Система и способ создания пакеров в стволе скважины
Формула / Реферат
1. Способ создания пакера в стволе скважины, содержащий следующие стадии:
развертывание фильтра в стволе скважины с помощью насосно-компрессорной трубы;
введение суспензии из жидкости и твердых частиц от устьевого оборудования вниз к фильтру через кольцевое пространство, окружающее, по меньшей мере, насосно-компрессорную трубу;
образование пакера с помощью пропускания жидкости через фильтр, по существу, при блокировке перемещения твердых частиц через фильтр.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий размещение штуцера снизу от фильтра.
3. Способ по п.1, в котором образование пакера включает использование типа пакера с уплотняющими манжетами для содействия пропускания жидкости через фильтр.
4. Способ по п.1, дополнительно содержащий обратную промывку через фильтр для очистки пакера.
5. Способ по п.1, дополнительно содержащий направление жидкости, проходящей через фильтр, вниз в ствол скважины.
6. Способ по п.1, дополнительно содержащий направление жидкости, проходящей через фильтр, вверх через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы.
7. Способ по п.1, дополнительно содержащий удаление фильтра посредством вытягивания насосно-компрессорной трубы.
8. Способ по п.1, дополнительно содержащий удаление фильтра посредством обратной промывки через фильтр и вытягивание насосно-компрессорной трубы.
9. Способ по п.1, дополнительно содержащий формирование перфорации при образовании пакера.
10. Способ по п.1, дополнительно содержащий формирование перфорации с помощью абразивно-струйного перфорирования.
11. Способ по п.10, дополнительно содержащий определение размера фильтра для пропускания частиц абразивной струи и задерживания твердых частиц для формирования пакера.
12. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение размера фильтра для обеспечения его забивки частицами абразивной струи при абразивно-струйном перфорировании.
13. Способ по п.1, дополнительно содержащий формирование перфорации посредством кумулятивного перфорирования.
14. Способ по п.1, дополнительно содержащий управление потоком через фильтр посредством клапана управления.
15. Способ по п.1, в котором развертывание экрана осуществляется посредством гибкой насосно-компрессорной трубы.
16. Способ по п.1, дополнительно содержащий последовательную обработку скважины и удаление пакера.
17. Способ по п.16, дополнительно содержащий повторение образования пакера, обработку скважины и удаление пакера в другом месте в стволе скважины без удаления фильтра из ствола скважины.
18. Способ по п.16, дополнительно содержащий формирование перфорации перед образованием пакера.
19. Способ по п.1, в котором образование пакера осуществляется растворимыми в кислоте твердыми частицами.
20. Способ по п.1, в котором образование пакера осуществляется растворимыми в щелочи твердыми частицами.
21. Способ по п.1, в котором образование пакера осуществляется растворимыми в органическом растворителе твердыми частицами.
22. Способ по п.1, в котором твердые частицы являются, по существу, слоистыми.
23. Способ по п.1, дополнительно содержащий использование компьютерной системы для осуществления мониторинга условий в скважине перед образованием пакера.
24. Способ по п.1, в котором развертывание фильтра осуществляют внутри удаленного фильтра, так что кольцевое пространство проходит между фильтром и удаленным фильтром.
25. Способ по п.1, дополнительно содержащий управление потоком через фильтр посредством клапана управления.
26. Способ создания пакера в стволе скважины, содержащий следующие стадии:
доставка суспензии из жидкости и твердых частиц в устройство дегидратации, помещенное в скважине через единственный путь подачи потока;
осаждение твердых частиц на внешней стороне устройства дегидратации для образования пакера;
удаление жидкости по единственному пути удаления потока;
проведение технологических процессов, связанных со скважиной;
перемещение устройства дегидратации на другое место в стволе скважины без удаления устройства дегидратации из ствола скважины;
повторение процесса образования пакера и проведения технологических процессов, связанных со скважиной.
27. Способ по п.26, в котором устройство дегидратации выполнено в виде фильтра.
28. Способ по п.27, который дополнительно содержит расположение единственного пути подачи потока вдоль кольцевого пространства, окружающего по меньшей мере одну насосно-компрессорную трубу.
29. Способ по п.28, который дополнительно содержит прокладку пути удаления потока через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы.
30. Способ по п.28, который дополнительно содержит прокладку пути удаления потока в место дополнительно на забой скважины.
31. Способ по п.27, который дополнительно содержит удаление пакера обратной промывкой жидкости сквозь фильтр.
32. Способ по п.6, в котором при проведении технологических процессов, связанных со скважиной, осуществляют обработку скважины.
