ДОСТУП В МНОГОСТВОЛЬНУЮ СКВАЖИНУ С ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
MULTILATERAL ACCESS WITH REAL-TIME DATA TRANSMISSION

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к работам в стволе многоствольной скважины и, в частности, к скважинным снарядам, содержащим измерительное устройство ориентации, которое может быть применено для обнаружения боковых стволов скважины.
Операторы, стремящиеся добывать углеводороды из подземных пластов, часто бурят многоствольные скважины. В отличие от традиционных вертикальных скважин, многоствольная скважина содержит основной ствол скважины и один или более боковых стволов скважины, которые ответвляются от основного ствола скважины. Хотя многоствольные скважины часто являются более дорогостоящими в отношении бурения и заканчивания, чем традиционные скважины, многоствольные скважины, как правило, в целом, более экономически эффективны, так как они обычно максимально увеличивают производительность пластовых резервуаров и, следовательно, обладают большей производительностью и большей эффективностью извлечения запасов. Многоствольные скважины также являются привлекательным вариантом в ситуациях, когда необходимо или желательно снизить объем поверхностных буровых работ, например, когда экологические требования накладывают ограничения в плане бурения.
Хотя многоствольные скважины могут обладать преимуществами по сравнению с традиционными скважинами, они также могут представлять собой большую сложность, которая может создавать дополнительные задачи. Одна из таких задач предполагает обнаружение конкретного бокового ствола скважины, который ответвляется от основного ствола скважины, и вход в него. Был разработан ряд методов для обнаружения боковых стволов скважины и входа в них, включая установку специального оборудования в обсадной колонне в месте узла сопряжения бокового и основного стволов скважины. Это оборудование позволяет произвести установку скважинного отклонителя, примыкающего к узлу сопряжения, для усиления любого последующего спуска гибкой насосно-компрессорной трубы в основной ствол скважины в желаемый боковой ствол скважины.
Другой метод обнаружения бокового ствола скважины и входа в него включает использование скважинного снаряда, содержащего многопозиционный инструмент, выбросовый шарнирный отклонитель, прикрепленный к нижнему концу многопозиционного инструмента, и удлинитель в виде зонда, прикрепленный к нижнему концу выбросового шарнирного отклонителя. Скважинный снаряд может быть сначала опущен на дно основного ствола скважины, чтобы отметить его забой и выполнить любую желаемую обработку. После проведения обработки скважинный снаряд может быть поднят до расчетного местоположения узла сопряжения между основным и боковым стволами скважины. Выбросовый шарнирный отклонитель может быть использован для отклонения зонда от центральной оси скважинного снаряда, и в скважинный снаряд с местоположения на поверхности скважины закачивается флюид, что будет поддерживать зонд в контакте со стволом скважины, предотвращая его полное выведение. После обнаружения бокового ствола скважины наконечник зонда может полностью изгибаться в боковой ствол скважины и выбрасывать находящийся под давлением флюид из скважинного снаряда, что может восприниматься датчиками на поверхности как перепад давления, и, таким образом, предоставлять положительный признак того, что боковой ствол скважины обнаружен.
Если зонду не удается обнаружить боковой ствол скважины, скважинный снаряд снова опускают на определенную длину в основном стволе скважины, и может быть использован многопозиционный инструмент для поворота выбросового шарнирного отклонителя и зонда для работы в другой угловой ориентации. Затем скважинный снаряд поднимают внутри основного ствола скважины до тех пор, пока зонд не обнаружит боковой ствол скважины. Этот способ повторяется до тех пор, пока зонд однозначно не обнаружит боковой ствол скважины.
Как можно понять, этот способ может потребовать значительного расхода флюидов, необходимых для работы скважинного снаряда во время этих повторных операций, которые могут выполняться на протяжении нескольких часов, а также чрезмерного усталостного напряжения спусковой колонны гибких насосно-компрессорных труб малого диаметра.
в частности
например
Кроме того, в некоторых случаях флюид, выпускаемый из скважинного снаряда, не может достоверно свидетельствовать о том, что обнаружен боковой ствол скважины. В некоторых случаях, например, наконечник зонда не может полностью согнуться и стравливать, даже если обнаруживает и заходит в боковой ствол скважины. В других случаях скважинный снаряд может стравливать, когда он не зашел в боковой ствол скважины, , потому что изогнутость транспортировочного средства (, гибкие насосно-компрессорные трубы малого диаметра) над скважинным снарядом может быть достаточной для того, чтобы зонд мог полностью согнуться и стравливать. Из-за вероятности преждевременного стравливания, как только оператор считает, что боковой ствол скважины однозначно обнаружен, скважинный снаряд часто опускается в забой бокового ствола скважины, чтобы отметить этот забой. Затем это значение глубины сопоставляется с ранее регистрированной глубиной основного ствола скважины, и, если обе глубины одинаковые, можно предположить, что боковой ствол скважины не обнаружен, и оператор должен повторить процесс обнаружения бокового ствола скважины.
Необходимость неоднократно отмечать забой основного и бокового стволов скважины может обуславливать нежелательные задержки и расходы на операции по боковым стволам скважины. Боковые стволы скважины, которые имеют очень похожие значения глубины забоя, также создают дополнительную задачу, так как может быть непонятно, на каком из двух боковых стволов скважины расположены гибкие насосно-компрессорные трубы малого диаметра и колонна труб.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Ниже приведенные фигуры включены для иллюстрации некоторых аспектов настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как ограничивающие варианты реализации изобретения. В отношении раскрываемого объекта изобретения может быть предложено множество модификаций, изменений, комбинаций и эквивалентов по форме и функционированию без отступления от объема настоящего изобретения.
