УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН МНОГОПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
EQUIPMENT FOR MULTIPLE PRODUCTION OF MULTILAYER FIELD WELLS

Изобретение относится к технике добычи углеводородов и может быть использовано при исследовании и одновременно-раздельной или поочередной эксплуатации нескольких пластов одной нагнетательной, пьезометрической, фонтанной, газлифтной или насосной скважиной.
Известна пакерная разъединяющая установка для эксплуатации пластов скважины (патент №2305170, 27.08.2007 г., бюл. №24), включающая спущенные в ствол скважины на колонне труб, имеющей открытый или заглушенный нижний конец, одну или нескольких скважинных камер со съемными клапанами, ниппель, пакеры механического, гидравлического, гидромеханического или импульсного действия, размещенные выше и между пластами, без или с разъединителями колонны труб.
Это установка неприемлема для комбинированной эксплуатационной колонны скважины, имеющей условный наружный диаметр выше глубины пластов 140 или 146 мм, а на участке пластов - 114 или 127 мм.
Целью изобретения является повышение функциональности установки при исследовании и одновременно-раздельной, в том числе поочередной, эксплуатации нескольких пластов одной нагнетательной, пьезометрической, фонтанной, газлифтной или насосной скважиной с комбинированной эксплуатационной колонной, имеющей условный наружный диаметр выше глубины пластов не менее 140 мм, а на участке пластов - 114 или 127 мм.
Технический результат и экономический эффект от использования предлагаемых технических и технологических решений для добывающей, нагнетательной и пьезометрической скважин достигается, в частности, за счет: сокращения капитальных затрат на бурение дополнительных скважин; повышения добычи продукции; сокращения затрат на проведение мероприятий; сокращения времени на проведение ремонтных работ на скважине; увеличения срока службы скважины и подземного оборудования.
Установка включает в себя спуск в эксплуатационную колонну скважины на насосно-компрессорных трубах многопакерной компоновки, состоящей из пакеров механического, импульсного, опорного, гидравлического, гидромеханического или электрического действия, без или с разъединителем колонны труб, для разобщения между собой призабойных зон пластов, скважинных камер, спущенных ниже, выше и/или на глубину пластов, для установки в их кармане канатных съемных клапанов, регуляторов, штуцеров, пробок и глубинных приборов, заглушки и/или, по меньшей мере, одного ниппеля.
Цель изобретения достигается тем, что скважина оснащена комбинированной эксплуатационной колонной, имеющей условный наружный диаметр выше глубины пластов не менее 140 мм, а на участке пластов - 114 или 127 мм, причем, по меньшей мере, верхний пакер и скважинные камеры выполнены с внутренним проходным диаметром не менее 45 мм для прохождения через них канатных и геофизических съемных инструментов, устройств, измерительных преобразователей с передатчиками или приборов, с габаритными диаметрами до 44 мм, при этом верхний пакер имеет наружный диаметр не менее 112 мм и установлен выше верхнего пласта в соответствующей эксплуатационной колонне с условным диаметром не менее 140 мм, а другой или другие пакеры имеют наружный диаметр не менее 84 и не более 108 мм и установлены либо только между пластами, либо как между пластами, так и под нижним пластом в соответствующей эксплуатационной колонне с условным диаметром 114 или 127 мм, а также скважинные камеры выполнены с габаритным диаметром не более 122 мм для соответствующей эксплуатационной колонны выше пластов и не более 108 мм для эксплуатационной колонны с соответствующим диаметром на участке пластов.
