[go: up one dir, main page]

RU2149973C1 - Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas - Google Patents

Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas Download PDF

Info

Publication number
RU2149973C1
RU2149973C1 RU98105249/03A RU98105249A RU2149973C1 RU 2149973 C1 RU2149973 C1 RU 2149973C1 RU 98105249/03 A RU98105249/03 A RU 98105249/03A RU 98105249 A RU98105249 A RU 98105249A RU 2149973 C1 RU2149973 C1 RU 2149973C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
horizontal
drilling
oil
well
wellbore
Prior art date
Application number
RU98105249/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98105249A (en
Original Assignee
Шадрин Лев Николаевич
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 Шадрин Лев Николаевич filed Critical Шадрин Лев Николаевич
Priority to RU98105249/03A priority Critical patent/RU2149973C1/en
Publication of RU98105249A publication Critical patent/RU98105249A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2149973C1 publication Critical patent/RU2149973C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: drilling of directional and horizontal wells. SUBSTANCE: essence of invention consists in that on sections of trajectory of formation and stage casing of directional and horizontal wellbores, created and maintained in wellbore are conditions of partial or full weightlessness of pipe string by regulation of reduced density of pipe string components and holding drill hydrosphere circulating in well. EFFECT: higher efficiency of drilling of directional and horizontal branches from main wellbore. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к бурению наклонно направленных и горизонтальных скважин с большими отходами стволов от вертикали для разработки запасов нефти и газа, оказавшихся в природоохранных территориях и акваториях, а также многих "мелких" (с запасами категорий A+B+C1 менее 10 млн. т) месторождений-спутников, разработка и обустройство которых при использовании традиционных технических средств бурения и заканчивания скважин во многих случаях оказываются убыточными.The invention relates to the drilling of directional and horizontal wells with large waste of trunks from the vertical for the development of oil and gas reserves in environmental areas and water areas, as well as many “small” ones (with reserves of categories A + B + C 1 of less than 10 million tons ) satellite fields, the development and construction of which, when using traditional technical means of drilling and well completion, in many cases are unprofitable.

Известен способ бурения наклонно направленных и горизонтальных горных выработок круглого сечения (скважин) в разрезе земной коры для комплексного изучения геологического строения глубинных недр, разведки месторождений и добычи твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых, главным образом, углеводородов - нефти, конденсата и природного газа, осуществляемый с помощью бурильного инструмента, включающего (снизу вверх) породоразрушающее средство - долото, калибраторы, секцию утяжеленных бурильных труб (УБТ), турбинный, винтовой или электрический забойный двигатель, блок системы телеконтроля ориентации и стабилизации ствола буровой скважины, горизонтальную секцию бурильных труб (БТ), вертикальную секцию УБТ и вертикальную секцию БТ [1] . При этом с помощью насосной группы наземного бурового оборудования в скважине осуществляют циркуляцию бурового раствора, чтобы обеспечить своевременное удаление частиц выбуренной породы из призабойной зоны и всего кольцевого пространства между бурильной колонной и стенкой ствола скважины. В процессе формирования конструкции буровой скважины на определенных этапах продвижения забоя в заданном направлении осуществляют крепление последующих одноразмерных участков открытого ствола колоннами обсадных труб с цементированием кольцевого пространства между ними и стенкой скважины. При этом предельные возможности применяемого традиционного способа бурения (в частности, по критериям максимально допустимых глубины и длины ствола сооружаемой наклонно направленной и горизонтальной скважины) обусловлены допустимой интенсивностью создаваемого напряженного состояния применяемых труб и других комплектующих при осуществлении наращивания длины ствола скважины, циклов спуска и подъема инструмента и операций, выполняемых при устранении последствий возможных аварий (обрывов бурильных труб) и геолого-технологических осложнений. A known method of drilling directional and horizontal circular mine workings (wells) in the context of the earth's crust for a comprehensive study of the geological structure of the depths, exploration and production of solid, liquid and gaseous minerals, mainly hydrocarbons - oil, condensate and natural gas, carried out with the help of a drilling tool, including (from bottom to top) rock-breaking agent - a chisel, calibrators, section of heavy drill pipes (UBT), turbine, screw or electric electric downhole motor, block of the system for telecontrol of orientation and stabilization of the borehole, horizontal section of drill pipes (BT), vertical section of drill collars and vertical section of BT [1]. At the same time, with the help of a pumping group of ground-based drilling equipment, drilling fluid is circulated in the well to ensure timely removal of drill cuttings from the bottomhole zone and the entire annular space between the drill string and the borehole wall. In the process of formation of the design of the borehole at certain stages of the advancement of the bottom hole in a given direction, subsequent one-dimensional sections of the open hole are fixed with casing strings with cementing the annular space between them and the borehole wall. At the same time, the ultimate capabilities of the traditional drilling method used (in particular, according to the criteria of the maximum allowable depth and length of the well being constructed of an oblique directional and horizontal well) are determined by the allowable intensity of the created stress state of the applied pipes and other components when building the length of the wellbore, descent and tool lifting cycles and operations performed to eliminate the consequences of possible accidents (breaks in drill pipes) and geological and technological operations ozhneny.

В процессе проходки горизонтальной части ствола в точке перехода от предшествующего криволинейного интервала к соответствующей прямолинейной части за счет веса УБТ, размещенных выше в вертикальном стволе, создают и поддерживают на оптимальном уровне тангенциальное усилие Pт, вектор которого соответствует направлению подачи горизонтальной части инструмента в сторону забоя, причем это усилие изменяют (наращивают) в зависимости от прирастающей длины горизонтального участка скважины, соответствующего увеличения протяженности бурильного инструмента и роста сил сопротивления осевому перемещению и вращению его в стволе скважины.In the process of sinking the horizontal part of the barrel at the transition point from the previous curvilinear interval to the corresponding rectilinear part, due to the weight of the drill collars placed higher in the vertical barrel, the tangential force P t is created and maintained at the optimum level, the vector of which corresponds to the direction of supply of the horizontal part of the tool towards the face moreover, this effort is changed (increased) depending on the incremental length of the horizontal section of the well, corresponding to an increase in the length of the drilling tool and the growth of resistance forces to axial displacement and its rotation in the wellbore.

Изложенный традиционный способ бурения наклонно направленных и горизонтальных разведочных и добывающих скважин на нефть и газ имеет ограничения по предельно допустимой длине отхода горизонтальной части скважины от вертикали. Так, например, при использовании в компоновке горизонтальной части инструмента стальных бурильных труб ТБ ВК 140x12 (приведенный удельный вес сборок труб с замками 78,5 кН/м3) в процессе проходки горизонтального ствола под действием тангенциального усилия, равного 250 кН (с промывкой скважины буровым раствором удельного веса 12,0 кН/м3) предельная длина горизонтальной части такого бурильного инструмента составит всего 1736 м, причем представляется очевидным, что этот важнейший лимитирующий показатель во многом зависит от веса единицы длины рассматриваемой секции бурильной колонны.The traditional method outlined for drilling directional and horizontal exploratory and production wells for oil and gas has limitations on the maximum permissible length of the horizontal part of the well moving away from the vertical. So, for example, when using steel drill pipes TB VK 140x12 in the horizontal part of the tool (the specific gravity of pipe assemblies with locks is 78.5 kN / m 3 ) in the process of drilling a horizontal well under the influence of a tangential force of 250 kN (with flushing the well mud specific gravity of 12.0 kN / m 3) of the horizontal portion of the length limit of the boring tool will be only 1,736 m, and it seems clear that this major limiting component largely depends on the weight per unit length races atrivaemoy drill string section.

