RU2178516C1

RU2178516C1 - Method of tapping of producing formation in underwater production of hydrocarbon materials

Info

Publication number: RU2178516C1
Application number: RU2000130984/03A
Authority: RU
Inventors: А.М. Азизов; И.М. Асланов; А.Г. Курицын; А.И. Плугин
Original assignee: Азизов Азиз Мустафаевич; Асланов Исфендияр Мехтиевич; Курицын Андрей Григорьевич; Плугин Александр Илларионович
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-01-20

Abstract

FIELD: technology of production of hydrocarbon materials from geological structures occurring under sea water and developed by underwater methods. SUBSTANCE: method includes sinking of well down to horizon of producing formation, and before the most important operation - tapping of producing formation, flexible tube-forming material with reverse arranged in the form of hairpin curves is located and fixed on wellhead, in preheater equipped for the purpose, and secured to sea bottom. Some material is used for filling cavity of body of self-contained drilling apparatus. Dead end of flexible material (subsequently referred to as a tube) is connected with upper end of apparatus, and apparatus is lowered onto bottom hole with filling of one part of flexible tube cavity, at apparatus upper end, with sea water. With apparatus entering the producing formation, pressure of working medium from apparatus cavity together with pressure of hydrocarbon materials displace the second flexible tube in which hydrocarbon materials accumulate. The first tube is pressed to well walls to form them, and the second tube enters the cavity of the first tube by pressing the first tube and well walls, and forming the second wall from flexible material. When hydrocarbons rise in cavity of formed tube to preventer (wellhead), upper end in sealed chamber of preventer is ruptured at discharge fittings to provide for withdrawal of hydrocarbons from well cavity. EFFECT: higher efficiency. 8 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи углеводородного сырья из его залежей, расположенных в геологических структурах, скрытых под слоем морских вод. The invention relates to the field of hydrocarbon production from its deposits located in geological structures hidden under a layer of sea water.

В настоящее время известны методы добычи углеводородного сырья из геоструктур морского дна, наиболее представительным из которых и наиболее близким, по мнению заявителя, является способ вскрытия продуктивного пласта при подводной добыче углеводородного сырья, включающий установку и закрепление превентора на морском дне, размещение бурильного аппарата, герметизацию устья скважины, проходку скважины до горизонта продуктивного пласта (см. а. с. СССР N 1640361, кл. E 21 B 7/20, E 21 B 33/035, 1991). Currently, methods are known for the extraction of hydrocarbon raw materials from the seabed geostructures, the most representative of which is the closest, according to the applicant, is a method of opening a productive formation during underwater production of hydrocarbon raw materials, including installing and securing a preventer on the seabed, placing a drilling apparatus, sealing wellhead, well sinking to the horizon of the reservoir (see A.S. USSR N 1640361, class E 21 B 7/20, E 21 B 33/035, 1991).

Этот способ обладает существенными и очевидными недостатками, которые заключаются в его принципиальной сущности, где в наборе и последовательности выполнения операций не предусмотрена надежная защита стенок и полости скважины со стороны поступающей морской воды, а также жидких и газожидкостных фаз, поступающих из горизонтов геоструктур, пройденных скважиной, что усложняет технологический процесс: проходки продуктивного пласта; вскрытия продуктивного пласта; простой, надежной и безопасной подачи вскрытого углеводородного сырья по полости скважины и к расходной арматуре превентора, - это снижает общую эффективность добычи углеводородного сырья. This method has significant and obvious disadvantages, which are its fundamental essence, where the set and sequence of operations do not provide reliable protection of the walls and cavities of the well from the incoming sea water, as well as liquid and gas-liquid phases coming from the horizons of the geostructures passed by the well , which complicates the process: penetration of the reservoir; opening of the reservoir; simple, reliable and safe supply of opened hydrocarbon feedstock through the well cavity and to the preventer consumables - this reduces the overall production efficiency of the hydrocarbon feedstock.

