КОНСТРУКЦИЯ СКВАЖИНЫ ДЛЯ БЕСПАКЕРНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ВЫСОКОЛЬДИСТЫХ ПОРОД

Конструкция скважины для беспакерной эксплуатации в зоне многолетне-мерзлых высокольдистых пород относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкциям газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин, пробуренных в зонах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.
Известна конструкция скважины для беспакерной эксплуатации в зоне многолетнемерзлых пород, включающая кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, лифтовую колонну, концентрично установленную в эксплуатационной колонне, колонную и трубную головки и фонтанную елку с задвижками и угловым штуцером [Пат. 37147 РФ. Кл. 7 Е 21 В 43/25. Конструкция скважины для беспакерной эксплуатации / А.В.Кустышев и др. - №2003132969; Заяв. 12.11.03; Опубл. 10.04.04; Бюл. №10].
Недостатком этой конструкции является то, что она не обеспечивает надежность эксплуатации в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.
Известна конструкция скважины для беспакерной эксплуатации в зоне многолетнемерзлых пород, включающая кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, лифтовую колонну, концентрично установленную в эксплуатационной колонне,
с клапаном-отсекателем, управляемым с поверхности, колонную и трубную головки и фонтанную елку с задвижками и угловым штуцером [Пат. 39644 РФ. U1 Кл 7 Е 21 В 43/25 Конструкция скважины для эксплуатации в зоне многолетнемерзлых пород / Г.В.Крылов и др. - №2004111127; Заяв. 12.04.04; Опубл. 10.08.04; Бюл. №22].
Недостатком этой конструкции является то, что она не обеспечивает надежность эксплуатации в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.
Технический результат состоит в повышении надежности эксплуатации скважин.
Технический результат достигается тем, что в известной конструкции скважины для беспакерной эксплуатации в зоне многолетнемерзлых высокольдистых пород, включающей кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, лифтовую колонну, концентрично установленную в эксплуатационной колонне, с клапаном-отсекателем, управляемым с поверхности, колонную и трубную головки и фонтанную елку с задвижками и угловым штуцером в отличии от прототипа эксплуатационная колонна крепится к нижней части технической колонны, лифтовая колонна выполнена из двух частей, верхняя часть, размещенная в зоне многолетнемерзлых высокольдистых пород, выполнена из теплоизолированных труб, а нижняя - из высокогерметичных насосно-компрессорных труб, при этом на башмаке нижней части лифтовой колонны размещена воронка, а клапан-отсекатель размещен ниже многолетнемерзлых высокольдистых пород, трубная головка снабжена отверстием для присоединения линии управления клапаном-отсекателем, например, посредством
гидравлики, а фонтанная елка снабжена задвижками и угловым дроссельным клапаном управляемыми, например, посредством гидравлики.
Возможно размещение клапана-отсекателя на нижнем торце теплоизолированных труб, а в случае выполнения лифтовой колонны из теплоизолированных труб, состоящей из двух частей, клапан-отсекатель размещен либо между частями лифтовой колонны из теплоизолированных труб, либо на нижнем торце нижней части лифтовой колонны из теплоизолированных труб.
На фиг.1 изображена заявляемая конструкция скважины.
Конструкция скважины включает кондуктор 1, техническую колонну 2, эксплуатационную колонну 3, лифтовую колонну 4 с клапаном-отсекателем 5 и воронкой 6, колонную головку 7, трубную головку 8 и фонтанную елку 9. На стволе фонтанной елки 9 размещены одна дистанционно управляемая стволовая задвижка 10 и одна стволовая задвижка 11 с ручным управлением. На рабочей струне 12 фонтанной елки 9 размещены дистанционно управляемый угловой дроссельный клапан 13, дистанционно управляемая струнная задвижка 14 и струнная задвижка 15 с ручным управлением, а на резервной струне 16 фонтанной елки 9 - две струнные задвижки 15 с ручным управлением.
Скважину заявляемой конструкции монтируют следующим образом.