В частности, при использовании бурильного инструмента, собранного из титановых и алюминиевых труб (при средних приведенных удельных весах сборок труб с замками соответственно 45,40 и 32,93 кН/м3), исполненных в одинаковых габаритах 168x11, и сохранении прочих условий предыдущего примера максимально допустимые длины горизонтальных секций бурильного инструмента определяются соответственно 3460 и 5516 м. Однако эти показатели далеко не удовлетворяют современным требованиям к геолого-техническим характеристикам наклонно направленных и горизонтальных скважин. В настоящее время требуются высокоэффективные технические средства и технологии бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин с реальными отходами стволов от вертикали протяженностью до 10000-12000 м.In particular, when using a drilling tool assembled from titanium and aluminum pipes (with an average specific gravity of pipe assemblies with locks of 45.40 and 32.93 kN / m 3 , respectively), made in the same dimensions of 168x11, and maintaining other conditions of the previous example the maximum permissible lengths of horizontal sections of the drilling tool are determined respectively at 3460 and 5516 m. However, these indicators far from satisfy the modern requirements for the geological and technical characteristics of inclined and horizontal ny wells. Currently, highly effective technical means and technologies are required for drilling directional and horizontal wells with real shaft waste from a vertical length of up to 10,000-12,000 m.

Решение этой проблемы на основе модификации традиционных технических средств и технологий связано с опережающим ростом потребной ресурсоемкости процессов бурения и крепления стволов, вскрытия, освоения и эксплуатации продуктивных объектов, что, с одной стороны, обусловливает необходимость применения более мощного бурового оборудования (по критериям грузоподъемности вышечно-лебедочного комплекса, гидравлической мощности, производительности (литража) и рабочего давления насосной группы, мощности, грузоподъемности и максимального крутящего момента ротора либо верхнего привода для вращения всего бурильного инструмента и др.), а с другой стороны, неизбежно увеличивает риск запредельного увеличения техногенных нагрузок на вскрываемые сверхпротяженной скважиной горные породы и флюиды, что в большинстве случаев приводит к несанкционированным гидроразрывам и загрязнению приствольной зоны пластов, в том числе и продуктивных коллекторов разрабатываемых нефте- и газоносных объектов. The solution to this problem based on the modification of traditional technical means and technologies is associated with the faster growth of the required resource consumption of the processes of drilling and securing shafts, opening, development and operation of productive facilities, which, on the one hand, necessitates the use of more powerful drilling equipment (according to the criteria for lifting capacity winch complex, hydraulic power, capacity (displacement) and working pressure of the pumping group, power, load capacity and maximum cr damping torque of the rotor or top drive to rotate the entire drilling tool, etc.), and on the other hand, it inevitably increases the risk of a prohibitive increase in man-made loads on rocks and fluids exposed by an extra-long well, which in most cases leads to unauthorized hydraulic fracturing and contamination of the near-stem formation zone , including productive reservoirs of developed oil and gas objects.

В свете изложенного возникла необходимость в разработке основанных на ресурсосберегающем регулировании свойств применяемых трубных (бурильных, обсадных, иных назначений) колонн и вмещающей эти колонны гидросреды, то есть альтернативных традиционным новых технических средств и технологий бурения и заканчивания наклонно направленных и горизонтальных скважин с востребуемыми запредельными (по сравнению с ныне достигнутыми) геолого-техническими параметрами и отходами стволов от вертикали. In light of the foregoing, there was a need to develop based on resource-saving control of the properties of the used pipe (drill, casing, other purposes) columns and the hydraulic medium containing these columns, that is, alternative to traditional new technical means and technologies for drilling and completion of directional and horizontal wells with demanded transcendent ( in comparison with the currently achieved) geological and technical parameters and the waste of the trunks from the vertical.

Целью изобретения является увеличение отхода ствола наклонно направленной и горизонтальной скважины от вертикали сверх предельно допустимых показателей (по критериям современной практики строительства скважин подобного назначения) для достижения и вскрытия запредельно удаленного от устья скважины промыслового объекта, осуществления направленной проводки ствола внутри его нефтегазоносного коллектора по траектории, обеспечивающей его интенсивное дренирование и эффективность геолого-геофизических исследовательских работ, оптимизации режимов испытания пласта, отбора продукции (нефти, конденсата, газа и др.), нагнетания спецжидкостей и реагентов для улучшения эксплуатационных свойств коллектора и регулирования пластового давления. The aim of the invention is to increase the deviation of the wellbore of an inclined directional and horizontal well from the vertical above the maximum permissible values (according to the criteria of modern practice for building wells of this purpose) to achieve and open a fishing facility prohibitively distant from the wellhead, to implement directional drilling of the wellbore inside its oil and gas reservoir, providing its intensive drainage and the effectiveness of geological and geophysical research, we optimize ation test modes formation, product selection (oil, condensate, gas, etc.) injection of special fluids, and reagents for improving the performance properties of the reservoir and the adjustment reservoir pressure.

Для достижения поставленной цели на участках траектории формирования и поэтапного крепления наклонно направленного и горизонтального ствола, в частности, на подступах и в пределах коллектора продуктивного объекта, в стволе скважины создаются условия частичной или полной невесомости трубной (бурильной, обсадной, иного назначения) колонны путем регулирования приведенных удельных весов комплектующих ее соответствующих трубных изделий и циркулирующей в скважине вмещающей буровой гидросреды. To achieve this goal, in sections of the trajectory of formation and phased attachment of an inclined directional and horizontal wellbore, in particular, on the approaches and within the reservoir of a productive object, in the wellbore, conditions for partial or complete weightlessness of the pipe (drill, casing, other purpose) string are created by adjusting the given specific gravities of the components of its corresponding pipe products and the enclosing drilling fluid circulating in the well.

С учетом этих базовых канонических приемов регулирования удельно-весовых показателей трубных (бурильных, обсадных, иных назначений) колонн, "отрабатываемых" в составе бурильного инструмента, или спускаемых для создания постоянной крепи в наклонно направленном или горизонтальном участках ствола сооружаемой сверхпротяженной скважины, с одной стороны, и вмещающей эти колонны буровой гидросреды, с другой стороны, обеспечивается возможность обусловленного технологической необходимостью выбора гравитационного режима отработки соответствующей (цельной секции либо приуроченной к определенному интервалу вскрываемого разреза части) трубной колонны: при характерных для традиционных классических технологий буровых процессов соотношениях удельных весов трубных изделий и промывочных жидкостей либо при искусственно созданных и поддерживаемых в (наклонно направленном, горизонтальном) стволе скважины состояниях частичной или полной невесомости бурильного инструмента, спускаемой обсадной колонны и трубных колонн других назначений. Given these basic canonical methods for regulating the specific gravity indicators of pipe (drill, casing, other purposes) columns, “worked out” as part of a drilling tool, or run to create permanent support in an inclined or horizontal section of the trunk of a super-extended well being constructed, on the one hand , and the drilling fluid containing these columns, on the other hand, provides the opportunity due to the technological necessity to choose the gravity mode of mining of a tubing string (of a whole section or part of a section to be opened) of a pipe string: when the ratios of the specific gravities of pipe products and flushing fluids are characteristic of traditional classical technologies of drilling processes, or when artificially created and maintained in the (obliquely directed, horizontal) wellbore, partial or the complete zero gravity of the drilling tool, the descent casing and pipe strings of other purposes.

