способ вскрытия продуктивного пласта из скважины и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ вскрытия продуктивного пласта из скважины, включающий сверление перфорационных каналов в стенке обсадной трубы и затрубном пространстве при помощи бура, подаваемого к стенке обсадной трубы с помощью узла подачи бура через кондуктор, наращивание бура после каждого углубления на длину его стержня автоматически подаваемым из кассеты стержнем такой же длины, отсоединение узла подачи бура от полученного составного стержня, оставляемого в просверленном канале после достижения перфорационного канала проектной глубины, отличающийся тем, что бур оснащен направляющими элементами, расположенными на расстоянии друг от друга для сохранения направления сверления, причем вначале засверливают стенку обсадной трубы режущей частью направляющего элемента при нахождении его в кондукторе узла подачи и затем по мере углубления его в стенку обсадной трубы вдвигают в кондуктор другой направляющий элемент, а затем по мере засверливания обсадной трубы обеспечивают одновременное нахождение направляющих элементов в кондукторе узла подачи и образованном канале, который используют в качестве кондуктора для бура после выхода направляющих элементов из кондуктора узла подачи.

2. Устройство для осуществления способа, включающее сверлящий перфоратор, содержащий электронный блок, электропривод, узел фиксации, узел подачи бура с кондуктором, кассетник со встроенными кассетами, содержащими буровые стержни и бур, отличающееся тем, что бур снабжен направляющими элементами, имеющими форму эллипса, расположенными на расстоянии друг от друга вдоль оси бура и развернутыми относительно друг друга на 90°.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что направляющие элементы бура выполнены в виде цилиндрических сегментов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при вскрытии продуктивных пластов из скважин, армированных обсадными трубами, находящихся и бывших в эксплуатации.

Известен способ вторичного вскрытия продуктивного пласта с применением перфоратора сверлящего действия, в котором в качестве режущего элемента используют сверло и узел, контролирующий величину токовой нагрузки в процессе сверления [1]. При отклонении токовой нагрузки в процессе сверления от программной, в связи с попаданием сверла в зону ранее перфорированного отверстия, перфорацию скважины останавливают, подъемом (спуском) перфоратора находят новое положение, при котором величина токовой нагрузки соответствует программной, после чего процесс перфорации проводят до его окончания.

Недостатком данного способа является необходимость постоянного контроля за процессом перфорации, вынужденных остановок и перемещения перфоратора в скважине в процессе перфорации и малая (менее радиуса обсадной трубы) глубина перфорации.

Известен также способ вторичного вскрытия продуктивного пласта с использованием перфоратора сверлящего действия [2]. Этот способ по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.

Способ включает проходку сверлением перфорационных каналов на глубину 3 м при помощи перфоратора, снабженного механизмом проходки с режущим элементом - буром. При этом после каждого углубления буром на длину его стержня, на эту же длину его наращивают автоматически подаваемым стержнем из кассеты к механизму подачи бура и после достижения перфорационного канала проектной глубины механизм подачи бура отсоединяют от полученного составного стержня бура, оставляемого с его режущим элементом в просверленном канале.

Недостатком способа является низкая надежность проведения перфорации в скважинах, находящихся и бывших в эксплуатации, вследствие того, что при попадании режущего элемента бура (диаметром D) в зону ранее перфорированного отверстия (диаметром d) происходит отклонение его от направления сверления с последующей поломкой бура (см. фиг.4, 5, 6).

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности способа вскрытия продуктивных пластов из скважин, находящихся и бывших в эксплуатации, независимо от попадания в зону перфорации ранее созданных каналов.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе вскрытия продуктивных пластов из скважин, включающем сверление перфорационных каналов в стенке обсадной трубы и затрубном пространстве при помощи бура, который подают к стенке обсадной трубы посредством узла подачи бура через кондуктор, наращивание бура после каждого углубления на длину его стержня автоматически подаваемым из кассеты стержнем такой же длины, отсоединения узла подачи бура от полученного составного стержня, оставляемого в просверленном канале после достижения перфорационного канала проектной глубины, подачу бура в процессе сверления осуществляют сначала посредством выдвижения направляющих элементов бура через кондуктор узла подачи, а затем по мере засверливания обсадной трубы обеспечивают одновременное нахождение направляющих элементов в кондукторе узла подачи и просверливаемом отверстии, которое используют в качестве кондуктора для бура, после выхода направляющих элементов из кондуктора узла подачи.

