner diameter and deeper penetration of cement into the zone of unstable rocks. 3. Способ строительства бокового ствола скважины по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что буровой раствор на углеводородной основе приготавливают на основе нефти и/или дизельного топлива, смешанного с водой и добавлением утяжелителей для обеспечения необходимого удельного веса, который позволяет надежно закольматировать и уплотнить стенки скважины в зоне неустойчивых пород.3. A method for constructing a sidetrack well according to one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that the oil-based drilling fluid is prepared on the basis of oil and / or diesel fuel, mixed with water and the addition of weighting agents to provide the required specific gravity, which makes it possible to reliably cull and seal the borehole walls in an unstable rock zone.
RU2020113501A 2020-04-14 2020-04-14 Method of constructing a side well shaft RU2728178C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020113501A RU2728178C1 (en) 2020-04-14 2020-04-14 Method of constructing a side well shaft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020113501A RU2728178C1 (en) 2020-04-14 2020-04-14 Method of constructing a side well shaft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728178C1 true RU2728178C1 (en) 2020-07-28

Family

ID=72085365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020113501A RU2728178C1 (en) 2020-04-14 2020-04-14 Method of constructing a side well shaft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728178C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2733543C1 (en) * 2020-06-17 2020-10-05 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method of deepening a horizontal borehole in unstable beds of a formation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2079633C1 (en) * 1994-09-22 1997-05-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "ЛОКС" Method of drilling of additional wellbore from production string
US7025144B2 (en) * 1996-05-02 2006-04-11 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore liner system
RU2344263C1 (en) * 2007-04-06 2009-01-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of incompetent rocks driving in well drilling
RU2635410C1 (en) * 2016-08-23 2017-11-13 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of constructing additional wellbore and device for its implementation
RU2705671C1 (en) * 2018-12-28 2019-11-11 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for installation of shaped shutter in well and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2079633C1 (en) * 1994-09-22 1997-05-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "ЛОКС" Method of drilling of additional wellbore from production string
US7025144B2 (en) * 1996-05-02 2006-04-11 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore liner system
RU2344263C1 (en) * 2007-04-06 2009-01-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of incompetent rocks driving in well drilling
RU2635410C1 (en) * 2016-08-23 2017-11-13 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of constructing additional wellbore and device for its implementation
RU2705671C1 (en) * 2018-12-28 2019-11-11 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for installation of shaped shutter in well and device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2733543C1 (en) * 2020-06-17 2020-10-05 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method of deepening a horizontal borehole in unstable beds of a formation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6634430B2 (en) Method for installation of evacuated tubular conduits
US7934563B2 (en) Inverted drainholes and the method for producing from inverted drainholes
US6991048B2 (en) Wellbore plug system and method
US7975771B2 (en) Method for running casing while drilling system
RU2439274C1 (en) Well construction method
US7475726B2 (en) Continuous monobore liquid lining system
RU2407879C1 (en) Construction method of well of small diametre
RU2393320C1 (en) Slim hole well construction method
RU2728178C1 (en) Method of constructing a side well shaft
RU2344263C1 (en) Method of incompetent rocks driving in well drilling
RU2410513C1 (en) Method for multilateral well construction
RU2295024C1 (en) Method for building wells with remote face
RU2167273C1 (en) Method of casing liner installation in well
CN114991774A (en) Ground subsection descending type grouting method for crushed andesite basalt stratum
RU2542070C1 (en) Double-hole well operation method
CA3186495A1 (en) Wellbore staged operation method and rubber plug for said method
RU2520033C1 (en) Method of horizontal oil well construction
RU2295628C1 (en) Well construction method
RU2750805C1 (en) Method for intensifying borehole operation by drilling side holes
RU2541978C1 (en) Well construction method
RU2474667C1 (en) Well construction method
CN109630064A (en) A kind of old salt well remodeling method
US20240117708A1 (en) Production sub including degradable orifice
RU2439273C1 (en) Well cluster construction method
US20240117707A1 (en) Production sub including a fluid flow assembly having a pair of radial burst discs