[go: up one dir, main page]

RU2833662C1 - Well drilling method - Google Patents

Well drilling method Download PDF

Info

Publication number
RU2833662C1
RU2833662C1 RU2024120732A RU2024120732A RU2833662C1 RU 2833662 C1 RU2833662 C1 RU 2833662C1 RU 2024120732 A RU2024120732 A RU 2024120732A RU 2024120732 A RU2024120732 A RU 2024120732A RU 2833662 C1 RU2833662 C1 RU 2833662C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
packer
drill
main
well
additional
Prior art date
Application number
RU2024120732A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильнур Рашитович Мухлиев
Марат Ирекович Мифтахов
Алик Радикович Насыров
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Application granted granted Critical
Publication of RU2833662C1 publication Critical patent/RU2833662C1/en

Links

Abstract

FIELD: earth or rock drilling.
SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry, namely to construction of deep wells, and can be used at well deepening for preservation of natural reservoir properties of exposed productive formations. Method of drilling wells consists in lowering into the well on the drill pipe string located below the rock cutting tool and the main packer equipped with the main cross coupling, cross coupling guiding the flow of drilling fluid from the annular space of drill pipes of the well above the main packer into the downhole device installed below the main packer, and outside the downhole device – into the drill pipe string above the main packer, performing back flushing with drilling mud of the well bore above the main packer along the annular space – outside the drill pipes. Prior to lowering, drill pipes are equipped from above below the wellhead with an additional packer with an additional cross coupling, directing the flow of drilling fluid from the drill string above the additional packer in the annular space of the drill string below this packer, and from the drill string below the additional packer – into the annular space of the drill string above the additional packer. Downhole device used is downhole motor for rotation of rock cutting tool.
EFFECT: proposed method of drilling wells allows expanding functional capabilities due to use of downhole motor below packer, which enables to drill deep wells and wells with a complex profile (with inclined and/or horizontal sections) without mudding of the first exposed formations due to back flushing using standard equipment for direct flushing of well equipment.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к области строительства глубоких скважин и может быть использовано при углублении скважины для сохранения естественных коллекторских свойств вскрываемых продуктивных пластов.The invention relates to the oil and gas production industry, namely, to the field of deep well construction and can be used when deepening a well to preserve the natural reservoir properties of the productive strata being opened.

Известен способ создания депрессии на пласт при роторном бурении скважины (патент RU №2637254, МПК Е21В 21/08, Е21В 07/00, опубл. 01.12.2017 Бюл. №34), включающий промывку скважины поверхностным насосом через бурильную колонну труб, передачу осевой нагрузки и крутящего момента долоту и углубление скважины, периодическую приостановку углубления скважины, герметизацию затрубного пространства вращающимся пакером, установленным на цилиндрическом корпусе, включение обратной призабойной промывки с перепадом давления жидкости на пакере, создаваемого струйным насосом, установленным выше пакера на нижнем конце бурильной колонны и выполненным в виде сопла, камеры смешения и диффузора, гидравлически связанного с затрубным пространством и возобновление углубления с депрессией на пласт, причем с целью повышения эффективности способа за счет уменьшения загрязнения пласта и обеспечения при этом бурения также наклонных и горизонтальных скважин одной компоновкой на депрессии и на репрессии без дополнительных спуско-подъемных операций инструмента, передачу осевой нагрузки и крутящего момента долоту проводят непосредственно через цилиндрический корпус, выполненный с возможностью уплотнения по наружной поверхности, который перемещают в процессе углубления на всю его длину с вращением внутри пакера при допустимо малой утечке жидкости между сопрягаемыми поверхностями с использованием комбинированного уплотнения, выполненного в виде металлического кольца, установленного первым по ходу утечки и резинового элемента, установленного вторым по ходу утечки жидкости в области пониженного давления и гидравлически связанного своей внутренней полостью с затрубным пространством повышенного давления над пакером, при этом пакер снабжают механическим замком, например, в виде подпружиненного шара, а цилиндрический корпус в нижней части снабжают обратным клапаном и выполняют в виде одной бурильной трубы или нескольких труб с диаметром соединений последних, равным диаметру тела трубы при общей длине цилиндрического корпуса не более длины используемых свеч.A method is known for creating a depression on a formation during rotary drilling of a well (patent RU No. 2637254, IPC E21B 21/08, E21B 07/00, published 01.12.2017 Bulletin No. 34), including flushing the well with a surface pump through a drill string of pipes, transmitting an axial load and torque to the bit and deepening the well, periodically suspending the deepening of the well, sealing the annular space with a rotating packer installed on a cylindrical body, turning on reverse bottomhole flushing with a pressure drop in the fluid on the packer created by a jet pump installed above the packer at the lower end of the drill string and made in the form of a nozzle, a mixing chamber and a diffuser hydraulically connected to the annular space and resuming deepening with a depression on the formation, and in order to increase the efficiency of the method by reducing formation contamination and ensuring drilling of inclined and horizontal wells with one assembly on depression and on repression without additional lowering and lifting operations of the tool, the transmission of axial load and torque to the bit is carried out directly through a cylindrical body made with the possibility of compaction along the outer surface, which is moved during deepening along its entire length with rotation inside the packer with an acceptable small leakage of liquid between the mating surfaces using a combined seal made in the form of a metal ring installed first along the leakage path and a rubber element installed second along the leakage path of liquid in the area of low pressure and hydraulically connected by its internal cavity to the annular space of high pressure above the packer, wherein the packer is equipped with a mechanical lock, for example, in the form of a spring-loaded ball, and the cylindrical body in the lower part is equipped with a check valve and is made in the form of one drill pipe or several pipes with the diameter of the connections of the latter equal to the diameter of the pipe body with a total length of the cylindrical body not exceeding the length candles used.