В частном случае может быть выполнены следующие технические решения:
- эксплуатационная колонна имеет условный наружный диаметр выше глубины пластов 140 или 146 мм и, соответственно, в нее спущены скважинные камеры с габаритным диаметром в пределах 114-122 мм, а внутренним проходным диаметром в пределах 57-59 мм, и установлен верхний пакер с наружным диаметром 118 или 122 мм, а внутренним проходным диаметром в пределах 57-60 мм, при этом выполнены другой или другие пакеры с наружным диаметром в пределах 90-108 мм, а скважинные камеры с габаритным диаметром 94 мм и внутренним диаметром в пределах 47-49 мм, причем они установлены в эксплуатационной колонне с условным диаметром 114 или 127 мм;
- пакер или пакеры между пластами установлены с внутренним проходным диаметром не менее 45 мм;
- нижний пакер выполнен с внутренним проходным диаметром до 44 мм;
- оснащен, по меньшей мере, верхний пакер гидравлическим якорем для исключения вероятности самопроизвольного освобождения пакеров, и/или нижний пакер заякоривающим устройством;
- все пакеры или несколько из них оснащены гидравлическими якорями;
- по меньшей мере, пакер между пластами или под нижним пластом оснащен нижним заякоривающим устройством с диаметром, соответствующим диаметру эксплуатационной колонны 114 или 127 мм, для создания осевой нагрузки от веса колонны труб при посадке механических пакеров;
- ниже нижнего пакера спущен хвостовик с открытым или заглушенным концом;
- выше или ниже пакера, расположенного под нижним пластом, установлена заглушка;
- по меньшей мере, один ниппель со съемным клапаном, штуцером, манометром или регулятором установлен выше или ниже нижнего пакера;
- один ниппель установлен выше верхнего пакера для опрессовочного клапана;
- выше верхнего пакера установлена, по меньшей мере, одна скважинная камера со съемным клапаном, глухой пробкой, манометром или циркуляционным клапаном;
- между пакерами и/или ниже пакеров размещены одна, или две, или три скважинные камеры для съемных элементов;
- выше верхнего пакера спущен насос;
- установка выше верхнего пакера оснащена, по меньшей мере, одним центратором;
- над пакером перед его посадкой устанавливается в скважинной камере съемный измерительный прибор или преобразователь с передатчиком для определения герметичности установки пакера при низких пластовых давлениях или цементного моста между пластами скважины путем регистрации над пакером темпа изменения затрубного или призабойного давления, без или с температурой, до и во время посадки пакера, и при временной закачке воды в пласт под пакером;
- над и под пакером перед его посадкой устанавливаются в соответствующих скважинных камерах съемные измерительные приборы или преобразователи с передатчиками для определения герметичности установки пакера при низких пластовых давлениях или цементного моста между пластами скважины путем регистрации над и под пакером темпа изменения затрубного или призабойного давления, без или с температурой, до и во время посадки пакера, и при временной закачке воды в пласт под и/или над пакером;
- над и под пакерами перед их одновременной или раздельной посадкой устанавливаются в соответствующих скважинных камерах съемные измерительные приборы или преобразователи с передатчиками для определения герметичности установки пакеров при низких пластовых давлениях или цементного моста между пластов скважины путем регистрации над и под пакерами темпа изменения затрубного или призабойного давления, без или с температурой, до и во время посадки пакеров, и при временной закачке воды в пласт под и/или над пакером, или между пакерами;
- после монтажа многопакерной компоновки и/или эксплуатации скважины, по меньшей мере, над и/или под одним пакером устанавливаются в соответствующих скважинных камерах съемные измерительные приборы или преобразователи с передатчиками для определения герметичности пакера или пакеров, или цементного моста между пластами скважины путем регистрации над и под пакерами изменения затрубного или призабойного давления, без или с температурой, до и во время эксплуатации, по меньшей мере, одного пласта скважины;
- разъединитель колонны труб состоит из корпуса и полого штока, один из которых оснащен уплотнительными элементами, причем корпус имеет один или несколько рядов срезных винтов и, соответственно, шток выполнен с наружной канавкой под срезные винты, которые срезаются при опасной величине избыточной нагрузке на насосно-компрессорные трубы в момент срыва пакера или пакеров в скважине.
Установка приводится на фиг.1-4, а фиг.5-8 показаны варианты исполнения нижней части установки; на фиг.9 - вариант разъединителя колонны труб.
Установка включает в себя спуск в комбинированную эксплуатационную колонну скважины 1 на насосно-компрессорных трубах 2 многопакерной (см. фиг.1), например, двух (фиг.3, 4), трех или более (фиг.1, 2) пакерной компоновки. При этом многопакерная компоновка состоит, по меньшей мере, из пакеров 3, 4 и/или 5 (без или с разъединителем колонны труб 6 и/или 7), скважинных камер 8-14, заглушки 15 и/или ниппеля 16, например, с проходом 56 или 57 мм для опрессовочного клапана КПП-56 или А-57.
y
y1
y2
Комбинированная эксплуатационная колонна имеет условный наружный диаметр (D) выше глубины пластов (D) не менее 140 мм (например, 140 или 146 мм), а на участке пластов (D) 114 или 127 мм. При этом пакер 3 выполнен с внутренним проходным диаметром не менее 45 мм, в частности 57 или 60 мм, для прохождения через него, например, канатного инструмента-отклонителя типа ОКС-60Б (диаметром 44 мм) или ОКС-73Б (диаметром 56 мм), а с наружным диаметром не менее 112 мм, например, 118 или 122 мм, для соответствующей эксплуатационной колонны 140 или 146 мм. Пакеры 4 (фиг.2) или 4 и 5 (фиг.1) могут быть выполнены с проходным диаметром не менее 45 мм, в частности в пределах 46-50 мм для свободного прохождения через них, например, отклонителя типа ОКС-60Б. Также пакер 5 (фиг.2) или 4 (фиг.3, 4) может быть выполнен с проходным диаметром до 44 мм, в частности 30, 38, 40, 42 мм, но при этом под пакером 5 или 4 скважинная камера не устанавливается из-за непрохождения через пакер 5 или 4 отклонителя типа ОКС-60Б (наружным диаметром 44-46 мм), предназначенного для посадки и извлечения съемных клапанов из скважинных камер.