Частичную невесомость достигают и поддерживают, если текущий регулируемый коэффициент потери веса трубной колонны

Figure 00000002
буровой гидросреде варьируют и фиксируют на расчетном уровне в диапазоне:
Figure 00000003

где lт - длина части трубной колонны, используемой в наклонно направленном и/или горизонтальном участке ствола скважины, м;
Кпф - текущий регулируемый коэффициент потери веса трубной колонны;
γp - удельный вес буровой гидросреды, кН/м3;
γпт - средний приведенный удельный вес трубных изделий - комплектующих части трубной колонны, используемой в наклонно направленном и/или горизонтальном участке ствола скважины, кН/м3;
Кпфб - базовый коэффициент потери веса трубной колонны, определяемый на исходной позиции - до создания расчетного состояния невесомости рассматриваемой части трубной колонны длиной lт в буровой гидросреде.Partial weightlessness is achieved and maintained if the current adjustable weight loss coefficient of the tubing string
Figure 00000002
the hydraulic fluid environment is varied and fixed at a design level in the range of:
Figure 00000003

where l t is the length of the portion of the tubing string used in an oblique and / or horizontal section of the wellbore, m;
To pf - the current adjustable weight loss coefficient of the pipe string;
γ p - the specific gravity of the drilling fluid, kN / m 3 ;
γ pt - average reduced specific gravity of pipe products - component parts of a pipe string used in an inclined and / or horizontal section of a wellbore, kN / m 3 ;
To PFB - the basic coefficient of weight loss of the pipe string, determined at the starting position - until the creation of the calculated state of zero gravity of the considered part of the pipe string with a length of l t in the drilling fluid.

Полную невесомость достигают и поддерживают, если текущий регулируемый коэффициент потери веса трубной колонны равен нулю, то есть

Figure 00000004

Тогда Lim lт→ ∞;
если: 1. γпт→ γp;
2. γp→ γпт.
В этих условиях длина предельно допустимой части трубной колонны, используемой в наклонно направленном и/или горизонтальном участке ствола скважины, стремится к бесконечности. Вследствие этого исчезают все зависящие от веса нагрузки на элементы конструкции самой колонны, на стенку ствола скважины, исчезают также зависящие от весовых нагрузок составляющие сил трения (при осевых перемещениях колонны и вращении) труб о стенку скважины. Тем временем конструкционная прочность материала трубной, в частности, бурильной колонны "расходуется", в основном, на передачу осевой нагрузки по вектору действия тангенциального усилия Pт в сторону забойного двигателя и долота, что позволяет поддерживать заданную оптимальную осевую нагрузку последнего на забой.Zero gravity is achieved and maintained if the current adjustable weight loss coefficient of the pipe string is zero, i.e.
Figure 00000004

Then Lim l t → ∞;
if: 1. γ pt → γ p ;
2. γ p → γ pt .
Under these conditions, the length of the maximum permissible part of the pipe string used in an inclined direction and / or horizontal section of the wellbore tends to infinity. As a result of this, all load-dependent loads on the structural elements of the string itself, on the wall of the wellbore disappear, and the friction force-dependent components (with axial movements of the string and rotation) of the pipes against the well wall also disappear. Meanwhile, the structural strength of the material of the pipe, in particular, the drill string is "consumed", mainly, for transmitting the axial load along the action vector of the tangential force P t towards the downhole motor and bit, which allows you to maintain the specified optimal axial load of the latter on the bottom.

При состоянии полной невесомости на пути действия Pт это усилие будет в минимальной степени "расходоваться" на преодоление сил сопротивления, не зависящих от веса комплектующих наклонно направленной или горизонтальной части бурильного инструмента.In a state of complete weightlessness on the path of action P t, this force will be "spent" to a minimum degree to overcome the resistance forces that are not dependent on the weight of the components of an inclined or horizontal part of the drilling tool.

Коэффициенты Кпфб и Кпф различных трубных изделий, используемых в буровой гидросреде заданного удельного веса, например, равного 12 кН/м3, определяют расчетным путем. Точность этих расчетов проверяют экспериментально посредством взвешивания погруженных в буровой раствор трубных изданий до и после футеровки их вставными поплавковыми элементами.The coefficients K pfb and K pf of various pipe products used in the drilling fluid medium of a given specific gravity, for example, equal to 12 kN / m 3 , are determined by calculation. The accuracy of these calculations is verified experimentally by weighing the pipe editions immersed in the drilling fluid before and after lining with plug-in float elements.

Исполненные в габаритах 168x11x9400 стальные, титановые и легкосплавные буровые трубные изделия, оснащенные с возможностью установки и съема герметичными кольцевыми поплавковыми элементами (удельного веса 5,967 кН/м3), обладают одинаковым проходным каналом диаметром 95 мм.Steel, titanium and light-alloy drill pipe products made in dimensions 168x11x9400, equipped with the ability to install and remove sealed annular float elements (specific weight 5.967 kN / m 3 ), have the same passage channel with a diameter of 95 mm.

Более чем кратное снижение приведенного удельного веса футерованных этими плавучестями трубных изделий при отработке их в буровой гидросреде удельного веса 12,0 кН/м3 приводит к существенному изменению коэффициентов Кпф в сравнении с соответствующими исходными базовыми показателями Кпфб.A more than a multiple decrease in the specific gravity of the tubular products lined with these buoyancy when mining them with a specific gravity of 12.0 kN / m 3 leads to a significant change in the coefficients K pf compared with the corresponding initial baseline K pfb .

Об этом свидетельствуют следующие примеры зависимости Кпф от кратности изменения удельных весов футерованных бурильных труб:
- стальных с 78,5 до 33,6 кН/м3 (в 2,34 раза) Кпф снизился с базового 0,8471 до 0,6429 (в 1,32 раза);
- титановых с 45,4 до 21,0 кН/м3 (в 2,16 раза) Кпф снизился с базового 0,7357 до 0,4286 (в 1,72 раза);
- легкосплавных алюминиевых с 32,93 до 16,27 кН/м3 (в 2,02 раза) Кпф снизился с базового 0,6356 до 0,2624 (в 2,42 раза);
- легкосплавных алюминиевых размером 164x9 - с 34,07 до 15,596 кН/м3 (в 2,18 раза) Кпф снизился с базового 0,6478 до 0,2306 (в 2,81 раза).
This is evidenced by the following examples of the dependence of K pf on the rate of change in the specific gravities of the lined drill pipes:
- steel from 78.5 to 33.6 kN / m 3 (2.34 times) K pf decreased from the base 0.8471 to 0.6429 (1.32 times);
- titanium from 45.4 to 21.0 kN / m 3 (2.16 times) K pf decreased from the baseline 0.7357 to 0.4286 (1.72 times);
- light-alloy aluminum from 32.93 to 16.27 kN / m 3 (2.02 times) K pf decreased from the base 0.6356 to 0.2624 (2.42 times);
- aluminum alloy 164x9 in size - from 34.07 to 15.596 kN / m 3 (2.18 times) K pf decreased from the base 0.6478 to 0.2306 (2.81 times).