Фиг. 1 иллюстрирует подземную систему для выполнения внутрискважинных работ, в которой могут быть использованы принципы настоящего изобретения.
Фиг. 2A и 2B иллюстрируют последовательные частичные виды в поперечном сечении приведенного в качестве примера скважинного снаряда.
Фиг. 3 иллюстрирует блок-схему способа обнаружения бокового ствола скважины.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к работам в стволе многоствольной скважины и, в частности, к скважинным снарядам, содержащим измерительное устройство ориентации, которое может быть использовано для обнаружения боковых стволов скважины.
Варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, предоставляют систему и способ обнаружения бокового ствола многоствольной скважины и выполнения интенсификации в боковом стволе скважины. В соответствии с данным изобретением, скважинный снаряд содержит измерительное устройство ориентации, которое может обеспечить измерение наклона, азимута и направления передней поверхности в режиме реального времени, в то время как скважинный снаряд продвигается вглубь скважины. Измерения в режиме реального времени могут использоваться, чтобы выровнять в угловом направлении зонд, содержащийся в скважинном снаряде, с боковым стволом скважины, а затем проверяют, действительно ли скважинный снаряд вошел в боковой ствол скважины. Это может иметь свои преимущества при устранении необходимости закачивать чрезмерное количество флюида в скважинный снаряд и зонд во время поиска бокового ствола скважины, а также может сократить время, требуемое для обнаружения бокового ствола скважины. Кроме того, скважинный снаряд и соединенное с ним транспортировочное средство могут испытывать меньшее усталостное напряжение, поскольку можно избежать многократных циклов подъемов и спусков внутри ствола скважины за счет применения принципов настоящего изобретения. После того, как скважинный снаряд успешно вошел в боковой ствол скважины, выполняют операцию по интенсификации ствола скважины, такую как кислотная обработка, процедуры охвата площади заводнением, распределенная термометрия с использованием волоконной оптики, абразивная перфорация и т. д.
В соответствии с Фиг. 1, проиллюстрирована приведенная в качестве примера подземная система для выполнения внутрискважинных работ 100, в которой могут быть реализованы принципы настоящего изобретения, в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения. Как проиллюстрировано, подземная система для выполнения внутрискважинных работ 100 (далее «система 100») может содержать исходный или основной ствол 102 скважины и по меньшей мере один боковой ствол 104 скважины, который отходит от основного ствола 102 скважины. Основной ствол 102 скважины может быть стволом скважины, пробуренным с местоположения на поверхности (не показано), для проникновения внутрь подземного пласта 106, а боковой ствол 104 скважины может пересекаться с основным стволом 102 скважины в месте узла сопряжения 108 либо может содержать боковой или отклоненный ствол скважины, пробуренный под углом от основного ствола 102 скважины. Хотя основной ствол 102 скважины проиллюстрирован в общем в вертикальной ориентации, основной ствол 102 скважины, в качестве альтернативы, может быть выполнен в общем в горизонтальной ориентации или под любым углом между вертикальной и горизонтальной ориентациями без отхода от объема данного изобретения.
Как основной, так и боковой стволы 102, 104 скважины могут быть укреплены потайной обсадной колонной или колонной обсадных труб 110 и впоследствии зацементированными на месте или могут быть оставлены без какой-либо потайной обсадной колонны, что называется заканчиванием скважины «с открытым забоем». Как известно в данной области техники, колонна обсадных труб 110 может содержать множество секций трубчатых систем труб или обсадной трубы, которые скреплены вместе своими концами и выдвинуты вглубь основного и бокового стволов 102, 104 скважины.
Система 100 может дополнительно содержать скважинный снаряд 112, который может быть опущен в основной ствол 102 скважины на транспортировочном средстве 114, отходящем от местоположения на поверхности (не показано). В некоторых вариантах реализации изобретения транспортировочное средство 114 может быть гибкими насосно-компрессорными трубами малого диаметра или тому подобным, а местоположение на поверхности может содержать устьевую установку (не показана) и модуль гибких насосно-компрессорных труб малого диаметра (не показан). Модуль гибких насосно-компрессорных труб малого диаметра может быть выполнен с возможностью входа в основной ствол 102 скважины посредством устьевой установки и таким образом выдвинуть скважинный снаряд 112 в основной ствол 102 скважины. Соответственно, по меньшей мере в одном варианте реализации изобретения система 100 может быть классифицирована как «подземная», а это означает, что буровая установка или блок для буровых работ не находится и не требуется на местоположении на поверхности скважины. Вместо этого основной и боковой стволы 102, 104 скважины уже пробурены и закончены, и скважинный снаряд 112 может быть выборочно введен в основной и/или боковой стволы 102, 104 скважины для выполнения одной или более операций по интенсификации ствола скважины, таких как кислотная обработка, процедуры охвата площади заводнением, распределенная термометрия с использованием волоконной оптики, абразивная перфорация и т. д.
Скважинный снаряд 112 может содержать различные компоненты и устройства, используемые для проведения указанных операций по интенсификации ствола скважины. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения скважинный снаряд 112 может содержать по меньшей мере ориентирующий переводник 116, измерительное устройство ориентации 118, выбросовый шарнирный отклонитель 120 и зонд 122. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения скважинный снаряд 112 может дополнительно содержать по меньшей мере один центратор (не показан), используемый для центрирования скважинного снаряда 112 в радиальном направлении внутри основного и/или бокового ствола 102, 104 скважины. Различные компоненты скважинного снаряда 112 могут быть соединены друг с другом концами посредством резьбовых соединений. Во всех вариантах реализации изобретения скважинный снаряд 112 может способствовать гидрологической связи по всей своей длине и, таким образом, доставлять флюид в зонд 122 из транспортировочного средства 114.