Недостатками данного способа являются узкая область применения из-за невозможности создания депрессии на высокопродуктивные и/или имеющие высокое пластовое давление (свыше 10 МПа) пласты, а также сложность реализации из-за необходимости строго соблюдать режимы работы при реализации способа.The disadvantages of this method are the narrow scope of application due to the impossibility of creating depression on highly productive and/or high formation pressure (over 10 MPa) formations, as well as the complexity of implementation due to the need to strictly adhere to operating modes when implementing the method.

Известен также способ строительства скважин для разведки и добычи промышленно полезных флюидов - нефти, газа, пара и воды, аккумулированных в природных трещинных резервуарах (патент RU №2732161, МПК Е21В 07/00, Е21В 21/00, Е21В 43/02, опубл. 14.09.2020 Бюл. №26), включающий первичное вскрытие резервуара скважиной с применением составной бурильной колонны, очистку скважины от выбуренной породы восходящим потоком бурового раствора, спуск эксплуатационной колонны и разобщение пластов в ее заколонном пространстве и стимулирование притока пластового флюида, причем первичное вскрытие резервуара проводят с очисткой скважины от выбуренной породы - шлама буровым раствором при обратной непрерывной промывке, проводят отбор проб шлама для обнаружения характерных минералов заполнения природных трещин и определения по этим данным интервалов вскрытия кластеров природных трещин, выделяют по данным о поглощениях бурового раствора или притока пластовых флюидов пересекаемые скважиной кластеры природных трещин с открытыми и закрытыми - минерализованными трещинами, среди кластеров с открытыми трещинами по данным об интенсивности поглощений бурового раствора или притока пластовых флюидов во время бурения выделяют кластеры трещин с промышленным потенциалом, которые не нуждаются в стимулировании при заканчивании скважины, и кластеры с низким потенциалом, которые нуждаются в стимулировании притока при заканчивании скважины, проводят спуск в скважину эксплуатационной колонны, оборудованной устройствами, разделяющими в заколонном пространстве колонны кластеры природных трещин, проводят стимулирование притока в интервалах кластеров минерализованных трещин и кластеров открытых трещин с низким промышленным потенциалом, проводят перфорацию эксплуатационной колонны в интервалах кластеров трещин, не нуждающихся в стимулировании, и проводят освоение скважины.A method for constructing wells for exploration and production of industrially useful fluids - oil, gas, steam and water, accumulated in natural fractured reservoirs is also known (patent RU No. 2732161, IPC E21B 07/00, E21B 21/00, E21B 43/02, published 09/14/2020 Bulletin No. 26), including the initial opening of the reservoir with a well using a composite drill string, cleaning the well from drilled rock with an upward flow of drilling mud, lowering the production string and separating the formations in its annular space and stimulating the inflow of formation fluid, wherein the initial opening of the reservoir is carried out with cleaning the well from drilled rock - cuttings with drilling mud during continuous reverse flushing, sampling of the cuttings is carried out to detect characteristic minerals filling of natural fractures and determination of intervals of opening of clusters of natural fractures based on these data, clusters of natural fractures with open and closed - mineralized fractures intersected by the well are identified based on data on absorption of drilling mud or inflow of formation fluids, clusters of fractures with industrial potential that do not require stimulation during well completion and clusters with low potential that require stimulation of inflow during well completion are identified among clusters with open fractures based on data on the intensity of absorption of drilling mud or inflow of formation fluids during drilling, they require stimulation of inflow during well completion, they lower into the well a production string equipped with devices separating clusters of natural fractures in the annular space of the string, they stimulate the inflow in intervals of clusters of mineralized fractures and clusters of open fractures with low industrial potential, they perforate the production string in intervals of clusters of fractures that do not require stimulation, and they develop the well.