При тангенциальном усилии 250 кН, проталкивающем бурильный инструмент в сторону забоя скважины на участке условно прямолинейного горизонтального ствола, расчетные длины бурильной колонны, укомплектованной этими футерованными трубными изделиями, увеличиваются при прочих равных условиях (по сравнению с базовым вариантом применения нефутерованных стальных труб) соответственно в порядке упоминания:
- в 1,17 раза (с 1732 до 2030 м);
- в 2,81 раза (до 4870 м);
- в 5,95 раза (до 10310 м);
- в 7,67 раза (до 13291 м).
With a tangential force of 250 kN pushing the boring tool toward the bottom of the well in a portion of a conventionally straight horizontal bore, the calculated lengths of the drill string equipped with these lined tubular products increase, all other things being equal (compared to the basic version of the use of non-lined steel pipes), respectively, in the order mentions:
- 1.17 times (from 1732 to 2030 m);
- 2.81 times (up to 4870 m);
- 5.95 times (up to 10310 m);
- 7.67 times (up to 13291 m).

Таким образом, созданием и поддержанием в течение заданного времени расчетных состояний частичной или полной невесомости трубных (бурильной, обсадной, других назначений) колонн, отрабатываемых или спускаемых для создания постоянной крепи в наклонно направленном или горизонтальном (либо в том и другом) стволе буровой скважины, обеспечивают ресурсосберегающие технико-технологические условия для многократного увеличения отходов стволов горизонтальных скважин от вертикали. Благодаря этому обеспечивается возможность разработки с помощью таких сверхпротяженных скважин запасов нефти и газа, законсервированных в обширных природоохранных территориях и акваториях, а также запасов углеводородов из пока невостребованных многих сотен "мелких" (с запасами кат. A+B+C1 менее 10 млн. т) удаленных месторождений-спутников, разработка и обустройство которых при использовании традиционных технических средств и технологий бурения, заканчивания и эксплуатации скважин пока что считаются убыточными.Thus, the creation and maintenance for a specified time of the estimated states of partial or complete zero gravity of pipe (drill, casing, other purposes) columns worked out or lowered to create permanent support in an inclined or horizontal (or in both) borehole, provide resource-saving technical and technological conditions for the multiple increase of horizontal well waste from the vertical. Thanks to this, it is possible to develop, with the help of such super-long wells, oil and gas reserves, preserved in vast conservation areas and water areas, as well as hydrocarbon reserves from many hundreds of “small” so far unclaimed (with reserves of cat. A + B + C 1 less than 10 million r) remote satellite fields, the development and development of which using traditional technical means and technologies for drilling, completion and operation of wells are so far considered unprofitable.

Изложенное свидетельствует о том, что в сочетании позиций практического научно-технического решения заявленный способ бурения наклонно направленной и горизонтальной скважины на нефть и газ приобрел расширяющую его технико-технологические возможности новую эффектообразующую функцию системного ресурсосбережения и значительного увеличения на этой основе технически достижимых отходов стволов сооружаемых скважин от вертикали. При этом отличительные признаки новизны и промышленной полезности предложенного способа являются существенными. The above indicates that, in a combination of practical scientific and technical solutions, the claimed method of drilling an oil well and gas of a directional and horizontal well acquired a new effect-forming function of system resource saving, expanding its technical and technological capabilities, and a significant increase on this basis of technically achievable waste from the constructed wells from the vertical. Moreover, the distinguishing features of novelty and industrial utility of the proposed method are significant.

Сущность изобретения поясняется схемами и чертежами:
На фиг. 1 изображена схема применяемого при проходке горизонтального ствола скважины бурильного инструмента; на фиг. 2 - бурильная труба, футерованная вставными поплаковыми элементами; на фиг. 3 - устройство для крепления скважин (общий вид - фиг. 3, а) и схема удаления облегчающего покрытия (фиг. 3, б) с внутренней поверхности обсадных труб после формирования цементной оболочки в затрубном пространстве скважины.
The invention is illustrated by diagrams and drawings:
In FIG. 1 shows a diagram of a drilling tool used for sinking a horizontal wellbore; in FIG. 2 - a drill pipe lined with inserted poplar elements; in FIG. 3 - a device for fastening wells (general view - Fig. 3, a) and a scheme for removing lightweight coating (Fig. 3, b) from the inner surface of the casing after the formation of a cement sheath in the annulus of the well.

На фиг. 4 изображена обсадная колонна для глубоких скважин, снабженная съемными инвентарными длинномерными поплавковыми элементами; на фиг. 5 - схема вскрытия сверхпротяженными горизонтальными скважинами нефте- и водонасыщенных частей продуктивного пласта. In FIG. 4 shows a casing string for deep wells equipped with removable inventory long float elements; in FIG. 5 is a diagram of the opening of super-extended horizontal wells of oil and water-saturated parts of the reservoir.

На фиг. 6 изображена схема размещения огибающих стволов горизонтальных добывающих и нагнетательной скважин, интенсивно дренирующих нефте- и водонасыщенную части коллектора продуктивного пласта; на фиг. 7 - схема вскрытия сверхпротяженной горизонтальной скважиной промыслового объекта, залегающего далеко за пределами объектов инфраструктуры, директивно защищенных от рисков углеводородного загрязнения. In FIG. 6 shows a layout of envelope shafts of horizontal production and injection wells intensively draining oil and water-saturated parts of the reservoir of the reservoir; in FIG. 7 is a diagram of the opening of an over-extended horizontal well of a production facility lying far beyond the infrastructure facilities, which are directly protected from the risks of hydrocarbon pollution.

Способ бурения реализуется следующим образом. The drilling method is implemented as follows.

Допустим, что бурение горизонтальной скважины осуществляют в соответствии с рабочим проектом, предусматривающим формирование ствола по профилю, показанному на фиг. 1, с помощью бурильного инструмента, включающего долото 1, калибратор 2, секцию утяжеленных бурильных труб (УБТ) 3, забойный двигатель 4, блок системы телеконтроля ориентации и стабилизации ствола 5, горизонтальную секцию бурильных труб 6, вертикальную секцию УБТ 7 и вертикальную секцию бурильных труб 8. Let us suppose that the drilling of a horizontal well is carried out in accordance with a detailed design providing for the formation of a wellbore along the profile shown in FIG. 1, using a drilling tool, including a bit 1, a calibrator 2, a section of heavy drill pipe (UBT) 3, a downhole motor 4, a block of the telecontrol system for orientation and stabilization of the barrel 5, a horizontal section of drill pipes 6, a vertical section of a drill pipe 7 and a vertical section of drill pipes 8.

По завершении проходки криволинейной части скважины AB в точке В начинают проходку горизонтального ствола, причем применяемая система бурильного инструмента, включающая вертикальную секцию УБТ 7, позволяет создавать в этой точке тангенциальное усилие Pт, равное 250 кН. Промывку скважины диаметром 269,9 мм осуществляют буровым раствором удельного веса 12,0 кН/м3. Компоновка низа бурильной колонны (КНБК) длиной 12 м весит в воздухе 20 кН. Условно приняты одинаковыми - 0,35 средние коэффициенты трения между основными группами комплектующих бурильного инструмента (трубами, элементами КНБК) и вскрываемыми скважиной породами.Upon completion of the drilling of the curved part of the well AB at point B, the horizontal hole is started to be drilled, and the used drilling tool system, including the vertical section of drill collar 7, allows creating a tangential force P t equal to 250 kN at this point. Flushing wells with a diameter of 269.9 mm is carried out by a drilling fluid with a specific gravity of 12.0 kN / m 3 . The layout of the bottom of the drill string (BHA) with a length of 12 m weighs 20 kN in air. Conditionally accepted the same - 0.35 average coefficients of friction between the main groups of components of the drilling tool (pipes, BHA elements) and rocks exposed by the well.