Ориентирующий переводник 116 может содержать любое известное устройство, используемое для поворота компонентов скважинного снаряда 112 относительно центральной оси 124 скважинного снаряда 112. В частности, ориентирующий переводник 116 может быть выборочно приведен в действие для поворота измерительного устройства ориентации 118, выбросового шарнирного отклонителя 120 и зонда 122 относительно центральной оси 124. В других вариантах реализации изобретения, как описано ниже, осевые положения ориентирующего переводника 116 и измерительного устройства ориентации 118 могут быть изменены без отхода от объема данного изобретения.
например
Приведенные в качестве примера устройства, которые могут быть пригодны в качестве ориентирующего переводника 116, включают, многопозиционный инструмент и двигатель непрерывного действия, но не ограничены ими. Многопозиционный инструмент может содействовать повороту на заданное количество градусов (, 30°, 45° и т. д.) относительно центральной оси 124 после срабатывания или приведения в действие. Многопозиционный инструмент может быть приведен в действие за счет давления флюида, передаваемого ему через транспортировочное средство 114. Когда давление флюида от транспортировочного средства 114 возрастает, а затем сбрасывается, многопозиционный инструмент может быть выполнен с возможностью автоматического поворота на заданное количество градусов и, таким образом, изменения угловой конфигурации компонентов скважинного снаряда 112, расположенного под ним. В вариантах реализации изобретения, в которых ориентирующий переводник 116 представляет собой двигатель непрерывного действия, двигатель непрерывного действия может обеспечивать избирательный поворот на 360° относительно центральной оси 124 скважинного снаряда 112. Специалист в данной области техники, использующий преимущества данного изобретения, сможет выбрать и использовать соответствующий ориентирующий переводник 116 для конкретного применения.
Измерительное устройство ориентации 118 может содержать один или более датчиков, выполненных с возможностью измерения, обнаружения и иным образом определения ориентации известной фиксированной точки на скважинном снаряде 112 по отношению к гравитации, магнитному северу или иным анализируемым константам окружающей среды. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения измерительное устройство ориентации 118 может включать инструмент измерения во время бурения (ИВБ), такой как инструмент ИВБ, имеющийся в продаже компаний «Sperry Drilling» и «Halliburton Energy Services», Хьюстон, штат Техас, США. Измерительное устройство ориентации 118 может быть выполнено с возможностью измерения и выдачи данных азимута, наклона и направления передней поверхности скважинного снаряда 112 в режиме реального времени и, в частности, выбросового шарнирного отклонителя 120 и зонда 122, в дополнение к измерениям температуры и гамма-каротажа.
Измерительное устройство ориентации 118 может также содержать скважинное телеметрическое устройство 126, выполненное с возможностью либо проводного, либо беспроводного подключения к местоположению на поверхности, таким позволяя давая оператору скважины получать в режиме реального времени значения измерений азимута, наклона и направления передней поверхности скважинного снаряда 112. Скважинное телеметрическое устройство 126 может быть любым скважинным телеметрическим устройством, известным специалистам в данной области техники, включая гидроимпульсную телеметрию, электромагнитную телеметрию, акустическую телеметрию, ультразвуковую телеметрию, электрические линии, оптоволоконные линии, радиочастотные передачи или любую их комбинацию, но не ограничиваясь ими.
Выбросовый шарнирный отклонитель 120 может быть любым подходящим устройством, выполненным с возможностью отклонения зонда 122 по отношению к центральной оси 124 скважинного снаряда 112. В некоторых вариантах реализации изобретения выбросовый шарнирный отклонитель 120 представляет собой избирательно приводимый в действие шарнирный отклонитель, такой как гидравлический выбросовый отклонитель, имеющийся в продаже «NOV». Другие пригодные выбросовые шарнирные отклонители 120 включают шаровые шарниры ограниченного действия, шарнирные соединения, пружинные манометры или асимметрично сегментированный элемент со внутренними средствами повышения давления, но не ограничиваются ими. Специалист в данной области техники, использующий преимущества этого изобретения, должен быть способен выбрать и использовать соответствующий выбросовый шарнирный отклонитель 120 для конкретного применения.
В некоторых вариантах реализации изобретения выбросовый шарнирный отклонитель 120 может не сгибаться и не отклоняться, пока не будет приведен в действие за счет давления флюида, передаваемого ему через транспортировочное средство 114. После принятия на себя давления флюида выбросовый шарнирный отклонитель может согнуться или иным образом отклониться от центральной оси 124. Соответственно, приведение в действие выбросового шарнирного отклонителя 120 может регулироваться с поверхности путем регулирования гидравлического давления, передаваемого на выбросовый шарнирный отклонитель 120 через транспортировочное средство 114.
Зонд 122, также известный как насадочный зонд, может быть функционально присоединен к выбросовому шарнирному отклонителю 120 и иным образом расположен на дистальном конце скважинного снаряда 112. Путем приведения в действие выбросового шарнирного отклонителя 120 зонд 122 может быть отклонен от положения совмещения с центральной осью 124 для входа в боковой ствол скважины, такой как боковой ствол 104 скважины. Зонд 122 может иметь длину, достаточную для его отклонения в боковой ствол 104 скважины, когда он обнаруживает узел сопряжения 108. Зонд 122 может отклоняться по отношению к центральной оси 124 на заданный максимальный угол отклонения 128. Максимальный угол отклонения 128 зонда 122 может зависеть от ряда факторов, включая внутренний диаметр основного ствола 102 скважины и осевую длину зонда 122. В основном, подходящий максимальный угол отклонения 128 для зонда 122 может находиться в диапазоне от около 3° до около 30° от центральной оси 124. В некоторых вариантах реализации изобретения выбросовый шарнирный отклонитель 120 может быть выполнен с возможностью отклонения зонда 122 на около 15° от центральной оси 124.