Указанная техническая задача в изобретении решена за счет того, что способ вскрытия продуктивного пласта при подводной добыче углеводородного сырья, включающий установку и закрепление превентора на морском дне, размещение бурильного аппарата, герметизацию устья скважины, проходку скважины до горизонта продуктивного пласта, предусматривает закрепление на устье скважины эластичного трубообразующего материала, сложенного с запасом в виде серпантина, глухой конец этого трубообразующего материала соединяют с верхним торцом автономного бурильного аппарата, оснащенного в полости корпуса аналогичным закрепленному на устье скважины эластичным трубообразующим материалом, сложенным также с запасом в виде серпантина, опускают автономный бурильный аппарат в полость скважины до забоя и с его помощью разворачивают эластичный трубообразующий материал, полость нижней части которого частично заполняют водой, сохраняя его верхнюю часть над автономным бурильным аппаратом пустотелой, при достижении указанным аппаратом забоя у горизонта продуктивного пласта включают его в работу, проходят скважину в продуктивном пласте, при этом давлением рабочего тела из корпуса аппарата заполняют полость эластичного трубообразующего материала и, вытесняя этот материал из корпуса автономного бурильного аппарата, формируют восходящую к устью скважины внутреннюю трубу, прилегающую к ранее сформированной от устья скважины первой трубе из указанного эластичного трубообразующего материала, освобождают выход углеводородного сырья в полость скважины и поднимают столб углеводородного сырья к превентору на устье скважины, отводят упомянутое сырье путем прорыва стенки трубы из эластичного трубообразующего материала у расходной арматуры превентора. The specified technical problem in the invention is solved due to the fact that the method of opening the reservoir during the underwater production of hydrocarbons, including installing and securing the preventer on the seabed, placing the drilling apparatus, sealing the wellhead, sinking the well to the horizon of the reservoir, provides for fixing at the wellhead elastic pipe-forming material folded with a reserve in the form of a serpentine, the deaf end of this pipe-forming material is connected to the upper end of the autonomous a drilling apparatus equipped in the body cavity with a similar elastic pipe-forming material fixed to the wellhead, also folded with a reserve in the form of a serpentine, lower the autonomous drilling device into the cavity of the well until the bottom and with it, deploy an elastic pipe-forming material, the cavity of the lower part of which is partially filled with water, keeping its upper part above the autonomous drilling apparatus hollow, when the specified apparatus reaches the bottomhole near the horizon of the reservoir, they include it in the work y, a well passes in a productive formation, while the pressure of the working fluid from the body of the apparatus fills the cavity of an elastic pipe-forming material and, displacing this material from the body of an autonomous drilling apparatus, an inner pipe ascending to the wellhead adjacent to the first pipe formed from the wellhead is formed from the specified elastic pipe-forming material, release the exit of hydrocarbon feed into the cavity of the well and raise the column of hydrocarbon feed to the preventer at the wellhead, tap The raw materials mentioned are made by breaking through the pipe wall from an elastic pipe-forming material at the preventer consumables.

Способ вскрытия продуктивного пласта при подводной добыче углеводородного сырья поясняется далее прилагаемыми чертежами, где:
на фиг. 1 показана установка превентора на морском дне;
на фиг. 2 - закрепление превентора, вид сверху;
на фиг. 3 и фиг. 4 показан процесс обустройства стенок скважины, образуемой в геоструктурах морского дна;
на фиг. 5 показан автономный бурильный аппарат;
на фиг. 6 - узел А на фиг. 1 - деталь превентора;
на фиг. 7 и фиг. 8 показан процесс начала формирования внутренней трубы из эластичного трубообразующего материала, а также процесс дальнейшего формирования этой внутренней трубы.The method of opening the reservoir during the underwater production of hydrocarbons is illustrated further by the attached drawings, where:
in FIG. 1 shows the installation of a preventer on the seabed;
in FIG. 2 - fixing the preventer, top view;
in FIG. 3 and FIG. 4 shows the process of arranging the walls of a well formed in geostructures of the seabed;
in FIG. 5 shows an autonomous drilling apparatus;
in FIG. 6 - node A in FIG. 1 - detail of the preventer;
in FIG. 7 and FIG. Figure 8 shows the process of starting the formation of the inner tube from an elastic tube-forming material, as well as the process of further forming this inner tube.