Блок системы телеконтроля ориентации и стабилизации ствола 5 обеспечивает точное выведение горизонтальной скважины на промысловый объект для эндогенного вскрытия коллектора, причем благодаря применению центрирующих устройств исключают продольный изгиб горизонтальной секции бурильной колонны длиной lбт, отрабатываемой на участке BC ствола скважины. В соответствии с заданием заказчика требуется пробурить эту скважину с отходом горизонтального ствола на 12000 м от вертикали. При указанных выше лимитирующих технико-технологических условиях и применении сортаментных стальных бурильных труб можно обеспечить проходку горизонтальной части скважины только до отметки 1732 м от вертикали. Тем не менее поставленная задача выполнима, если для комплектования бурильного инструмента, отрабатываемого при проходке всей горизонтальной части скважины, вместо стальных труб будут использованы футерованные плавучестями легкосплавные трубы размером АБТ 168x11 (фиг. 2), каждая из которых включает трубный корпус 1, замковые муфту 2 и ниппель 3, инвентарные вставные кольцевые поплавковые элементы 4, внутримуфтовую 5 и внутриниппельную 6 поплавковые футеровки, а также уплотнительные кольца 7.The block of the control system for orientation and stabilization of the wellbore 5 ensures accurate removal of the horizontal well to the production site for endogenous opening of the reservoir, and thanks to the use of centering devices, longitudinal bending of the horizontal section of the drill string with a length of l bt worked out in the section BC of the wellbore is eliminated. In accordance with the assignment of the customer, it is required to drill this well with a horizontal well offset 12,000 m from the vertical. Under the aforementioned limiting technical and technological conditions and the use of assorted steel drill pipes, it is possible to ensure the horizontal part of the well is drilled only to the level of 1732 m from the vertical. Nevertheless, the task is feasible if, to complete the drilling tool that is being worked out during the entire horizontal part of the well, instead of steel pipes, alloy pipes lined with buoyancy ABT 168x11 in size will be used (Fig. 2), each of which includes a pipe case 1, lock clutch 2 and nipple 3, inventory plug-in annular float elements 4, intra-coupling 5 and intra-nipple 6, float linings, as well as o-rings 7.

В результате оснащения легкосплавной бурильной трубы ЛБТ 168x11 плавучестями приведенный удельный вес этого изделия снижают с 32,93 до 16,27 кН/м3. Таким образом коэффициент потери веса снижают с исходного базового Кпфб = 0,6356 (трубы не футерованы) до текущего Кпф = 0,2624 (трубы футерованы упомянутыми плавучестями). Вследствие этого предельно допустимую длину секции бурильного инструмента lбт увеличивают от 5504 до 10310 м (в 1,87 раза больше исходного показателя).As a result of equipping the LBT 168x11 alloy drill pipe with buoyancy, the reduced specific gravity of this product is reduced from 32.93 to 16.27 kN / m 3 . Thus, the weight loss coefficient is reduced from the original base K pfb = 0.6356 (pipes are not lined) to the current K pf = 0.2624 (pipes are lined with the aforementioned buoyancy). As a result of this, the maximum permissible length of the drill tool section l bt is increased from 5504 to 10310 m (1.87 times more than the initial indicator).

Показатель lбт можно также увеличить и за счет роста удельного веса буровой гидросреды, циркулирующей в скважине во время ее проходки. В результате повышения этого параметра с 12,0 до 14,0 кН/м3, при прочих равных условиях, lбт увеличится от 5504 до 6088 м (только на 10%).Indicator l bt can also be increased due to the increase in the specific gravity of the drilling fluid circulating in the well during its penetration. As a result of increasing this parameter from 12.0 to 14.0 kN / m 3 , ceteris paribus, l bt will increase from 5504 to 6088 m (only 10%).

Наибольший технологический эффект достигают при одновременном регулировании удельных весов бурильных труб и вмещающей их гидросреды. В этом случае задача сводится к оценке результата одновременного снижения приведенного удельного веса ЛБТ 168x11 с 32,93 до 16,27 кН/м3 и увеличения удельного веса бурового раствора с 12,0 до 14,0 кН/м3. При этом базовый показатель Кпфб = 0,6356 снижается до текущего регулируемого коэффициента потери веса горизонтальной части бурильного инструмента Кпф =0,1395. При таких обстоятельствах предельно допустимая длина горизонтальной секции футерованных плавучестями бурильных труб lбт, отрабатываемой на всем протяжении горизонтального ствола BC (фиг. 1), увеличивается от 5504 до 19406 м (в 3,53 раза больше исходного показателя).The greatest technological effect is achieved while controlling the specific gravity of the drill pipe and the hydraulic medium enclosing them. In this case, the task is reduced to assessing the result of a simultaneous decrease in the specific gravity of LBT 168x11 from 32.93 to 16.27 kN / m 3 and an increase in the specific gravity of the drilling fluid from 12.0 to 14.0 kN / m 3 . In this case, the basic indicator K pfb = 0.6356 is reduced to the current adjustable weight loss coefficient of the horizontal part of the drilling tool K pf = 0.1395. Under such circumstances, the maximum permissible length of the horizontal section lined with buoyancy drill pipes l bt , worked out along the entire horizontal bore BC (Fig. 1), increases from 5504 to 19406 m (3.53 times more than the original indicator).

В свете изложенного на основе применения футерованных плавучестями легкосплавных бурильных труб АБТ 168x11 и регулирования удельного веса буровой гидросреды можно пробурить горизонтальную скважину с отходом ствола на 12000 м от вертикали при использовании серийного наземного бурового оборудования. In light of the above, based on the use of ABT 168x11 floating alloy drill pipes lined with buoyancy and adjusting the specific gravity of the drilling fluid, it is possible to drill a horizontal well with a 12,000-meter vertical offset using standard ground-based drilling equipment.

Весьма ответственными этапами всего цикла бурения и заканчивания горизонтальной скважины являются технологически прерывающие процесс бурения ствола операции по креплению и цементированию последовательных одноразмерных интервалов открытого ствола на этапах формирования конструкции скважины. Для снижения нагрузок на трубы, на крюк буровой вышки и на стенки скважины, обусловленных весом части обсадной колонны длиной lот, спускаемой и проталкиваемой в горизонтальном стволе под действием тангенциального усилия Pт, используют устройство для крепления скважин, включающее (см. фиг. 3, а) секции 5 обсадной колонны с закрепленным на их внутренней поверхности элементом 4 из материала удельного веса, меньшего удельного веса бурового раствора 2, заполняющего скважину 1. В процессе соединения секций 5 между их торцами устанавливают кольцевую прокладку 3, изготовленную из того же материала, что и элемент 4.Highly critical stages of the entire drilling and completion cycle of a horizontal well are technologically interrupting the process of drilling the hole, the operations of fastening and cementing successive one-dimensional intervals of the open hole at the stages of formation of the well design. To reduce the loads on the pipes, on the hook of the derrick and on the walls of the well, due to the weight of the part of the casing string of length l from , lowered and pushed in the horizontal shaft under the influence of the tangential force P t , a device for fastening wells is used, including (see Fig. 3 a) sections 5 of the casing with an element 4 fixed on their inner surface from a specific gravity material less than the specific gravity of the drilling fluid 2 filling the well 1. In the process of connecting the sections 5, rings are installed between their ends a gasket 3 made of the same material as element 4.