например
Далее предоставлена приведенная в качестве примера работа скважинного снаряда 112 при обнаружении бокового ствола 104 скважины и входе в него. Общее обнаружение узла сопряжения 108 и его угловая ориентация внутри основного ствола 102 могут быть известны из предыдущих измерений сейсмических исследований, выполненных во время бурения и заканчивания основного и бокового стволов 102, 104 скважины. После сооружения скважинного снаряда 112 угловая ориентация выбросового шарнирного отклонителя 120 также может быть отмечена и известна по отношению к измерительному устройству ориентации 118. Следовательно, на основании значений измерений, полученных измерительным устройством ориентации 118, когда скважинный снаряд 112 транспортируют вглубь скважины, может быть вычислена или иным образом может стать известной угловая ориентация выбросового шарнирного отклонителя 120 внутри основного ствола 102 скважины. Угловая ориентация выбросового шарнирного отклонителя 120 может быть при необходимости перенастроена таким образом, что зонд 122 может быть выровнен в угловом направлении с боковым стволом 104 скважины. Изменение угловой ориентации выбросового шарнирного отклонителя 120 может быть осуществлено приведением в действие ориентирующего переводника 116 для поворота выбросового шарнирного отклонителя 120 и зонда 122 на заданное количество градусов (, 30°, 45° и т. д.).
Когда скважинный снаряд 112 транспортируют вглубь скважины внутри основного ствола 102 скважины, измерительное устройство ориентации 118 может непрерывно получать результаты измерений и передавать их в режиме реального времени на поверхность посредством скважинного телеметрического устройства 126. Благодаря этому оператор скважины может быть осведомлен в режиме реального времени о местоположении скважинного снаряда 112, в то время как он приближается к узлу сопряжения 108. По достижению узла сопряжения 108 можно отрегулировать угловую ориентацию зонда 122 так, чтобы он был выровнен с боковым стволом 104 скважины. Правильная угловая ориентация зонда 122 может быть подтверждена в режиме реального времени посредством измерительного устройства ориентации 118 или иным способом, когда зонд 122 сгибается или отклоняется в боковой ствол 104 скважины и стравливает давление флюида, что может быть воспринято датчиками в местоположении на поверхности скважины.
После того как зонд 122 выровнен в угловом направлении с боковым стволом 104 скважины, скважинный снаряд 112 можно продвинуть в боковой ствол 104 скважины, а измерительное устройство ориентации 118 снова можно использовать для проверки текущего местоположения скважинного снаряда 112. В частности, после входа в боковой ствол 104 скважины местоположение скважинного снаряда 112 может быть безошибочно подтверждено в режиме реального времени путем получения новых измерений наклона, азимута и направления передней поверхности инструмента посредством измерительного устройства ориентации 118 и сопоставления значений этих измерений с известными значениями инклинометрических измерений, соответствующих боковому стволу 104 скважины. Если значения новых измерений и инклинометрических измерений не совпадают, это может указывать на то, что скважинный снаряд 112 не вошел в боковой ствол 104 скважины, а вместо этого по-прежнему находится в основном стволе 102 скважины. Если такое происходит, процедуру с обнаружением бокового ствола скважины следует повторить. Однако, если значения текущих измерений и инклинометрических измерений совпадают, это может положительно указывать на то, что скважинный снаряд 112 успешно вошел в боковой ствол 104 скважины. Осуществляя навигацию в боковом стволе 104 скважины, оператор скважины может решить провести различные операции по интенсификации ствола скважины, такие как кислотная обработка, процедуры охвата площади заводнением, распределенная термометрия с использованием волоконной оптики, абразивная перфорация и т. д.
Далее со ссылкой на Фиг. 2A и 2B проиллюстрированы последовательные частичные виды в поперечном сечении приведенного в качестве примера скважинного снаряда 200 в соответствии с одним и более вариантов реализации изобретения. Скважинный снаряд 200 может быть таким же, как или похожим на скважинный снаряд 112, проиллюстрированный на Фиг. 1 и, следовательно, его можно наилучшим образом понять со ссылкой на эту фигуру, при этом одинаковые числа представляют одинаковые компоненты, описание которых повторно не приводится. Фиг. 2A иллюстрирует разобранный вид верхних участков скважинного снаряда 200, а Фиг. 2B иллюстрирует разобранный вид нижних участков скважинного снаряда 200. Как показано на изображениях в разобранном виде, различные компоненты скважинного снаряда 200 могут быть присоединены с использованием резьбового соединения. Однако в других вариантах реализации изобретения один или более компонентов скважинного снаряда 200 могут быть присоединены с использованием любых иных средств крепления, включая механические крепежи, сварку и пайку твердым припоем, но не ограничиваясь ими.
Сначала со ссылкой на Фиг. 2A скважинный снаряд 200 может содержать соединитель 202, использованный для присоединения скважинного снаряда 200 к транспортировочному средству, такому как транспортировочное средство 114, проиллюстрированное на Фиг. 1. Скважинный снаряд 200 может дополнительно содержать главный узел двигателя 204 и переходник последовательного действия 206, расположенный между соединителем 202 и ориентирующим переводником 116. Главный узел двигателя 204 может содержать один или более обратных клапанов 210 (проиллюстрированы как первый возвратный клапан и второй возвратный клапан), выполненные с возможностью предотвращения потока флюида вверх по стволу скважины или иным образом обратно к транспортировочному средству 114 от скважинного снаряда 200. Вместо этого обратные клапаны 210 могут быть выполнены с возможностью позволения флюиду течь вглубь скважины через скважинный снаряд 200.