Недостатком данного способа является узкая область применения из-за невозможности использования забойных двигателей при обратной промывке, что делает невозможным проходки глубоких скважин и скважин со сложным профилем (с наклонными и/или горизонтальными участками).The disadvantage of this method is the narrow scope of application due to the impossibility of using downhole motors during reverse flushing, which makes it impossible to drill deep wells and wells with a complex profile (with inclined and/or horizontal sections).

Наиболее близким по технической сущности является устройство для вскрытия пласта (патент RU №2025566, МПК Е21В 21/08, опубл. 30.12.1994 Бюл. №36), содержащее две концентрично размещенные одна относительно другой трубы, внутренняя из которых имеет породоразрушающий элемент, и узел кольматации стенок скважины, причем, с целью повышения эффективности работы устройства, оно снабжено муфтой перекрестного течения жидкости с вертикальным и горизонтальным каналами, установленной на наружной трубе, и размещенными на последней пакерующими элементами, расположенными под муфтой с возможностью осевого перемещения вдоль трубы и между собой, а узел кольматации стенок скважины выполнен в виде шнека, размещенного на наружной поверхности внутренней трубы и жестко связанного с ней.The closest in technical essence is a device for opening a formation (patent RU No. 2025566, IPC E21B 21/08, published 30.12.1994 Bulletin No. 36), containing two pipes placed concentrically relative to each other, the inner of which has a rock-destroying element, and a well wall colmatation unit, and, in order to increase the efficiency of the device, it is equipped with a cross-flow coupling with vertical and horizontal channels installed on the outer pipe, and packer elements placed on the latter, located under the coupling with the possibility of axial movement along the pipe and between themselves, and the well wall colmatation unit is made in the form of an auger placed on the outer surface of the inner pipe and rigidly connected to it.

Данным устройством осуществляют способ бурения ствола скважины для первичного вскрытия пласта породоразрущающим инструментом при обратной промывке пласта до пакера, размещенного выше породоразрушающего инструмента и оснащенного перекрестной муфтой, направляющей поток жидкости из затрубья бурильных труб скважины выше пакера в узел кольматации с завихрителем, установленный ниже пакера, а снаружи узла кольматации - в колонну бурильных труб выше пакера.This device is used to carry out a method of drilling a wellbore for the primary opening of a formation with a rock-breaking tool during reverse flushing of the formation to a packer placed above the rock-breaking tool and equipped with a cross coupling directing the flow of fluid from the annulus of the well's drill pipes above the packer into a colmatation unit with a swirl installed below the packer, and outside the colmatation unit - into the drill pipe column above the packer.

Недостатком данного способа является узкая область применения из-за применения только для вскрытия пластов, кольматация вскрываемого пласта, что требует после вторичного вскрытия этого пласта проведения высоко затратных по времени и материалам мероприятий (вскрытие на депрессии, кислотная обработка, высокая компрессия и/или т.п.) пластов, при этом невозможно использовать забойные двигатели, что делает невозможным проходки глубоких скважин и скважин со сложным профилем (с наклонными и/или горизонтальными участками).The disadvantage of this method is the narrow scope of application due to its use only for opening up formations, colmatation of the formation being opened, which requires, after secondary opening up of this formation, highly time-consuming and material-consuming measures (opening up under depression, acid treatment, high compression and/or the like) of the formations, while it is impossible to use downhole motors, which makes it impossible to drill deep wells and wells with a complex profile (with inclined and/or horizontal sections).

Техническим результатом предполагаемого изобретения является создание способа бурения скважин, позволяющего расширить функциональные возможности за счет использования забойного двигателя ниже пакера, позволяющего производить проходку также глубоких скважин и скважин со сложным профилем (с наклонными и/или горизонтальными участками) без кольматации первично вскрываемых пластов за счет обратной промывки с использованием типового для прямой промывки скважинного оборудования.The technical result of the proposed invention is the creation of a method for drilling wells, which allows for expanding the functional capabilities by using a downhole motor below the packer, which allows for drilling deep wells and wells with a complex profile (with inclined and/or horizontal sections) without colmatation of the primarily opened formations by reverse flushing using standard downhole equipment for direct flushing.

Техническим решением является способ бурения скважин, включающий спуск в скважину на колонне бурильных труб расположенного снизу породоразрушающего инструмента и основного пакера, оснащенного основной перекрестной муфтой, направляющей поток бурового раствора из затрубья бурильных труб скважины выше основного пакера в скважинное устройство, установленное ниже основного пакера, а снаружи скважинного устройства - в колонну бурильных труб выше основного пакера, осуществление обратной промывки буровым раствором ствола скважины выше основного пакера по затрубью - снаружи бурильных труб.The technical solution is a method of drilling wells, which includes lowering into the well on a drill pipe string a rock-cutting tool located below and a main packer equipped with a main cross coupling, which directs the flow of drilling fluid from the annulus of the drill pipes of the well above the main packer into a well device installed below the main packer, and outside the well device - into the drill pipe string above the main packer, performing reverse flushing of the wellbore with drilling fluid above the main packer along the annulus - outside the drill pipes.