Техническое оборудование для осуществления способа вскрытия продуктивного пласта при подводной добыче углеводородного сырья включает превентор 1, установленный на грунте морского дна 2 и закрепленный с помощью анкеров 3. The technical equipment for implementing the method of opening the reservoir during the underwater extraction of hydrocarbons includes a preventer 1 mounted on the soil of the seabed 2 and secured with anchors 3.

Превентор имеет цилиндрическое отверстие 4, формирующее собой устье скважины; это устье перекрывают с помощью поршня 5, размещенного поперек направления цилиндрического отверстия 4, перекрытие этого сечения также может осуществляться с помощью диафрагм 6, полость под которыми, как и полость под поршнем 5, соединена с источником сжатой рабочей жидкости 7 посредством клапанов 8 и 9 и патрубков: поршневого "П" и диафрагменного "Д" (фиг. 1). При перекрытом сечении скважины ее сечение ниже диафрагм 6 сообщается с раздаточной арматурой 10 с помощью патрубка и клапана 11 так, что полость скважины 12 можно освобождать от жидких и газовых фаз. The preventer has a cylindrical hole 4, forming a wellhead; this mouth is blocked by a piston 5 placed across the direction of the cylindrical hole 4, this section can also be blocked by diaphragms 6, the cavity under which, like the cavity under the piston 5, is connected to the source of compressed working fluid 7 through valves 8 and 9 and nozzles: piston "P" and diaphragm "D" (Fig. 1). When the cross section of the well is blocked, its cross section below the diaphragms 6 communicates with the dispensing armature 10 using the nozzle and valve 11 so that the cavity of the well 12 can be freed from liquid and gas phases.

Скважину 12 в геоструктурах морского дна 2 проходят традиционным методом, например, с помощью автономного бурильного аппарата 13 (фиг. 5), при этом скважину первоначально проходят только до приближения к горизонту продуктивного пласта (это определяют по анализу породы, получаемой с забоя). Well 12 in the geostructures of the seabed 2 pass by the traditional method, for example, using an autonomous drilling apparatus 13 (Fig. 5), while the well initially pass only to approach the horizon of the reservoir (this is determined by analysis of the rock obtained from the bottom).

Далее, освободив скважину от указанного бурильного аппарата, в ее полость вводят технологический автономный бурильный аппарат 13, имеющий силовую установку 14 в корпусе, рабочий орган 15 для разрушения пород на забое, а также оснащенный камерой 16 в полости корпуса, где в ее верхней части (фиг. 4) имеется эластичный трубообразующий материал 17, уложенный с запасом в виде серпантина, т. е. в виде многослойной трубы из входящих друг в друга эластичных частей трубы, которая сверху закрыта эластичной, разрушаемой при работе крышкой 18, имеющей пружинящее кольцо 19, которое после отделения от корпуса плотно прижимается к стенке скважины, фиксируя начало внутренней трубы, процесс формирования которой излагается далее. Then, having freed the well from the specified drilling apparatus, a technological autonomous drilling apparatus 13 is introduced into its cavity, having a power unit 14 in the body, a working body 15 for rock destruction at the bottom, and also equipped with a camera 16 in the body cavity, where in its upper part ( Fig. 4) there is an elastic pipe-forming material 17, laid with a margin in the form of a serpentine, i.e., in the form of a multilayer pipe from the elastic parts of the pipe that enter into each other, which is closed from above by an elastic cover that breaks during operation and has a spring e ring 19 which after separation from the body tightly pressed against the borehole wall, fixing the beginning of the inner tube, the formation of which is presented hereinafter.