После цементирования обсадной колонны и формирования цементного кольца 6 в затрубном пространстве (см. фиг. 3, б) облегчающий элемент 4 при необходимости удаляют с внутренней поверхности секций 5, например, при помощи бурового долота 7 либо иным способом, не вызывающим износа металла обсадных труб. After cementing the casing and forming a cement ring 6 in the annulus (see Fig. 3, b), the lightening element 4 is removed if necessary from the inner surface of the sections 5, for example, using a drill bit 7 or in any other way that does not cause wear of the metal of the casing .

В качестве альтернативы изложенному устройству для крепления скважин разработан еще более технологичный способ временного повышения плавучести спускаемой в горизонтальный ствол обсадной колонны, включающей секции обсадных труб 1 с муфтой 2 и башмаком 3 (фиг. 4). Для повышения плавучести обсадной колонны в полость ее устанавливают длинномерные поплавковые элементы 4, каждый из которых снабжен ребрами-центраторами 5, узлом соединения 6, оснащенным приводным валом 7 с ниппелем 8. Длинномерные элементы соединяют в сборку на резьбе, выполненной на металлических армирующих наконечниках - ниппеле 9 и муфте 10, закрепленных на длинномерных элементах. As an alternative to the described device for securing wells, an even more technologically advanced method has been developed for temporarily increasing the buoyancy of a casing string lowered into a horizontal shaft, including casing sections 1 with a sleeve 2 and a shoe 3 (Fig. 4). To increase the buoyancy of the casing string, long float elements 4 are installed in its cavity, each of which is equipped with centralizer ribs 5, a connection unit 6 equipped with a drive shaft 7 with a nipple 8. Long elements are connected to an assembly on a thread made on metal reinforcing tips - a nipple 9 and clutch 10, mounted on long elements.

По окончании комплекса упомянутых работ, связанных с креплением очередного интервала открытого ствола, длинномерные поплавковые элементы дистанционно отсоединяют от стенки обсадных труб и поднимают на поверхность для повторного использования их на другом объекте бурения. At the end of the complex of the mentioned works related to fixing the next interval of the open hole, long float elements are remotely disconnected from the casing wall and raised to the surface for reuse at another drilling facility.

Создание условий частичной или полной невесомости трубной (бурильной, обсадной, другого назначения) колонны в бурящейся наклонно направленной или горизонтальной скважине с большим отходом ствола от вертикали открывает благоприятные возможности для проведения операций вскрытия, исследования, испытания пласта и осуществления отбора продукции при технологических условиях, обеспечивающих повышение нефтегазоотдачи разрабатываемого промыслового объекта. Creating conditions for partial or complete weightlessness of the pipe (drill, casing, other purpose) string in a drilled directional or horizontal well with a large deviation from the vertical from the vertical opens up favorable opportunities for opening, researching, testing the formation and selecting products under technological conditions that ensure enhanced oil and gas recovery of the developed field facility.

Например, требуется осуществить разработку удаленной нефтяной залежи с помощью сверхпротяженных горизонтальных добывающих и нагнетательной скважин (фиг. 5). Продуктивный пласт 1 содержит нефть 2 и воду 3, разделенные естественным образом по плоскости водонефтяного контакта (ВНК) 4. Продуктивный пласт залегает между покрывающими формациями 5 и 6, сложенными непроницаемыми породами, и подстилающими формациями 7 и 8. Добывающими скважинами 9 и 10 вскрыты соответственно нижняя и верхняя части нефтяной залежи. Нагнетательной скважиной вскрыта водонасыщенная часть продуктивного пласта (ниже ВНК) для осуществления законтурного заводнения с целью компенсации падения пластового давления и интенсификации отбора нефти. For example, it is required to carry out the development of a remote oil reservoir using ultra-long horizontal production and injection wells (Fig. 5). Productive formation 1 contains oil 2 and water 3, naturally separated along the plane of the oil-water contact (WOC) 4. The productive formation lies between the cover formations 5 and 6, composed of impermeable rocks, and the underlying formations 7 and 8. The production wells 9 and 10 are opened, respectively lower and upper parts of the oil reservoir. A water-saturated part of the reservoir (below the bottom hole) was opened by the injection well to carry out overflow water flooding in order to compensate for the drop in reservoir pressure and intensify oil recovery.

При состоянии невесомости трубной колонны, создаваемой и поддерживаемой при формировании и креплении ствола внутри нефтегазоносной и водонапорной частей продуктивного коллектора, когда практически исчезают все нагрузки, зависящие от веса комплектующих трубных изделий, устанавливаются идеальные условия для повышения степени дренирования коллектора удаленной нефтегазовой залежи горизонтальными добывающими и нагнетательными скважинами. Under the weightless state of the pipe string created and maintained during the formation and fastening of the trunk inside the oil and gas and water parts of the productive manifold, when all the loads, depending on the weight of the component parts of the pipe, practically disappear, ideal conditions are established to increase the drainage of the remote oil and gas reservoir by horizontal production and injection wells.

Благодаря поддержанию в процессе вскрытия коллектора состояния частичной или полной невесомости соответствующей секции бурильного инструмента, оснащенного современной системой телеконтроля ориентации и стабилизации создаваемой горной выработки, дренирование нефтегазовой и водонапорной частей коллектора осуществляется по криволинейно-огибающей (например, вдоль периметра водонефтяного контакта), спирально-винтовой либо иной специальной криволинейной траектории, соединяющей локальные изолированные высокопроницаемые либо, наоборот, низкопроницаемые нефтегазоносные объемные зоны генетически неоднородного коллектора. Due to the maintenance of the partial or complete zero-gravity state of the corresponding section of the drilling tool during the opening of the collector, equipped with a modern system for controlling the orientation and stabilization of the mine working, drainage of the oil and gas and water pressure parts of the collector is carried out along a curvilinear envelope (for example, along the perimeter of the oil-water contact), spiral-screw or any other special curved path connecting local isolated highly permeable from, low permeability oil and gas bearing volume zones of a genetically heterogeneous reservoir.

Примеры размещения огибающих стволов горизонтальных скважин, интенсивно дренирующих коллектор вдоль всего его края внутри периметра продуктивного пласта 1 в его нефтенасыщенной 2 и водонасыщенной 3 частях, разделенных плоскостью водонефтяного контакта 4, показаны на фиг. 6. Продуктивный пласт залегает на подстилающих формациях 5 и 6. Нижняя и верхняя части нефтяной залежи вскрыты на двух уровнях добывающими скважинами 7 и 8. Нагнетательной скважиной 9 вскрыта водонасыщенная часть продуктивного пласта. Examples of placement of envelope shafts of horizontal boreholes intensively draining the reservoir along its entire edge inside the perimeter of the reservoir 1 in its oil-saturated 2 and water-saturated 3 parts, separated by the oil-water contact plane 4, are shown in FIG. 6. The reservoir lies on the underlying formations 5 and 6. The lower and upper parts of the oil reservoir are opened at two levels by production wells 7 and 8. The water-saturated part of the reservoir was opened by injection well 9.

В связи с этим следует отметить, что такие пронизывающие весь объем коллектора заданно криволинейные, охватывающие стволы добывающих и нагнетательных скважин по существу формируют системы интенсивного дренирования коллектора, которые способствуют интенсификации притока нефти из его нефтеносной толщи к добывающим скважинам, и увеличивают приемистость пористой среды водонапорной части пласта при нагнетании жидкости через инжекционные скважины для компенсации падения пластового давления. In this regard, it should be noted that such predetermined curvilinear penetrating the entire volume of the reservoir, covering the production and injection wells, essentially form systems of intensive drainage of the reservoir, which contribute to the intensification of oil flow from its oil-bearing stratum to production wells, and increase the injectivity of the porous medium of the water-pressure part formation when injecting fluid through injection wells to compensate for the drop in reservoir pressure.