В скважину спускают лифтовую колонну 4, нижнюю часть которой комплектуют из высокогерметичных насосно-компрессорных труб 17 с воронкой 6, а верхнюю - из теплоизолированных труб 18 с клапаном-отсекателем 5. При этом, теплоизолированные трубы 18 размещают во внутренней полости технической колонны 2, подвешенной в колонной головке 7, а клапан-отсекатель 5 - в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород с наиболее низкой температурой, которая характерна
для многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости. Верхняя часть лифтовой колонны 4 может быть выполнена из одной или двух частей тепло-изолированных труб 18. Если верхняя часть лифтовой колонны 4 выполнена из одной части теплоизолированных труб 18, то клапан-отсекатель 5 размещают на нижнем торце теплоизолированных труб 18. Если верхняя часть лифтовой колонны 4 выполнена из двух частей теплоизолированных труб 18, то клапан-отсекатель 5 размещают либо между частями теплоизолированных труб 18, либо на нижнем торце нижней части теплоизолированных труб 18. К лифтовой колонне 4 присоединяют трубки линии управления 19.
Воронку 6 размещают в продуктивном пласте 20 выше верхних отверстий интервала перфорации 21 при обсаженном стволе скважины или выше верхних отверстий хвостовика-фильтра при открытом стволе (не показано).
Лифтовую колонну 4 подвешивают в трубной головке 8, размещенной на колонной головке 7. Трубная головка 8 выполнена с возможностью прохождения через ее внутреннюю полость клапана-отсекателя 5 и теплоизолированных труб 18. Трубки линии управления 19, закрепленные на лифтовой колонне 4, присоединяют к отверстию 22, выполненному в корпусе трубной головки 8. С наружной стороны корпуса трубной головки 8 к отверстию 22 присоединяют трубки линии управления 19, идущие по поверхности земли от станции управления (не показано).
На трубной головке 8 размещают фонтанную елку 9. При этом на стволе фонтанной елки 9 размещают одну дистанционно управляемую стволовую задвижку 10 и одну стволовую задвижку 11 с ручным управлением. На рабочей струне 12 фонтанной елки 9 размещают дистанционно управляемый угловой дроссельный клапан 13, дистанционно управляемую струнную задвижку 14 и струнную задвижку 15 с
ручным управлением, а на резервной струне 16 фонтанной елки 9 - две струнные задвижки 15 с ручным управлением. Трубки линии управления 19 от станции управления (не показано) присоединяют к стволовой 10 и струнной задвижке 14 и угловому дроссельному клапану 13, которые управляются от станции управления (не показано) дистанционно.
После установки на устье скважины фонтанной елки 9 и обвязки устья трубопроводами скважину осваивают и пускают в эксплуатацию.
Крепление эксплуатационной колонны 3 к нижней части технической колонны 2 позволяет разместить во внутренней полости технической колонны 2 клапан-отсекатель 5 и теплоизолированные трубы 18 лифтовой колонны 4, имеющие наружные диаметры соразмеримые с наружным диаметром эксплуатационной колонны 3, тем самым обеспечить требуюмую надежность конструкции скважины. Ведь, чем больше размер наружного диаметра клапана-отсекателя 5 и теплоизолированных труб 18 лифтовой колонны 4, тем больше их проходные отверстия, а следовательно меньшая вероятность возникновения гидратных пробок, снижающих надежность скважины.
Высокогерметичные насосно-компрессорные трубы 17 обеспечивают долговременную надежную и безаварийную эксплуатацию скважины.
Теплоизолированные трубы 18 предотвращают растепление многолетне-мерзлых пород в период эксплуатации скважины и смятие технической 2 и лифтовой 4 колонн при обратном промерзании многолетнемерзлых пород в период остановки скважины, тем самым обеспечивают надежность конструкции скважины.