Начальный процесс вытяжки сложенного трубообразующего материала 17 ведут за счет подачи рабочей среды по трубке 20 в полость центральной части этого материала из полости 21 баллона 22 при открытии клапана 23 за счет подачи в полость баллона давления по патрубку 24 от силовой установки 14. The initial process of drawing the folded tube-forming material 17 is carried out by supplying a working medium through a tube 20 to the cavity of the central part of this material from the cavity 21 of the cylinder 22 when the valve 23 is opened by supplying the pressure cylinder through the pipe 24 from the power plant 14 to the cavity.

Бурильный аппарат 13 первоначально используют для вытяжки трубы 25 из эластичного трубообразующего материала 26; для вытяжки трубы 25 верхний торец аппарата 13 (фиг. 3) соединяют с глухим торцем материала 26, аппарат под действием веса и за счет подачи морской воды на некоторую высоту над этим торцем опускается и разворачивает трубообразующий материал 26, при этом сохраняют свободным от воды верхнюю часть разворачиваемого трубообразующего материала, формирующего трубу вдоль стенки 12 скважины. The boring apparatus 13 is initially used to draw the pipe 25 from an elastic pipe-forming material 26; for drawing the pipe 25, the upper end of the apparatus 13 (Fig. 3) is connected to the blind end of the material 26, the apparatus, under the influence of weight and due to the supply of sea water to a certain height above this end, lowers and unfolds the tube-forming material 26, while keeping the upper free of water part of the deployable pipe-forming material forming the pipe along the wall 12 of the well.

После опускания, таким образом, трубы 25 и закрепления стенок скважины до забоя на забое аппарат 13 включают в работу и с помощью его рабочего органа 15 проходят последний горизонт перед продуктивным пластом, входят аппаратом 13 в продуктивный пласт, вскрывают его и освобождают выход углеводородного сырья в полость скважины и в полость выработанного пространства силовой установки 14 аппарата 13, куда это сырье поступает через сопла 27 и 28, поступая в полость баллона 22, что приводит к началу формирования внутренней трубы 17, поднимая этим столб углеводородного сырья в полости этой трубы, высоту подъема этого столба регулируют в зависимости от пластового давления и накладываемого сверху на торец трубы давления столба морской воды. Эта внутренняя труба плотно прижимается к ранее сформированной трубе 25 и более надежно закрепляет и облицовывает стенки скважины, а также защищает их от углеводородного сырья, предупреждая его проникновение в верхние геологические горизонты и предупреждая пропадание вод и других жидкостей из горизонтов, окружающих ствол скважины, от продуктивного пласта до превентора 1. After lowering, thus, the pipe 25 and fixing the walls of the well to the bottom at the bottom, the apparatus 13 is put into operation and, with the help of its working body 15, passes the last horizon in front of the reservoir, enter the reservoir 13 into the reservoir, open it and release the hydrocarbon feed the cavity of the well and into the cavity of the worked-out space of the power plant 14 of the apparatus 13, where this raw material enters through the nozzles 27 and 28, entering the cavity of the cylinder 22, which leads to the beginning of the formation of the inner pipe 17, raising the column of coal hydrogen feed in the cavity of the pipe, lifting height of the column is controlled by the pore pressure and superimposed on top of the end column pressure seawater pipe. This inner pipe is tightly pressed against the previously formed pipe 25 and more reliably fixes and lining the walls of the well, and also protects them from hydrocarbon materials, preventing its penetration into the upper geological horizons and preventing the loss of water and other liquids from the horizons surrounding the wellbore from productive reservoir to preventer 1.