В устройстве для осуществления способа, включающем сверлящий перфоратор, содержащий электронный блок, электропривод, узел фиксации, узел подачи бура с кондуктором, кассетник со встроенными кассетами, содержащими буровые стержни и бур, бур снабжен направляющими элементами, которые имеют форму эллипса, расположены на расстоянии друг от друга вдоль оси бура и развернуты относительно друг друга на 90°. Кроме того, направляющие элементы бура могут быть выполнены в виде цилиндрических сегментов.

Вследствие того, что бур имеет направляющие элементы определенной формы и размеров в процессе перфорации (сверления) постоянно обеспечивается подача бура через кондуктор. В результате исключается отклонение бура от оси и его излом при попадании бура в зону "старых" (ранее созданных каналов).

На прилагаемых чертежах изображено устройство для осуществления способа: на фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - общий вид бура с направляющими элементами в форме эллипса; на фиг.3 - с направляющими в форме цилиндрических сегментов; на фиг.4, 5 - схематичное расположение бура относительно ранее перфорированного отверстия в обсадной трубе; на фиг.6 - момент перехода режущего устройства из кондуктора узла бурения в засверливаемое отверстие в обсадной трубе.

Возможны другие варианты исполнения бура. Устройство для вскрытия продуктивных пластов из скважины включает каротажный кабель 1, перфоратор 2, содержащий электронный блок 3, электропривод 4, узел 5 фиксации, узел 6 подачи бура с кондуктором 7, кассетник 8 со встроенными кассетами 9, содержащими бур 10 и буровые стержни 11. Бур 10 имеет направляющие элементы 12 и 13, которые выполнены в форме эллипса (см. фиг.3) и расположены на расстоянии друг от друга, при котором направляющий элемент 13 находится в кондукторе 7 узла подачи до вхождения направляющего элемента 12 в просверливаемое отверстие.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. На каротажном кабеле 1 в скважину опускают перфоратор 2 на заданную глубину. Подают напряжение питания на блок 3 электронный и электропривод 4, обеспечивая фиксацию перфоратора 2 в обсадной трубе 14 с помощью узла 5 фиксации и включение режима перфорации (сверления) обсадной трубы 14 и затрубного пространства. Подают бур 10 к стенке обсадной трубы 14 с помощью узла 6 подачи бура и засверливают ее режущей частью элемента 12 бура 10. После каждого углубления буром 10 на длину его стержня из кассеты 9 автоматически подают стержень 11, наращивая длину бура 10. При этом в процессе подачи бура 10 в начале сверления обсадной трубы 14 в кондукторе 7 находится направляющий элемент 12, а затем по мере заглубления его в стенку обсадной трубы 14 в кондуктор 7 вдвигают направляющий элемент 13 и перед выходом направляющего элемента 12 из кондуктора 7 оба направляющих элемента 12 и 13 одновременно находятся в кондукторе 7 узла подачи бура 10. В процессе дальнейшего сверления при выходе режущего элемента 13 из кондуктора 7 оба направляющих элемента 12 и 13 находятся во вновь образованном отверстии, которое теперь является кондуктором для бура 10.

Таким образом, обеспечивается сохранение направления сверления обсадной трубы и затрубного пространства при попадании бура в зону ранее созданных каналов и исключается его излом.

Аналогично вышеописанному осуществляют способ, когда направляющие элементы бура выполнены в виде цилиндрических сегментов (см. фиг.4). При этом хорды сегментов h (см. фиг.5) должны быть больше диаметра "старого" (ранее просверленного) отверстия. Бур может иметь другую форму, обеспечивающую сверление отверстия, которое является для него кондуктором.

Использование предлагаемого способа и устройства позволит обеспечить надежное сверление перфорационных каналов на максимальную глубину проникновения загрязняющих коллектор пласта жидкостей и восстановление дебита нефти (газа) из скважин, находящихся и бывших в эксплуатации.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство №1776771, кл. Е 21 В 43/11, 1992 г.

2. Патент РФ №2147066, кл. Е 21 В 43/11, 2000 г. - прототип.