Клапан-отсекатель 5 позволяет в аварийной ситуации (например, при смятие технической 2 и лифтовой 4 колонн, обрыве трубок линии управления 19, повреждении
фонтанной арматуры и др.) автоматически закрыться, перекрыв внутреннюю полость лифтовой колонны 4, тем самым предотвратить возникновение открытого газового фонтана. Это особенно важно при расположении скважин на одном кусте, когда возникновение открытого газового фонтана, а тем более пожара, на одной скважине автоматически выводит из строя все скважины куста, превращая одиночный фонтан в неуправляемое чрезвычайное бедствие, в экологическую катастрофу. Наиболее вероятно смятие технической 2 и лифтовой 4 колонн в зоне многолетне-мерзлых пород с наиболее низкой температурой, в зоне с наибольшей степенью льдистости пород, поэтому клапан-отсекатель 5 необходимо размещать именно ниже интервала их залегания в интервале пород с более высокой температурой. Лучше всего его размещать под зоной многолетнемерзлых пород, но такое размещение технически трудновыполнимо, если вообще невозможно из-за необходимости иметь в скважине очень длинную линию управления 19, длиной до 500-800 м.
Трубная головка 8 снабжена отверстием 22 для присоединения трубок линии управления 19, размещенных в стволе скважины, к трубкам линии управления 19, размещенных на поверхности, от станции управления (не показано), что также направлено на повышение надежности конструкции скважины и повышение технологичности ее работы.
Фонтанная елка 9 снабжена дистанционно управляемыми задвижками 10, 14 и угловым дроссельным клапаном 13 для регулирования режимов работы скважины в условиях ее удаленности от газового промысла, в том числе для автоматического и дистанционного отключения скважины при сбое в режимах работы или при возникновении аварийной ситуации, тем самым обеспечивая надежность работы скважины.
Весь этот комплекс технических решений направлен на решение общей задачи - повышение надежности эксплуатации скважин, расположенных в зоне многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости за счет устранения условий растепления многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости и обеспечения дистанционного управления работой скважины, находящейся на большом расстоянии от добывающего промысла.
Конструкция скважины, помимо обеспечения надежности самой конструкции, повышает технологичность работы скважины. Она позволяет проводить перфорацию эксплуатационной колонны 3 в обсаженном стволе путем установки на головке фонтанной елки 9 лубрикатора (не показано), закрытия клапана-отсекателя 5, ввода во внутреннюю полость лубрикатора и фонтанной елки 9 перфорационной сборки (не показано), открытия клапана-отсекателя 5, спуска в скважину перфорационной сборки и перфорации эксплуатационной колонны 3. В скважине с открытым стволом проводят разбуривание заглушек хвостовика-фильтра фрезерным инструментом, спускаемым на гибкой трубе внутрь лифтовой колонны 4. Снижением противодавления на пласт проводят вызов притока из пласта.
Добычу газа из продуктивного пласта осуществляют по лифтовой колонне 4. При этом дистанционно управляемые клапан-отсекатель 5, стволовая 10 и струнная 14 задвижки, а также угловой дроссельный клапан 13 открыты. Закрытие и открытие их осуществляется путем повышения или снижения давления в трубках линии управления 19 от станции управления (не показано).
Исследования скважин с помощью глубинных приборов проводят путем спуска их в скважину при открытом клапане-отсекателе 5.
Ремонт фонтанной арматуры проводят без глушения скважины после закрытия клапана-отсекателя 5 и снижения давление во внутренней полости лифтовой колонны 4 до величины атмосферного давления.
Ремонт скважины без извлечения лифтовой колонны 4 проводят при открытом клапане-отсекателе 5 после ее глушения.
Заявляемая конструкция скважины обеспечивает надежность и безопасность эксплуатации в зоне многолетнемерзлых пород, устраняет условия растепления многолетнемерзлых пород, предотвращает возможное смятие технической и лифтовых колонн, особенно при наличии горных пород с высокой степенью льдистости. Позволяет при необходимости оперативно перекрыть ствол скважины, тем самым, позволяет избежать возникновение открытого газового фонтана на скважине. Позволяет уменьшить выпуск газа в атмосферу, то есть сберечь ценнейшее углеводородное сырье. Позволяет снизить гидравлические сопротивления по стволу скважины, что, в конечном итоге, ведет к увеличению рабочих дебитов скважины. Позволяет снизить затраты на строительство, эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, сократить время нахождения скважины в бездействии и получить дополнительные объемы добываемого газа.