В установке скважинные камеры 8-14 (например, см. фиг.1) выполнены с внутренним проходным диаметром не менее 45 мм (для прохождения через них съемных канатных или геофизических инструментов, устройств или приборов с габаритными диаметрами до 44 мм) и с габаритным диаметром не более 122 мм для соответствующей эксплуатационной колонны выше пластов, и не более 108 мм для эксплуатационной колонны с соответствующим диаметром на участке пластов, в частности 8-10 выполнены с габаритным диаметром 114 мм, а внутренним проходным диаметром 59 мм для отклонителя ОКС-73Б, а 11-14 выполнены с габаритным диаметром 94 мм, а внутренним проходным диаметром в пределах 47-49 мм для отклонителя ОКС-60Б.
В установке, по меньшей мере, верхний пакер 3 (фиг.1) может быть оснащен гидравлическим якорем 17 для исключения вероятности самопроизвольного освобождения пакеров 3, 4 и/или 5. В частном случае, по меньшей мере, пакер 5 между пластами (фиг.2) оснащен нижним заякоривающим устройством 18 с диаметром, соответствующим диаметру эксплуатационной колонны 114 или 127 мм, для создания осевой нагрузки от веса колонны труб при посадке механических пакеров 3, 4 и/или 5. Также ниже нижнего пакера 5 (фиг.1, 3) может быть спущен хвостовик 19 с открытым (фиг.3, вариант 2) или заглушенным 15 (фиг.1, вариант 1) концом. Под нижним пластом может быть установлен либо пакер 20 (фиг.5-7) без или с уплотнительными манжетами, либо только его заякоривающее устройство 21 (фиг.8), например, механического действия без опоры на забой, для создания осевой нагрузки на пакеры 3, 4 и/или 5 (без опоры на забой), причем каждый из них может быть с открытым (фиг.5) или закрытым проходом - заглушкой 15 над или под пакером 20, или с заякоривающим устройством 21.
Кроме того, дополнительный ниппель 22, например, с проходом 46, 30 или 25 мм, со съемным 23 клапаном, штуцером, манометром или регулятором может быть установлен выше (фиг.2, 3) или ниже (фиг.4) нижнего пакера 5 или 4. Также выше верхнего пакера может быть спущен насос 24 (ЭЦН или ШГН) и/или, по меньшей мере, один центратор 25.
Разъединители колонны труб 6 и/или 7 (фиг.1) могут состоять из корпуса 26 и полого штока 27, один из которых оснащен уплотнительными элементами 28 (фиг.9), причем корпус 26 имеет один 29 или несколько 29 и 30 рядов срезных винтов и, соответственно, шток 27 выполнен с наружной канавкой 31 под срезные винты 29 и/или 30, которые срезаются при опасной величине избыточной нагрузки на насосно-компрессорные трубы 2 в момент срыва пакера или пакеров 3, 4 и/или 5 в скважине 1.
10
11
12
Установка работает следующим образом. После монтажа установки и посадки пакеров 3, 4 и/или 5 устанавливают в скважинных камерах 9 и/или 10, 11 и/или 12, 13 и/или 14 на участке пластов, например АС, АС и/или АС Приобского месторождения, соответствующие съемные 32 и/или 33, 34 и/или 35, 36 и/или 37 регуляторы или штуцеры и через них раздельно либо закачивают рабочий агент по пластам, либо добывают флюид из них.
При раздельной или одновременной посадке пакеров 3, 4 и/или 5 при монтаже подземной многопакерной компоновки или же после завершения монтажа многопакерной компоновки, а также при эксплуатации, по меньшей мере, одного из пластов скважины 1, и/или при раздельном исследовании пластов устанавливают в скважинных камерах 8, 9 и/или 10, 11 и/или 12, 13 и/или 14 съемные измерительные приборы или передатчики 32 и/или 33, 34 и/или 35, 36 и/или 37 и раздельно исследуют их параметры, в частности давление и/или температуру, на основании которых определяют наличие негерметичности пакеров и/или цементного моста между пластами скважины по темпу изменения затрубного и забойных давлений пластов (при статике и динамике), а также кривые падения или восстановления давления и, соответственно, пластовых давлений.