Новым является то, что перед спуском бурильные трубы сверху ниже устья скважины оснащают дополнительным пакером с дополнительной перекрестной муфтой, направляющей поток бурового раствора из колонны бурильных труб выше дополнительного пакера в затрубье колонны бурильных труб ниже этого пакера, а из колонны бурильных труб ниже дополнительного пакера - в затрубье колонны бурильных труб выше дополнительного пакера, при этом в качестве скважинного устройства используют забойный двигатель для вращения породоразрушающего инструмента.What is new is that before lowering the drill pipes from above below the wellhead, they are equipped with an additional packer with an additional cross coupling that directs the flow of drilling mud from the drill pipe string above the additional packer to the annulus of the drill pipe string below this packer, and from the drill pipe string below the additional packer to the annulus of the drill pipe string above the additional packer, while a downhole motor is used as a downhole device to rotate the rock-cutting tool.

Новым является также то, что забойный двигатель сверху оснащен полым штоком, герметично вставленным в основную перекрестную муфту с возможностью ограниченного перемещения продольного перемещения.What is also new is that the downhole motor is equipped with a hollow rod on top, hermetically inserted into the main cross coupling with the possibility of limited longitudinal movement.

На чертеже изображена схема реализации способа в продольном разрезе.The drawing shows a diagram of the implementation of the method in longitudinal section.

Способ бурения скважин включает в себя спуск в скважину 1 на колонне бурильных труб 2 расположенного снизу породоразрушающего инструмента 3 (долото, коронка или т.п.) и основного пакера 4, оснащенного основной перекрестной муфтой 5, направляющей поток бурового раствора из затрубья 6 бурильных труб 2 скважины 1 выше основного пакера 4 по каналу 7 (показан условно) в скважинное устройство, изготовленное в виде забойного двигателя 8 для вращения породоразрушающего инструмента 3 и установленное ниже основного пакера 4, а снаружи забойного двигателя 8 - в колонну бурильных труб 2 выше основного пакера 4. Осуществление обратной промывки буровым раствором ствола скважины 1 выше основного пакера 4 по затрубью 6 - снаружи бурильных труб 1. Перед спуском бурильные трубы 1 сверху ниже устья скважины 1 оснащают дополнительным пакером 9 с дополнительной перекрестной муфтой 10, направляющей поток бурового раствора из колонны бурильных труб 2 по каналу 11 (показан условно) выше дополнительного пакера 9 в затрубье 6 коллонны бурильных труб 2 ниже этого пакера 9, а из колонны бурильных труб 2 ниже дополнительного пакера 9 - в затрубье 12 колонны бурильных труб 2 выше дополнительного пакера 9. При наличии наклонного (не показан) или горизонтального участка 13 скважины 1 длиной более 150 м забойный двигатель 8 сверху рекомендуется оснащать полым штоком 14, герметично вставленным в основную перекрестную муфту 5 с возможностью ограниченного продольного перемещения для обеспечения достаточной для воздействия на забой 15 продольной нагрузки на породоразрущающий инструмент 3, так как веса колонны бурильных труб 2 может не хватить для обеспечения бурения забоя 15. При глубине скважины более 500 м основную перекрестную муфту 5 рекомендуется оснащать обратным клапаном 16 для исключения слива жидкости из колонны бурильных труб 2 во время установки дополнительной бурильной трубы (не показана) для продолжения бурения, что позволяет снизить время на ее заполнения при возобновлении работы. Пакеры 4 и 9 могут быть изготовлены любой известной конструкции, например, приводящие в рабочее положение при помощи веса колонны бурильных труб 2, при помощи поворота колонны бурильных труб 2 или т.п. - на конструкцию и способ установки пакеров 4 и 9 авторы не претендуют, так как они широко раскрыты в открытых источниках.The method of drilling wells includes lowering into well 1 on a drill pipe string 2 a rock-cutting tool 3 (a bit, a crown, etc.) located below and a main packer 4 equipped with a main cross coupling 5 directing the flow of drilling fluid from the annulus 6 of drill pipes 2 of well 1 above the main packer 4 along channel 7 (shown conditionally) into a well device made in the form of a downhole motor 8 for rotating the rock-cutting tool 3 and installed below the main packer 4, and outside the downhole motor 8 - into the drill pipe string 2 above the main packer 4. Carrying out reverse flushing with drilling fluid of the wellbore 1 above the main packer 4 along the annulus 6 - outside the drill pipes 1. Before lowering, the drill pipes 1 are equipped from above below the wellhead 1 with an additional packer 9 with an additional cross coupling 10 directing the flow drilling mud from the drill pipe string 2 through the channel 11 (shown conditionally) above the additional packer 9 into the annulus 6 of the drill pipe string 2 below this packer 9, and from the drill pipe string 2 below the additional packer 9 - into the annulus 12 of the drill pipe string 2 above the additional packer 9. In the presence of an inclined (not shown) or horizontal section 13 of the well 1 longer than 150 m, the downhole motor 8 is recommended to be equipped at the top with a hollow rod 14, hermetically inserted into the main cross coupling 5 with the possibility of limited longitudinal movement to ensure sufficient longitudinal load on the rock-cutting tool 3 to affect the bottomhole 15, since the weight of the drill pipe string 2 may not be sufficient to ensure drilling of the bottomhole 15. At a well depth of more than 500 m, the main cross coupling 5 is recommended to be equipped with a check valve 16 to exclude draining the fluid from the drill pipe string 2 during the installation of an additional drill pipe (not shown) to continue drilling, which allows reducing the time for filling it when resuming work. Packers 4 and 9 can be made of any known design, for example, brought into working position by means of the weight of the drill pipe string 2, by turning the drill pipe string 2, etc. - the authors do not claim the design and installation method of packers 4 and 9, since they are widely disclosed in open sources.