Другим позитивным следствием применения этой технологии является возможность существенного снижения уровня создаваемой депрессии на пласт при отборе продукции, с одной стороны, и снижения рабочего давления нагнетания жидкости в водонапорную часть пласта - с другой. И то и другое выгодно с технологической и экономической точек зрения, особенно если рассматривать эти возможности в свете возрастающей актуальности проблемы энергосбережения при бурении и эксплуатации сверхпротяженных горизонтальных скважин. Another positive consequence of the application of this technology is the possibility of a significant reduction in the level of created depression on the formation during production selection, on the one hand, and a decrease in the working pressure of fluid injection into the water-pressure part of the formation, on the other. Both are beneficial from a technological and economic point of view, especially if we consider these opportunities in light of the growing urgency of the problem of energy conservation during the drilling and operation of superlong horizontal wells.

Пример возможной реализации способа бурения горизонтальной скважины для разработки нефтяной залежи, дислоцированной в недрах морской акватории на расстоянии около 12000 от устья скважины, показан на фиг. 7. Пробуренная с куста 3 горизонтальная скважина 1 с отходом ствола от вертикали, равным 12000 м, миновала на глубине 3000 м горную гряду 4, мегаполис 5, заповедную территорию (реликтовый лес) 6, зону отдыха (пляж) 7 и вскрыла нефтяную залежь 2 в недрах природоохранной зоны - прибрежной акватории морского шельфа 8. Поэтому все объекты экологической защиты, в том числе и прибрежная морская акватория, оказались вне опасности углеводородного загрязнения. An example of a possible implementation of a horizontal well drilling method for developing an oil field deployed in the bowels of the sea at a distance of about 12,000 from the wellhead is shown in FIG. 7. A horizontal well 1 drilled from a bush 3 with a trunk offset of 12,000 m from a vertical passed a mountain range 4, megalopolis 5, a conservation area (relict forest) 6, a recreation area (beach) 7 and opened an oil reservoir 2 at a depth of 3000 m in the bowels of the conservation zone - the coastal waters of the offshore 8. Therefore, all environmental protection objects, including the coastal waters, were out of danger of hydrocarbon pollution.

Приведенные выше примеры и расчеты подтверждают техническую возможность и экономическую целесообразность внедрения заявленного способа бурения наклонно направленной и горизонтальной разведочной или добывающей скважины на нефть и газ при использовании современных конструкционных материалов и бурового оборудования. The above examples and calculations confirm the technical feasibility and economic feasibility of introducing the inventive method of drilling directional and horizontal exploration or production wells for oil and gas using modern structural materials and drilling equipment.

Источники, использованные в описании изобретения:
1. Калинин А. Г., Никитин Б. А. Повышение газонефтеотдачи продуктивного пласта при бурении горизонтальных и разветвленно-горизонтальных скважин. // М.; ВНИИОЭНГ, 1995. - 76 с.
Sources used in the description of the invention:
1. Kalinin A. G., Nikitin B. A. Increasing gas and oil recovery of a productive formation while drilling horizontal and branched-horizontal wells. // M .; VNIIOENG, 1995 .-- 76 p.

2. А. с. 1229301 СССР, кл. E 21 B 17/00. Устройство для крепления скважин / Л. Н. Шадрин (СССР). - N 1354244/03 // БИ. N 17.- 1986. 2. A. p. 1229301 USSR, cl. E 21 B 17/00. Device for fastening wells / L. N. Shadrin (USSR). - N 1354244/03 // BI. N 17.- 1986.

3. Патент 2015293 РФ, кл. 5 E 21 B 17/00. Бурильная труба / Л. Н. Шадрин (РФ). - N 5000183/03 // БИ. N 12 - 1994. 3. Patent 2015293 of the Russian Federation, cl. 5 E 21 B 17/00. Drill pipe / L.N. Shadrin (RF). - N 5000183/03 // BI. N 12 - 1994.

4. Патент 2017928 РФ, кл. 5 E 21 B 17/00. Обсадная колонна для глубоких скважин / Л. Н. Шадрин (РФ). - 4798269/03 // БИ. N 15 -1994. 4. Patent 2017928 of the Russian Federation, cl. 5 E 21 B 17/00. Casing string for deep wells / L.N. Shadrin (RF). - 4798269/03 // BI. N 15 -1994.

5. Патент 2074946 РФ, кл. 6 E 21 B 17/00. Бурильная труба с наружным облегчающим покрытием / Л. Н. Шадрин (РФ). - N 5060739/03 // БИ. N 7-1995. 5. Patent 2074946 of the Russian Federation, cl. 6 E 21 B 17/00. Drill pipe with external lightweight coating / L. N. Shadrin (RF). - N 5060739/03 // BI. N 7-1995.

Claims (2)

1. Способ бурения наклонно направленной и горизонтальной разведочной или добывающей скважины на нефть и газ, включающий проходку с промывкой буровой гидросредой забоя и всего пространства горной выработки - заданного профиля ствола круглого сечения породоразрушающим инструментом, закрепленным на валу турбинного, винтового или электрического забойного двигателя, соединенного с колонной бурильных труб, крепление каждого последовательного одноразмерного участка открытого ствола обсадными трубами, а также вскрытие, опробование и стимулирование повышения нефтегазоотдачи продуктивного объекта, отличающийся тем, что на участках траектории формирования и поэтапного крепления наклонно направленного и горизонтального ствола, в частности, на подступах и в пределах массива коллектора продуктивного объекта, в стволе бурящейся скважины избирательно создают и поддерживают условия частичной или полной невесомости трубной колонны путем регулирования приведенных удельных весов комплектующих ее трубных изделий, оснащаемых облегчающими покрытиями и иными средствами временного повышения плавучести, вмещающей эти изделия буровой гидросреды, либо того и другого, причем расчетные показатели состояния невесомости части трубной колонны длиной lт, используемой в наклонно направленном и/или горизонтальном участке ствола скважины, характеризуются следующими условиями: частичная невесомость; состояние частичной невесомости достигают и поддерживают, если текущий регулируемый коэффициент потери веса трубной колонны
Figure 00000005
в буровой гидросреде варьируют и фиксируют на расчетном уровне в диапазоне
Figure 00000006

где lт - длина части трубной колонны, используемой в наклонно направленном и/или горизонтальном участке ствола скважины, м;
Кпф - текущий регулируемый коэффициент потери веса трубной колонны;
γp - удельный вес буровой гидросреды, кН/м3;
γпт - средний приведенный удельный вес трубных изделий - комплектующих части трубной колонны, используемой в наклонно направленном и/или горизонтальном участке ствола, скважины, кН/м2;
Кпфб - базовый коэффициент потери веса трубной колонны, определяемый на исходной позиции - до создания расчетного состояния невесомости рассматриваемой части трубной колонны длиной lт в буровой гидросреде;
полная невесомость; состояние полной невесомости достигают и поддерживают, если
Figure 00000007