Главный узел двигателя 204 может дополнительно содержать гидравлический разъединитель 208а, циркуляционное отверстие 208b и прорывной диск 212. Гидравлический разъединитель 208а может позволять нижним участкам скважинного снаряда 200 опускаться под главный узел двигателя 204, чтобы разъединить их в том случае, когда скважинный снаряд 200 застревает в основном или боковом стволах 102, 104 скважины (Фиг. 1). Циркуляционное отверстие 208b может содержать выпускное отверстие для флюидов, проходящих к скважинному снаряду 200 от транспортировочного средства 114 (Фиг. 1) на тот случай, когда застревают нижние участки скважинного снаряда 200, находящиеся под главным узлом двигателя 204. Прорывной диск 212 может позволить флюиду циркулировать через скважинный снаряд 200 в том случае, когда застревают нижние компоненты скважинного снаряда 200, находящиеся под главным узлом двигателя 204. Проникновение или прорыв прорывного диска 212 может привести к возникновению гидрологической связи с кольцевым пространством, окружающим скважинный снаряд 200, через главный узел двигателя 204.
Переходник последовательного действия 206 может быть приведен в действие для отвода потока флюида, поступающего от транспортировочного средства 114 (Фиг. 1), таким образом, чтобы флюид не протекал к компонентам скважинного снаряда 200 под переходником последовательного действия 206. После приведения его в действие любой флюид, подаваемый в переходник последовательного действия 206, может быть отведен и отброшен от переходника последовательного действия 206 через одну или более боковых насадок 207. Как следует понимать, переходник последовательного действия 206 может позволить флюидам для интенсификации, таким как абразивные флюиды и кислоты, впрыскиваться в основной и боковой стволы 102, 104 скважины (Фиг. 1) во время проведения различных операций по интенсификации ствола скважины, упомянутых в данном документе. Механизм приведения в действие переходника последовательного действия 206 основан на расходе потока флюида, нагнетаемого с поверхности. Переходник последовательного действия 206 может быть сконфигурирован с несколькими установками приведения в действие при расходах потока, в зависимости от конкретной потребности. Когда расход потока превышает заданный уровень, поток к инструментам под переходником последовательного действия 206 останавливается посредством управляемого пружиной механизма или ему подобного, и муфта или иное подобное устройство, сдвигается для открытия насадок 207, таким образом позволяя потоку вытекать из насадок 207.
В некоторых вариантах реализации изобретения перепускной переводник 214 может вставляться и иным образом размещаться между ориентирующим переводником 116 и измерительным устройством ориентации 118. Однако в других вариантах реализации изобретения перепускной переводник 214 может быть опущен и, вместо этого, ориентирующий переводник 116 можно напрямую присоединить к измерительному устройству ориентации 118 без отхода от объема данного изобретения.
В соответствии с Фиг. 2B, в некоторых вариантах реализации изобретения скважинный снаряд 200 может дополнительно содержать блок измерительных приборов 216. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения перепускной переводник 218 может быть вставлен и иным образом помещен между блоком измерительных приборов 216 и измерительным устройством ориентации 118 (Фиг. 2A). Однако в других вариантах реализации изобретения перепускной переводник 218 может быть опущен и тогда блок измерительных приборов 216 можно напрямую присоединить к измерительному устройству ориентации 118 без отхода от объема данного изобретения.
Блок измерительных приборов 216 может содержать различные датчики и измерительные приборы, используемые для измерений скважинных параметров, таких как давление и температура, но не ограничиваясь ими. Датчики и измерительные приборы, содержащиеся в блоке измерительных приборов 216, могут дополнительно включать датчик гамма-излучения и локатор муфт обсадной трубы.
например
Как проиллюстрировано, дополнительный перепускной переводник 220 может вставляться и иным образом располагаться между блоком измерительных приборов 216 и выбросовым шарнирным отклонителем 120. Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения скважинный снаряд 200 может дополнительно содержать удлинитель 222, используемый для увеличения радиуса действия или осевой длины зонда 122, расположенного на дистальном конце скважинного снаряда 200. Как следует понимать, удлинитель 222 может оказаться полезным в вариантах реализации изобретения, в которых основной или боковой ствол 102, 104 скважины (Фиг. 1) имеет большой диаметр. В других вариантах реализации изобретения удлинитель 222 можно опустить. Как проиллюстрировано на Фиг. 2B, зонд 122 может содержать один или более входных или выходных отверстий 224 (проиллюстрированных как входные или выходные отверстия 224а и 224b), определенных в данном документе. Входные или выходные отверстия 224a,b могут обеспечивать выходы, используемые для стравливания давления флюида от скважинного снаряда 220, когда зонд 122 обнаруживает боковой ствол скважины и отклоняется в него (, боковой ствол 104 скважины, проиллюстрированный на Фиг. 2).
В проиллюстрированном варианте реализации изобретения по Фиг. 2A и 2B измерительное устройство ориентации 118 проиллюстрировано как расположенное под ориентирующим переводником 116 вдоль осевой протяженности скважинного снаряда 200 и, следовательно, выполненное с возможностью получения в режиме реального времени данных по наклону и передней поверхности инструмента вблизи от выбросового шарнирного отклонителя 120. Однако в других вариантах реализации изобретения измерительное устройство ориентации 118 может, в качестве альтернативы, располагаться над ориентирующим переводником 116 без отхода от объема данного изобретения. Несмотря на это, в таких вариантах реализации изобретения угловая ориентация выбросового шарнирного отклонителя 120 может быть известна или иным образом рассчитана, исходя из известных углов поворота на цикл индексирования ориентирующего переводника 116 и количества раз активаций ориентирующего переводника 116.