Конструктивные элементы, технологические соединения, уплотнения и т.п., не влияющие на реализацию способа, на чертеже не показаны или показаны условно.Structural elements, process connections, seals, etc. that do not affect the implementation of the method are not shown in the drawing or are shown conditionally.

Пример конкретного выполненияExample of specific implementation

При бурении ствола скважины 1 с горизонтальным участком 13 (условным диаметром 216 мм) колонну бурильных труб 2 (наружным диаметром 127 мм и толщиной стенки 9,5 мм) оснащают последовательно снизу породоразрушающим инструментом 3 (долотом диаметром 215,9 мм) с забойным двигателем и основным пакером 4 с перекрестной муфтой 5, обратным клапаном 16 и центраторами 17 (показаны условно) с двух сторон, а сверху - дополнительным пакером 9 с дополнительной перекрестной муфтой 10. Причем из-за наличия горизонтального участка 13 забойный двигатель 8 оснащен полым штоком 14 герметично вставленным в основную перекрестную муфту 5. Колонну бурильных труб 2 с пакерами 4 и 9 и перекрестными муфтами 5 и 10 на ведущей трубе 18 размещают в скважине 1 так, чтобы породоразрушающий инструмент 3 упирался в забой 15, а полый шток 14 вошел внутрь основной перекрестной муфты 5. Пакерами 4 и 9 герметизируют ствол скважины 1, переводя их в рабочее положение. Устье скважины 1 герметизируют вокруг ведущей трубы 18, которую сверху соединяют со шлангом (не показан) и нагнетательным насосом (не показан). Нагнетательным насосом через в ведущую трубу 18 закачивают в колонну бурильных труб 2 жидкость, которая через канал 11 дополнительной перекрестной муфты 10, затрубье 6 ниже дополнительного пакера 9, канал 7 основной перекрестной муфты 4 и полый шток 14 попадает в забойный двигатель 8. Проходя через забойный двигатель 8 и выходя через отверстие 19 жидкость обеспечивает вращение породоразрушающего инструмента 3. При этом создается перепад давления между каналом 7 основной перекрестной муфты 4 пространством снаружи забойного двигателя 8, обеспечивая продольное усилие на забойный двигатель 8 и породоразрушающий инструмент 3 и, как следствие, углубление забоя 15 скважины 1 вместе с выдвижением полого штока 14 из основной перекрестной муфты 5. Жидкость с разрушенной породоразрушающим инструментом 3 породой и шламом из пространства снаружи забойного двигателя 8 через основную перекрестную муфту 4, обратный клапан 16, колонну бурильных труб 2 и дополнительную перекрестную муфту 10 поступает в затрубье 12 колонны бурильных труб 2 выше дополнительного пакера 9, откуда отбирается, например, по устьевому патрубку 20 в сборную емкость 21. Из сборной емкости 21 жидкость очищают, жидкость направляют опять на вход нагнетательного насоса, а шлам и породу утилизируют. После полного выдвижения полого штока 14 из основной перекрестной муфты 5 закачку жидкости в колонну бурильных труб 2 прекращают, устье скважины 1 разгерметизируют, ведущую трубу 18 опускают с колонной бурильных труб 2 до входа полого штока 14 в основную перекрестную муфту 5, что определяют снижением веса колонны бурильных труб 2 на устьевом индукторе веса (УИВ - не показан). После чего герметизируют устье скважины 1 и продолжают бурение описанным выше методом. При недостаточной длине ведущей трубы 18 для опускания ее с верхней частью колонны бурильных труб 2 до дополнительного пакера 9 извлекают из скважины 1, колонну бурильных труб 2 наращивают еще одной бурильной трубой (не показана), которую присоединяют к ведущей трубе 18. После чего колонну бурильных труб 3 на ведущей трубе 18 опускают в скважину 1 до входа полого штока 14 в основную перекрестную муфту 5. Устье скважины 1 герметизируют вокруг ведущей трубы 18, которую сверху соединяют со шлангом и нагнетательным насосом и продолжают бурение описанным выше методом.When drilling a wellbore 1 with a horizontal section 13 (nominal diameter of 216 mm), a drill pipe string 2 (with an outside diameter of 127 mm and a wall thickness of 9.5 mm) is sequentially equipped from below with a rock-cutting tool 3 (a bit with