При этом устье 4 скважины в превенторе перекрывают ходом поршня 5 (влево по фиг. 1) за счет подачи сжатой рабочей жидкости через клапан 8 по трубке "П" в поршневую полость; для повышения надежности такого перекрытия используют и диафрагмы 6, подавая рабочую жидкость по патрубку "Д" для схождения их и зажима сечения. At the same time, the mouth 4 of the well in the preventer is blocked by the stroke of the piston 5 (to the left in FIG. 1) due to the supply of compressed working fluid through valve 8 through the pipe “P” to the piston cavity; to increase the reliability of this overlap, diaphragms 6 are also used, feeding the working fluid through the pipe "D" to converge them and clamp the section.

Удаление углеводородного сырья из полости превентора и его отвод из полости скважины ведут за счет прорыва торца трубы 17 у расходной арматуры превентора, у клапана 11, для последующей подачи этого углеводородного сырья потребителю от расходной арматуры 10, которой оборудован придонный превентор 1 этого технологического комплекса для добычи углеводородного сырья. The removal of hydrocarbon feed from the cavity of the preventer and its removal from the cavity of the well is carried out by breaking the end of the pipe 17 at the supply valve of the preventer, at valve 11, for the subsequent supply of this hydrocarbon feed to the consumer from the supply valve 10, which is equipped with bottom preventer 1 of this technological complex for production hydrocarbon raw materials.

Таким образом, разработанная технология добычи углеводородного сырья из пластов морского дна (скрытых под морским дном) позволяет повысить надежность этого процесса за счет гарантированной защиты стенок скважины снаружи и изнутри; процесс также позволяет существенно улучшить условия охраны морской среды обитания за счет предупреждения попадания в воду углеводородного сырья; позволяет также упростить процесс защиты стенок скважины, как упростить и процесс подготовки скважины к эксплуатации вскрытием продуктивного пласта без нарушения условий герметизации полости скважины и превентора. Thus, the developed technology for hydrocarbon production from seabed strata (hidden under the seabed) allows to increase the reliability of this process due to the guaranteed protection of the walls of the borehole from the outside and from the inside; the process also allows to significantly improve the conditions for the protection of the marine environment by preventing the ingress of hydrocarbon materials into the water; also allows to simplify the process of protecting the walls of the well, as well as to simplify the process of preparing the well for operation by opening the reservoir without violating the sealing conditions of the well cavity and the preventer.

Эти технические пооперационные преимущества позволяют повысить технологическую культуру всего процесса подготовки и добычи углеводородного сырья из геоструктур под морским дном. These technical operational advantages can improve the technological culture of the entire process of preparation and production of hydrocarbon raw materials from geostructures under the seabed.

Claims

A method of opening a productive formation during subsea hydrocarbon production, including installing and securing a preventer on the seabed, placing a drilling apparatus, sealing the wellhead, driving the well to the horizon of the producing formation, characterized in that an elastic pipe-forming material is folded to the wellhead and stored in reserve in the form of a serpentine, the blind end of this pipe-forming material is connected to the upper end of an autonomous drilling apparatus equipped in the body cavity with a similar When an elastic pipe-forming material is insulated at the wellhead, which is also folded with a reserve in the form of a serpentine, the autonomous drilling apparatus is lowered into the cavity of the well until the bottom hole, and with it, the elastic pipe-forming material is expanded, the cavity of the lower part of which is partially filled with water, keeping its upper part above the autonomous drilling apparatus hollow, when the specified apparatus reaches the bottom of the horizon of the reservoir, include it in the work, go through the well in the reservoir, while the pressure is working its bodies from the device’s body fill the cavity of the elastic pipe-forming material and, displacing this material from the body of the autonomous drilling device, form an inner pipe ascending to the wellhead adjacent to the first pipe previously formed from the wellhead from the specified elastic pipe-forming material, release the exit of hydrocarbon feedstock into the cavity wells and raise the column of hydrocarbon feedstock to the preventer at the wellhead, divert the feedstock by breaking a pipe wall from an elastic pipe Braz material in the flow preventer valves.