Далее со ссылкой на Фиг. 3 проиллюстрирована блок-схема приведенного в качестве примера способа 300 обнаружения бокового ствола скважины в соответствии с одним или более вариантов реализации изобретения. Способ 300 может быть выполнен с использованием любого из скважинных снарядов 112, 200, описанных в данном документе, чтобы обнаружить и войти в один или более боковых стволов скважины, таких как боковой ствол 104 скважины, проиллюстрированный на Фиг. 1. Согласно способу 300, скважинный снаряд может быть введен в основной ствол многоствольной скважины, в соответствии с этапом 302. Многоствольная скважина может содержать боковой ствол скважины, который отходит от основного ствола скважины в месте узла сопряжения. Кроме того, скважинный снаряд может содержать зонд и выбросовый шарнирный отклонитель, присоединенный к зонду.
Первое изменение может быть произведено измерительным устройством ориентации, содержащимся в скважинном снаряде, в соответствии с этапом 304. Первое измерение может включать одно из: азимут, наклон и направление передней поверхности скважинного снаряда. Значение первого измерения может быть передано в местоположение на поверхности в режиме реального времени посредством скважинного телеметрического устройства, присоединенного с возможностью связи к измерительному устройству ориентации. Затем угловая ориентация выбросового шарнирного отклонителя и зонда может быть выровнена с боковым стволом скважины на основании значения первого измерения, в соответствии с этапом 306. В некоторых вариантах реализации изобретения это может включать приведение в действие ориентирующего переводника, содержащегося в скважинном снаряде, и, таким образом, изменение угловой ориентации выбросового шарнирного отклонителя и зонда.
Затем скважинный снаряд может быть продвинут вглубь бокового ствола скважины для получения второго измерения с использованием измерительного устройства ориентации, в соответствии с этапом 308. Затем может быть получено второе измерение, в то время как скважинный снаряд расположен в боковом стволе скважины, и оно может включать по меньшей мере одно из: азимут, наклон и направление передней поверхности скважинного снаряда. Значение второго измерения может быть передано в местоположение на поверхности в режиме реального времени посредством скважинного телеметрического устройства.
Затем значение второго измерения может быть сопоставлено с известными значениями инклинометрических измерений, которые соответствуют боковому стволу скважины, в соответствии с этапом 310. Сопоставление значения второго измерения с известными значениями инклинометрических измерений может помочь проверить местоположение скважинного снаряда внутри бокового ствола скважины. После того, как подтверждено, что скважинный снаряд находится внутри бокового ствола скважины, могут быть проведены одна или более операций по интенсификации ствола скважины с использованием скважинного снаряда, в то время как скважинный снаряд расположен в боковом стволе скважины, в соответствии с этапом 312. Проведение одной или более операций по интенсификации ствола скважины может включать приведение в действие переходника последовательного действия, содержащегося в скважинном снаряде, для предотвращения проникновения флюида для интенсификации по меньшей мере в ориентирующий переводник, выбросовый шарнирный отклонитель и зонд, и отвод флюида для интенсификации от переходника последовательного действия. Проведение одной или более операций по интенсификации ствола скважины может дополнительно включать по меньшей мере обработку участка бокового ствола скважины, такую как кислотная обработка, процедуры охвата площади заводнением, распределенная термометрия с использованием волоконной оптики, абразивная перфорация и т. д. Затем предшествующие этапы 302-312 можно заново выполнить во втором боковом стволе скважины внутри многоствольной скважины, в соответствии с этапом 314.
Варианты реализации изобретения, раскрытые в данном документе, включают:
A. Способ, включающий этапы, на которых вводят скважинный снаряд в основной ствол многоствольной скважины, при этом ствол многоствольной скважины содержит боковой ствол скважины, отходящий от основного ствола скважины в месте узла сопряжения, и скважинный снаряд, содержащий зонд и выбросовый шарнирный отклонитель, присоединенный к зонду; получают первое измерение с использованием измерительного устройства ориентации, содержащегося в скважинном снаряде, при этом первое измерение включает по меньшей мере одно из: азимут, наклон и направление передней поверхности скважинного снаряда; выравнивают угловую ориентацию выбросового шарнирного отклонителя и зонда с боковым стволом скважины на основании значения первого измерения; продвигают скважинный снаряд вглубь бокового ствола скважины и получают второе измерение с использованием измерительного устройства ориентации, в то время как скважинный снаряд расположен в боковом стволе скважины, при этом второе измерение включает по меньшей мере одно из: азимут, наклон и направление передней поверхности скважинного снаряда; сопоставляют значение второго измерения с известными значениями инклинометрических измерений, которые соответствуют боковому стволу скважины и, таким образом, проверяют местоположение скважинного снаряда в боковом стволе скважины; и проводят одну или более операций по интенсификации ствола скважины с использованием скважинного снаряда, в то время как скважинный снаряд расположен в боковом стволе скважины.