a diameter of 215.9 mm) with a downhole motor and a main packer 4 with a cross coupling 5, a check valve 16 and centralizers 17 (shown conditionally) on both sides, and from above - with an additional packer 9 with an additional cross coupling 10. Moreover, due to the presence of a horizontal section 13, the downhole motor 8 is equipped with a hollow rod 14 hermetically inserted into the main cross coupling 5. The drill pipe string 2 with packers 4 and 9 and cross couplings 5 and 10 on the leading pipe 18 is placed in the well 1 so that the rock-cutting tool 3 rested against the bottomhole 15, and the hollow rod 14 entered the main cross coupling 5. The wellbore 1 is sealed with packers 4 and 9, moving them into the working position. The mouth of the well 1 is sealed around the leading pipe 18, which is connected from above to a hose (not shown) and a pressure pump (not shown). The injection pump pumps through the leading pipe 18 into the drill pipe string 2 a liquid, which through the channel 11 of the additional cross coupling 10, the annulus 6 below the additional packer 9, the channel 7 of the main cross coupling 4 and the hollow rod 14 enters the downhole motor 8. Passing through the downhole motor 8 and exiting through the opening 19, the liquid ensures the rotation of the rock-cutting tool 3. In this case, a pressure difference is created between the channel 7 of the main cross coupling 4 and the space outside the downhole motor 8, providing a longitudinal force on the downhole motor 8 and the rock-cutting tool 3 and, as a consequence, deepening the bottomhole 15 of the well 1 together with the extension of the hollow rod 14 from the main cross coupling 5. The liquid with the rock destroyed by the rock-cutting tool 3 and the sludge from the space outside the downhole motor 8 through the main cross coupling 4, the check valve 16, the drill pipe string 2 and the additional cross coupling 10 enter the annulus 12 of the drill pipe string 2 above the additional packer 9, from where it is withdrawn, for example, through the wellhead branch pipe 20 into the collection tank 21. The liquid is purified from the collection tank 21, the liquid is directed again to the inlet of the injection pump, and the cuttings and rock are utilized. After the hollow rod 14 has fully extended from the main cross coupling 5, the injection of liquid into the drill pipe string 2 is stopped, the wellhead 1 is depressurized, the leading pipe 18 is lowered with the drill pipe string 2 to the inlet of the hollow rod 14 into the main cross coupling 5, which is determined by the decrease in the weight of the drill pipe string 2 on the wellhead weight inductor (WWI - not shown). After which the wellhead 1 is sealed and drilling is continued using the method described above. If the length of the leading pipe 18 is insufficient for lowering it with the upper part of the drill pipe string 2 to the additional packer 9, it is removed from the well 1, the drill pipe string 2 is extended with another drill pipe (not shown), which is attached to the leading pipe 18. After which the drill pipe string 3 on the leading pipe 18 is lowered into the well 1 until the hollow rod 14 enters the main cross coupling 5. The wellhead 1 is sealed around the leading pipe 18, which is connected from above to a hose and a pressure pump, and drilling is continued using the method described above.

Так как объем перекачиваемой жидкости остается постоянным и зависит от производительности (Q) устьевого нагнетательного насоса, то скорость потока (v) зависит от поперечного сечения (S):Since the volume of the pumped liquid remains constant and depends on the capacity (Q) of the wellhead injection pump, the flow velocity (v) depends on the cross-section (S):

, (1) , (1)

где v - скорость потока, м/с;where v is the flow velocity, m/s;

Q - производительность устьевого нагнетательного насоса, м3/ч;Q - capacity of the wellhead injection pump, m3 /h;

S - площадь поперечного сечения, м2.S – cross-sectional area, m2 .