тогда limlт→ ∞; если,
1. γпт→ γp;
2. γp→ γпт.
1. The method of drilling a directional and horizontal exploratory or production well for oil and gas, including sinking with flushing of the hydraulic fluid of the face and the entire space of the mine working - a given profile of the round cross-section with a rock cutting tool mounted on the shaft of a turbine, screw or electric downhole motor connected with a drill pipe string, fixing each consecutive one-dimensional section of the open hole with casing pipes, as well as opening, testing and stimulating the increase in oil and gas recovery of a productive object, characterized in that, in sections of the formation path and phased attachment of an inclined directional and horizontal trunk, in particular, on the approaches and within the reservoir of a productive object, in a wellbore of a well being drilled selectively create and maintain conditions for partial or complete weightlessness of the pipe columns by adjusting the specific gravities of the components of its tubular products, equipped with lightweight coatings and other means temporarily to increase the buoyancy that accompanies these products of the hydraulic fluid, or both, the calculated indicators of the state of zero gravity of the part of the tubing string of length l t used in an inclined and / or horizontal section of the wellbore are characterized by the following conditions: partial zero gravity; partial zero-gravity state is achieved and maintained if the current adjustable weight loss coefficient of the pipe string
Figure 00000005
in the hydraulic fluid environment vary and fix at a design level in the range
Figure 00000006

where l t is the length of the portion of the tubing string used in an oblique and / or horizontal section of the wellbore, m;
To pf - the current adjustable weight loss coefficient of the pipe string;
γ p - the specific gravity of the drilling fluid, kN / m 3 ;
γ pt — average reduced specific gravity of pipe products — component parts of a pipe string used in an obliquely directed and / or horizontal section of a wellbore, well, kN / m 2 ;
To PFB - the basic coefficient of weight loss of the pipe string, determined at the starting position - until the creation of the calculated state of zero gravity of the considered part of the pipe string with a length of l t in the drilling fluid;
total weightlessness; the state of complete weightlessness is reached and maintained if
Figure 00000007

then liml m → ∞; if,
1. γ pt → γ p ;
2. γ p → γ pt .
2. Способ бурения по п.1, отличающийся тем, что для повышения нефте- и газоотдачи вскрываемого горизонтальными скважинами удаленного продуктивного объекта за счет устранения негативного влияния естественной неоднородности газо-, нефте- и водонасыщенности залежи, при поддержании в стволе режима частичной или полной невесомости трубной колонны проводку стволов добывающих и нагнетательных скважин осуществляют по криволинейно-огибающей, спирально-винтовой, иной специальной траектории, соединяющей локальные изолированные объемные зоны коллектора в соответствующих газо-, нефте- и водонасыщенных частях разрабатываемой залежи. 2. The drilling method according to claim 1, characterized in that to increase oil and gas recovery revealed by horizontal wells of a remote productive object by eliminating the negative effects of natural heterogeneity of gas, oil and water saturation of the reservoir, while maintaining the regime of partial or complete zero gravity the tubing string, the shafts of production and injection wells are guided along a curved envelope, spiral-helical, other special trajectory connecting local isolated volumetric zones to the collector in the corresponding gas, oil and water saturated parts of the developed reservoir.
RU98105249/03A 1998-03-30 1998-03-30 Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas RU2149973C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105249/03A RU2149973C1 (en) 1998-03-30 1998-03-30 Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105249/03A RU2149973C1 (en) 1998-03-30 1998-03-30 Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98105249A RU98105249A (en) 2000-01-10
RU2149973C1 true RU2149973C1 (en) 2000-05-27

Family

ID=20203718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98105249/03A RU2149973C1 (en) 1998-03-30 1998-03-30 Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2149973C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459069C1 (en) * 2011-09-06 2012-08-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Multi-formation oil deposit development method
RU2499134C2 (en) * 2012-01-13 2013-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of development of oil pool located above gas pool and separated therefrom by impermeable parting
RU2568455C2 (en) * 2014-04-03 2015-11-20 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Horizontal section drilling method for screw-shaped operating well
RU2587655C1 (en) * 2015-06-22 2016-06-20 Владимир Георгиевич Кирячек Device for separation of individual sections of well shaft
RU2588021C1 (en) * 2015-06-22 2016-06-27 Владимир Георгиевич Кирячек Device for separation of individual sections of well shaft
RU2590171C1 (en) * 2015-07-14 2016-07-10 Владимир Георгиевич Кирячёк Packer
RU2595017C1 (en) * 2015-06-17 2016-08-20 Владимир Георгиевич Кирячек Device for separation of individual sections of well shaft
RU2597337C1 (en) * 2015-06-30 2016-09-10 Владимир Георгиевич Кирячёк Device for separation of individual sections of well shaft
RU2698759C1 (en) * 2018-06-04 2019-08-29 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Калинин А.Г. и др. Повышение газонефтеотдачи продуктивного пласта при бурении горизонтальных и разветвленно-горизонтальных скважин. - М.: ВНИИОЭНГ, 1995, с.76. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459069C1 (en) * 2011-09-06 2012-08-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Multi-formation oil deposit development method
RU2499134C2 (en) * 2012-01-13 2013-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of development of oil pool located above gas pool and separated therefrom by impermeable parting
RU2568455C2 (en) * 2014-04-03 2015-11-20 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Horizontal section drilling method for screw-shaped operating well
RU2595017C1 (en) * 2015-06-17 2016-08-20 Владимир Георгиевич Кирячек Device for separation of individual sections of well shaft
RU2587655C1 (en) * 2015-06-22 2016-06-20 Владимир Георгиевич Кирячек Device for separation of individual sections of well shaft
RU2588021C1 (en) * 2015-06-22 2016-06-27 Владимир Георгиевич Кирячек Device for separation of individual sections of well shaft
RU2597337C1 (en) * 2015-06-30 2016-09-10 Владимир Георгиевич Кирячёк Device for separation of individual sections of well shaft
RU2590171C1 (en) * 2015-07-14 2016-07-10 Владимир Георгиевич Кирячёк Packer
RU2698759C1 (en) * 2018-06-04 2019-08-29 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length
RU2779869C1 (en) * 2022-02-21 2022-09-14 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for constructing a well with an extended horizontal or inclined section in unstable rocks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2297429T3 (en) CONSTRUCTION METHOD OF A GEOTHERMAL HEAT EXCHANGER.
US20110005762A1 (en) Forming Multiple Deviated Wellbores
EA012199B1 (en) Apparatus and method for driving casing or conductor pipe
Asadimehr Examining Drilling Problems and Practical Solutions Regarding them
US4488834A (en) Method for using salt deposits for storage
Mukhametshin et al. Geological, technological and technical justification for choosing a design solution for drilling wells under different geological conditions
US2607422A (en) Method and apparatus for suspending pipe in boreholes
RU2149973C1 (en) Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas
RU2393320C1 (en) Slim hole well construction method
CN114135265B (en) Low-cost and high-efficiency transformation process method for low-permeability reservoir of offshore oil field
Nguyen Drilling
Baria et al. The European HDR programme: main targets and results of the deepening of the well GPK2 to 5000 m
Reiss et al. Offshore and onshore European horizontal wells
RU98105249A (en) METHOD FOR DRILLING AN ANTILATED AND HORIZONTAL EXPLORATORY OR PRODUCING WELL FOR OIL AND GAS
RU2021477C1 (en) Method for well construction
Boonstra et al. Well design and construction
Sperber et al. Drilling into geothermal reservoirs
CN108756827B (en) Exploitation system and method for seabed combustible ice
US3422912A (en) Method of geoboring
RU2235190C2 (en) Method and device for water isolation during well boring
RU2186203C2 (en) Method of well operation
US20210238954A1 (en) Systems and methods for horizontal well completions
RU2140536C1 (en) Method of determination of formation pressure in course of drilling
RU2587660C1 (en) Method of drilling horizontal wells with pilot shaft
RU2735504C1 (en) Method for opening high-pressure formations saturated with strong brines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050331