B. Подземная система для выполнения внутрискважинных работ, содержащая основной ствол скважины, по меньшей мере участок которого укреплен обсадной колонной, боковой ствол скважины, который отходит от основного ствола скважины в месте узла сопряжения, пи этом по меньшей мере участок бокового ствола скважины укреплен обсадной колонной, скважинный снаряд, выдвигаемый внутри основного ствола скважины на транспортировочном средстве из местоположения на поверхности и имеющий центральную ось, причем скважинный снаряд содержит: зонд и выбросовый шарнирный отклонитель, присоединенный к зонду для отклонения зонда от центральной оси; ориентирующий переводник, регулирующий угловую ориентацию по меньшей мере выбросового шарнирного отклонителя и зонда относительно центральной оси; измерительное устройство ориентации, которое измеряет одно или более из: азимута, наклона и направления передней поверхности инструмента по меньшей мере одного из: выбросового шарнирного отклонителя и зонда; скважинное телеметрическое устройство, присоединенное с возможностью связи к измерительному устройству ориентации для передачи по меньшей мере одного из: азимута, наклона и направления передней поверхности инструмента в местоположение на поверхности в режиме реального времени; и переходник последовательного действия, который приводится в действие для предотвращения проникновения флюида для интенсификации по меньшей мере в ориентирующий переводник, выбросовый шарнирный отклонитель и зонд и, вместо этого, отвода флюида для интенсификации от переходника последовательного действия для проведения операции по интенсификации притока в боковом стволе скважины.
C. Скважинный снаряд, содержащий зонд; выбросовый шарнирный отклонитель, присоединенный к зонду для отклонения зонда от центральной оси; ориентирующий переводник, выполненный с возможностью регулировки угловой ориентации по меньшей мере выбросового шарнирного отклонителя и зонда относительно центральной оси; измерительное устройство ориентации, выполненное с возможностью измерения одного или более из: азимута, наклона и направления передней поверхности инструмента по меньшей мере одного из: выбросового шарнирного отклонителя и зонда; скважинное телеметрическое устройство, присоединенное с возможностью связи к измерительному устройству ориентации для передачи по меньшей мере одного из: азимута, наклона и направления передней поверхности инструмента в местоположение на поверхности в режиме реального времени; и переходник последовательного действия, приводимый в действие для предотвращения проникновения флюида для интенсификации по меньшей мере в ориентирующий переводник, выбросовый шарнирный отклонитель и зонд и, вместо этого, отвода флюида для интенсификации от переходника последовательного действия для проведения операции по интенсификации в стволе скважины.
Каждый из вариантов реализации изобретения A, B и C может включать один или более из следующих дополнительных элементов в любой комбинации: Элемент 1: отличающийся тем, что выравнивание угловой ориентации выбросового шарнирного отклонителя и зонда с боковым стволом скважины включает приведение в действие ориентирующего переводника, содержащегося в скважинном снаряде, и изменение угловой ориентации выбросового шарнирного отклонителя и зонда с использованием ориентирующего переводника. Элемент 2: в котором скважинный снаряд дополнительно содержит переходник последовательного действия, и при этом проведение одной или более операций по интенсификации ствола скважины включает приведение в действие переходника последовательного действия для предотвращения проникновения флюида для интенсификации по меньшей мере в ориентирующий переводник, выбросовый шарнирный отклонитель и зонд, и отвод флюида для интенсификации из переходника последовательного действия. Элемент 3: отличающийся тем, что проведение одной или более операций по интенсификации ствола скважины включает по меньшей мере одно из: кислотную обработку участка бокового ствола скважины и гидроразрыв участка бокового ствола скважины. Элемент 4: в котором скважинный снаряд дополнительно содержит скважинное телеметрическое устройство, присоединенное с возможностью связи к измерительному устройству ориентации, при этом способ дополнительно включает передачу значений первого и второго измерений на поверхность в режиме реального времени. Элемент 5: отличающийся тем, что передача значений первого и второго измерений в местоположение на поверхности в режиме реального времени включает эксплуатацию скважинного изоляционного устройства с использованием по меньшей мере одного из: гидроимпульсной телеметрии, электромагнитной телеметрии, акустической телеметрии, ультразвуковой телеметрии, электрических линий, оптоволоконных линий, радиочастотных передач и любой их комбинации. Элемент 6: в котором скважинный снаряд дополнительно содержит блок измерительных приборов, содержащий один или более датчиков или измерительных приборов, при этом способ дополнительно включает этап, на котором измеряют одного или более скважинных параметров с использованием блока измерительных приборов, в то время как скважинный снаряд продвигается внутри основного или бокового стволов скважины. Элемент 7: отличающийся тем, что боковой ствол скважины является первым боковым стволом скважины и узел сопряжения является первым узлом сопряжения, при этом способ дополнительно включает этапы, на которых отводят скважинный снаряд из первого бокового ствола скважины и вводят его в основной ствол скважины; перемещают скважинный снаряд внутри основного ствола скважины в сторону второго бокового ствола скважины, который отходит от основного ствола скважины в месте второго узла сопряжения; получают третье измерение с использованием измерительного устройства ориентации, при этом первое измерение включает по меньшей мере одно из: азимута, наклона и направления передней поверхности скважинного снаряда; выравнивают угловую ориентацию выбросового шарнирного отклонителя и зонда со вторым боковым стволом скважины на основании значения третьего измерения; продвигают скважинный снаряд вглубь второго бокового ствола скважины и получают четвертое измерение с использованием измерительного устройства ориентации, в то время как скважинный снаряд расположен во втором боковом стволе скважины, при этом четвертое измерение включает по меньшей мере одно из: азимута, наклона и направления передней поверхности скважинного снаряда; сопоставляют значения четвертого измерения с известными значениями инклинометрических измерений, которые соответствуют второму боковому стволу скважины и, таким образом, проверяют местоположение скважинного снаряда во втором боковом стволе скважины; и проводят одну или более операций по интенсификации ствола скважины с использованием скважинного снаряда, в то время как скважинный снаряд расположен во втором боковом стволе скважины. Элемент 8: отличающийся тем, что проведение одной или более операций по интенсификации ствола скважины с использованием скважинного снаряда, в то время как скважинный снаряд расположен во втором боковом стволе скважины, включает по меньшей мере одно из: кислотную обработку участка второго бокового ствола скважины и гидроразрыв участка второго бокового ствола скважины.