Площадь поперечного сечения затрубья 6 скважины 1:Cross-sectional area of annulus 6 of well 1:

,(2) , (2)

где Sз - площадь поперечного сечения затрубья 6 скважины 1, м2;where S 3 is the cross-sectional area of the annulus 6 of well 1, m2 ;

Dскв - внутренний диаметр скважины 1, м;D скв - internal diameter of well 1, m;

dн - наружный диаметр колонны бурильных труб, м.d n - outer diameter of the drill pipe column, m.

Площадь внутреннего поперечного сечения колонны бурильных труб 2:Internal cross-sectional area of drill pipe column 2:

,(3) , (3)

где Sк - площадь внутреннего поперечного сечения колонны бурильных труб 2, м2;where S k is the area of the internal cross-section of the drill pipe column 2, m 2 ;

dв - внутренний диаметр колонны бурильных труб, м.d in - internal diameter of the drill pipe column, m.

Отношение скорости потока внутри (vвн) и снаружи (vн) колонны бурильных труб 2, исходя из формул (1), (2) и (3):The ratio of the flow velocity inside (v int ) and outside (v n ) of the drill pipe column 2, based on formulas (1), (2) and (3):

,(4) , (4)

То есть скорость внутри колонны бурильных труб как минимум в 2,5 раза выше скорости в затрубье 6, обеспечивая отличный вынос разрушенной породы и шлама из призабойной зоны скважины 1 без кольматации первично вскрываемых пластов. Наличие забойного двигателя 8, дополнительного пакера 9 с дополнительной перекрестной муфтой 10 позволяет производить проходку также глубоких скважин и скважин со сложным профилем (с наклонными и/или горизонтальными участками) с использованием типового оборудования для прямой промывки скважинного оборудования (подъемников, УИНов, нагнетательных насосов, устьевых герметизаторов скважины 1 и т.п.). Все это в совокупности позволяет значительно экономить временные и материальные затраты на бурение скважин.That is, the speed inside the drill pipe string is at least 2.5 times higher than the speed in the annulus 6, ensuring excellent removal of broken rock and cuttings from the bottomhole zone of well 1 without colmatation of the primarily opened formations. The presence of a downhole motor 8, an additional packer 9 with an additional cross coupling 10 allows drilling deep wells and wells with a complex profile (with inclined and/or horizontal sections) using standard equipment for direct flushing of well equipment (lifts, UINs, injection pumps, wellhead sealers of well 1, etc.). All this together allows for significant savings in time and material costs for drilling wells.

Предлагаемый способ бурения скважин позволяет расширить функциональные возможности за счет использования забойного двигателя ниже пакера, позволяющего производить проходку также глубоких скважин и скважин со сложным профилем (с наклонными и/или горизонтальными участками) без кольматации первично вскрываемых пластов за счет обратной промывки с использованием типового для прямой промывки скважинного оборудования.The proposed method of drilling wells allows for expansion of functional capabilities by using a downhole motor below the packer, which allows for drilling deep wells and wells with complex profiles (with inclined and/or horizontal sections) without colmatation of the primarily opened formations by reverse flushing using standard downhole equipment for direct flushing.

Claims (2)

1. Способ бурения скважин, включающий спуск в скважину на колонне бурильных труб расположенного снизу породоразрушающего инструмента и основного пакера, оснащенного основной перекрестной муфтой, направляющей поток бурового раствора из затрубья бурильных труб скважины выше основного пакера в скважинное устройство, установленное ниже основного пакера, а снаружи скважинного устройства – в колонну бурильных труб выше основного пакера, осуществление обратной промывки буровым раствором ствола скважины выше основного пакера по затрубью – снаружи бурильных труб, отличающийся тем, что перед спуском бурильные трубы сверху ниже устья скважины оснащают дополнительным пакером с дополнительной перекрестной муфтой, направляющей поток бурового раствора из колонны бурильных труб выше дополнительного пакера в затрубье колонны бурильных труб ниже этого пакера, а из колонны бурильных труб ниже дополнительного пакера – в затрубье колонны бурильных труб выше дополнительного пакера, при этом в качестве скважинного устройства используют забойный двигатель для вращения породоразрушающего инструмента.1. A method of drilling wells, which includes lowering into the well on a drill pipe string a rock-cutting tool located below and a main packer equipped with a main cross coupling directing the flow of drilling fluid from the annulus of the drill pipes of the well above the main packer into a downhole device installed below the main packer, and outside the downhole device - into the drill pipe string above the main packer, performing reverse flushing of the wellbore with drilling fluid above the main packer along the annulus - outside the drill pipes, characterized in that before lowering, the drill pipes are equipped from above below the wellhead with an additional packer with an additional cross coupling directing the flow of drilling fluid from the drill pipe string above the additional packer into the annulus of the drill pipe string below this packer, and from the drill pipe string below the additional packer - into the annulus of the drill pipe string above the additional packer, wherein a downhole motor is used as a downhole device for rotating the rock-cutting tool. 2. Способ бурения скважин по п. 1, отличающийся тем, что забойный двигатель сверху оснащен полым штоком, герметично вставленным в основную перекрестную муфту с возможностью ограниченного продольного перемещения.2. A method for drilling wells according to paragraph 1, characterized in that the downhole motor is equipped at the top with a hollow rod, hermetically inserted into the main cross coupling with the possibility of limited longitudinal movement.
RU2024120732A 2024-07-23 Well drilling method RU2833662C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2833662C1 true RU2833662C1 (en) 2025-01-28

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2025566C1 (en) * 1990-09-24 1994-12-30 Константин Иванович Пономарев Formation stripping device
RU2331758C2 (en) * 2006-09-11 2008-08-20 ООО НИИ "СибГео Тех" Downhole packer system with pump (versions)
RU2450112C1 (en) * 2010-08-27 2012-05-10 Ангам Аглямович Агадуллин Device for drilling of well and its operation
RU2522837C1 (en) * 2013-05-07 2014-07-20 Олег Сергеевич Николаев Device for dual production of wellbore fluid and liquid injection
RU2534876C1 (en) * 2013-09-13 2014-12-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Double-packer installation for operation of well with electrically driven pump, simultaneous isolation of untight interval and circulation valve
CN107816326A (en) * 2017-10-23 2018-03-20 西华大学 A kind of double-walled counterflush drilling instrument
RU2776997C1 (en) * 2021-11-08 2022-07-29 Салават Анатольевич Кузяев Method and device for cleaning the bottom hole

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2025566C1 (en) * 1990-09-24 1994-12-30 Константин Иванович Пономарев Formation stripping device
RU2331758C2 (en) * 2006-09-11 2008-08-20 ООО НИИ "СибГео Тех" Downhole packer system with pump (versions)
RU2450112C1 (en) * 2010-08-27 2012-05-10 Ангам Аглямович Агадуллин Device for drilling of well and its operation
RU2522837C1 (en) * 2013-05-07 2014-07-20 Олег Сергеевич Николаев Device for dual production of wellbore fluid and liquid injection
RU2534876C1 (en) * 2013-09-13 2014-12-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Double-packer installation for operation of well with electrically driven pump, simultaneous isolation of untight interval and circulation valve
CN107816326A (en) * 2017-10-23 2018-03-20 西华大学 A kind of double-walled counterflush drilling instrument
RU2776997C1 (en) * 2021-11-08 2022-07-29 Салават Анатольевич Кузяев Method and device for cleaning the bottom hole
RU2808250C1 (en) * 2022-09-26 2023-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Технологии Севера" Device for normalizing wellbores and method of its operation
RU2805679C1 (en) * 2022-11-25 2023-10-23 Марат Магасумович Шайхутдинов Wellhead flow divider

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2328590C1 (en) Separate maintenance process for injection or production well and implementation variants
RU2432451C1 (en) Device and procedure for transfer of tool for reservoir treatment for inflow intensification by means of ratchet gear
RU2338863C2 (en) Method and system of facilitating access to underground zone from ground surface
US6601648B2 (en) Well completion method
US8287050B2 (en) Method of increasing reservoir permeability
EP1208285B1 (en) Method and apparatus for displacing drilling fluids with completion and workover fluids, and for cleaning tubular members
CN106460491A (en) Forming multilateral wells
CN110397428A (en) A coalbed methane displacement method for joint exploitation of coalbed methane by vertical wells and U-shaped butt-joint wells
AU2002339535B2 (en) Assembly for drilling low pressure formation
CN104563873B (en) Underground casing power guiding device
WO1991017339A1 (en) Method and apparatus for drilling and coring
US20240301754A1 (en) Whipstock to plug and abandon wellbore below setting depth
EP0482912A1 (en) Downhole pump for formation testing
RU2410514C1 (en) Method for well construction
CA2837713A1 (en) Hydrajetting nozzle and method
RU2405914C1 (en) Method and device for well flushing
RU2833662C1 (en) Well drilling method
RU156918U1 (en) DRILLING RIG
CN111946300A (en) Same-well same-layer multi-lateral self-injection-production downhole fluid separation self-driving well and production method
CN113006755A (en) Method for fracturing transformation of interlayer in SAGD (steam assisted gravity drainage) mining mode
RU2021477C1 (en) Method for well construction
RU2524089C1 (en) Construction of oil production well
RU2256773C1 (en) Device for determining water influx intervals and water influx isolation in slanted and horizontal wells
RU2190089C1 (en) Process of deep perforation of cased wells
SU470584A1 (en) Well boring method