Элемент 9: отличающийся тем, что транспортировочное средство является гибкими насосно-компрессорными трубами малого диаметра. Элемент 10: отличающийся тем, что ориентирующий переводник является многопозиционным инструментом, который после приведения в действие поворачивается на заданное количество градусов вокруг центральной оси. Элемент 11: отличающийся тем, что измерительное устройство ориентации содержит инструмент измерения во время бурения. Элемент 12: отличающийся тем, что скважинное телеметрическое устройство работает с использованием по меньшей мере одного из: гидроимпульсной телеметрии, электромагнитной телеметрии, акустической телеметрии, ультразвуковой телеметрии, электрических линий, оптоволоконных линий, радиочастотных передач и любой их комбинации. Элемент 13: отличающийся тем, что флюид для интенсификации является по меньшей мере одним из: флюидом для гидроразрыва и кислотой.
Элемент 14: отличающийся тем, что ориентирующий переводник является многопозиционным инструментом, который после приведения в действие поворачивается на заданное количество градусов вокруг центральной оси. Элемент 15: отличающийся тем, что измерительное устройство ориентации содержит инструмент измерения во время бурения. Элемент 16: отличающийся тем, что скважинное телеметрическое устройство работает с использованием по меньшей мере одного из: гидроимпульсной телеметрии, электромагнитной телеметрии, акустической телеметрии, ультразвуковой телеметрии, электрические линии, оптоволоконной линии, радиочастотных передач и любой их комбинации. Элемент 17: отличающийся тем, что флюид для интенсификации является по меньшей мере одним из: флюидом для гидроразрыва и кислотой. Элемент 18: дополнительно содержащий главный узел двигателя и блок измерительных приборов, который содержит один или более датчиков или измерительных приборов, используемых для измерения скважинных параметров.
В качестве неограничивающего примера типовые комбинации, применимые к A, B и C, включают: Элемент 4 с Элементом 5; Элемент 7 с Элементом 8; Элемент 9 с Элементом 11 и Элемент 9 с Элементом 12.
Таким образом, раскрытые системы и способы хорошо подходят для достижения целей и получения преимуществ, указанных выше, а также присущих им. Конкретные варианты реализации изобретения, раскрытые выше, являются лишь иллюстративными, поскольку принципы данного изобретения могут быть модифицированы и реализованы с применением отличных, но эквивалентных способов, очевидных для специалистов в данной области техники, которые ознакомятся с принципами, изложенным в данном документе. Кроме того, для деталей конструкции или схемы, проиллюстрированных в данном документе, не предусмотрены никакие ограничения, кроме раскрытых в приведенной ниже формуле изобретения. Таким образом, очевидно, что конкретные приведенные в качестве примера варианты реализации изобретения, раскрытые выше, могут быть изменены, объединены или модифицированы, при этом считается, что все подобные изменения входят в объем настоящего изобретения. Системы и способы, описанные в качестве примера в настоящем документе, могут быть соответствующим образом реализованы при отсутствии любого элемента, явным образом не раскрытого в данном документе, и/или любого дополнительного элемента, раскрытого в данном документе. Хотя сочетания и способы описаны как «содержащие», «имеющие в своем составе» или «включающие» различные компоненты или этапы, эти сочетания и способы также могут «состоять главным образом из» или «состоять из» различных компонентов и этапов. Все числа и диапазоны, раскрытые выше, могут варьироваться на некоторую величину. Во всех случаях, когда раскрыт числовой диапазон с нижним предельным значением и верхним предельным значением, подразумевают, в частности, раскрытие любого числа и любого включенного диапазона, находящихся в пределах указанного диапазона. В частности, каждый диапазон значений (в виде «от около a до около b» или, эквивалентно, «приблизительно от a до b» или, эквивалентно, «приблизительно от a-b»), раскрытый в настоящем документе, следует понимать как описывающий каждое число и диапазон, входящие в более широкий диапазон значений. К тому же, термины в формуле изобретения имеют свое простое, обычное значение, если иное явно и четко не определено патентообладателем. Кроме того, применяемая в формуле изобретения форма единственного числа предполагает наличие одного или большего количества выражаемых в ней элементов. При наличии противоречий в применении слова или термина в настоящем описании и одном или более патентов либо других документов, которые могут быть включены в настоящий документ посредством ссылки, следует принимать определения, соответствующие настоящему описанию.
т. е.
В контексте настоящего изобретения выражение «по меньшей мере один из», предшествующее последовательности наименований, со словами «и» либо «или» для отделения любого из этих наименований, изменяет перечисление в целом, а не каждый элемент перечисления (каждое наименование). Выражение «по меньшей мере один из» допускает значение, включающее по меньшей мере одно из любого одного из наименований и/или по меньшей мере одно из любой комбинации наименований, и/или по меньшей мере одно из каждого из наименований. В качестве примера выражения «по меньшей мере один из: A, B и C» или «по меньшей мере один из: A, B или C» относится только к A, только к B или только к C; любой комбинации A, B и C; и/или по меньшей мере к одному из каждого из A, B и C.
Термины направления, например, над, под, верхний, нижний, по направлению вверх, по направлению вниз, влево, вправо, вверх по стволу скважины, вниз по стволу скважины и т. п. используются в отношении приведенных в качестве примера вариантов реализации изобретения в соответствии с их изображением на фигурах, причем направление вверх является направлением к верхней части соответствующей фигуры, а направление вниз является направлением к нижней части соответствующей фигуры, направление вверх по стволу скважины представляет собой направление к поверхности скважины, а направление вниз по стволу скважины представляет собой направление к забою скважины.