33. Способ по п.26, который дополнительно содержит формирование перфорации перед каждой стадией образования пакера.
34. Способ создания пакера в стволе скважины, содержащий следующие стадии:
развертывание компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины, проходящем от верхней поверхности;
введение суспензии из жидкости и твердых частиц с верхней поверхности через кольцевое пространство, окружающее компоновку ствола скважины, к необходимому месту в стволе скважины;
дегидратация суспензии в необходимом месте.
35. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит создание перепада давления.
36. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит создание перепада давления на множестве кольцевых отверстий.
37. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит создание перепада давления на ограничителе потока вдоль кольцевого пространства, примыкающего к необходимому месту.
38. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит создание пакера для изоляции зоны открытого ствола.
39. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит дегидратацию суспензии во множестве необходимых мест, размещенных во множестве слоев для последующего образования множества пакеров.
40. Способ по п.39, дополнительно содержащий формирование перфорации вдоль стенки ствола скважины перед образованием каждого пакера из множества пакеров.
41. Система для создания пакера в стволе скважины, содержащая скважинную компоновку, развернутую в стволе скважины и создающую кольцевое пространство вдоль своей внешней поверхности, которое является первым путем потока от места на поверхности к месту в скважине, причем скважинная компоновка также определяет второй путь потока вдоль своего внутреннего пространства и содержит устройство дегидратации, способное создать пакер при направлении суспензии твердых частиц и жидкости по первому пути потока так, что жидкость перемещается сквозь устройство дегидратации к второму пути потока при одновременном осаждении твердых частиц для формирования пакера.
42. Система по п.41, в которой скважинная компоновка содержит насосно-компрессорную трубу для поддержания устройства дегидратации.
43. Система по п.41, в которой скважинная компоновка содержит перфоратор.
44. Система по п.41, в которой второй путь потока направляет жидкость вниз по скважине.
45. Система по п.42, в которой второй путь потока направляет жидкость вверх по внутреннему пространству насосно-компрессорной трубы.
46. Система по п.41, в которой скважинная компоновка содержит штуцер.
47. Система по п.41, в которой устройство дегидратации содержит фильтр.
48. Система по п.41, в которой устройство дегидратации содержит фильтр и скважинная компоновка содержит клапан управления для регулирования потока жидкости через фильтр.
49. Система по п.41, в которой скважинная компоновка содержит телескопическое звено для облегчения удаления устройства дегидратации из скважины.
Текст
012347 Предпосылки создания изобретения В многочисленном оборудовании скважины для соответствующих работ применяются разнообразные скважинные компоновки, например компоновка низа бурильной колонны может применяться во многих технологических процессах, связанных со скважиной, включая стимуляцию притока, цементирование, обработку для борьбы с водопритоками в скважине или в других технологических процессах. Во многих указанных процессах для изоляции обрабатываемой зоны скважины применяется пакер. В некоторых процессах использовались скважинные пакеры с уплотняющими манжетами, в других мероприятиях были задействованы механические и гидравлические пакеры. Скважинные пакеры с уплотняющими манжетами имеют эластомерный уплотняющий элемент, предназначенный для уплотнения к стенке обсадной колонны. Однако эластомерный уплотняющий элемент подвержен износу в связи с контактированием со стенкой обсадной колонны и/или контактированием с неровностями вдоль внутреннего пространства обсадной колонны, оставшимися после создания перфорации. Скважинные пакеры с уплотняющими манжетами склонны к прихвату, что представляет дополнительные проблемы в горизонтальных скважинах по причине естественного расположения компоновки низа бурильной колонны на нижней стороне ствола, оставляя неравномерный просвет на нижней стороне ствола в сравнении с верхней стороной ствола. Механические и гидравлические пакеры также подвержены износу и повреждению по причине неровностей, оставшихся от перфорации обсадной колонны. Кроме того, такие пакеры являются более сложными, дорогими и склонными к отказу в среде с песком, при этом они имеют плохие показатели работы при мероприятиях в открытом стволе. Предпринимались попытки создать пакер из песка в необходимом месте в стволе скважины, но существующие способы не работают должным образом во многих применениях. Сущность изобретения В общем, настоящее изобретение создает систему и способ создания одного или нескольких пакеров в необходимом месте или местах в стволе скважины для применения в конкретных скважинных операциях. Суспензия из жидкости и твердых частиц вводится в скважину и подается к устройству дегидратации. В этом месте твердые частицы высвобождаются из жидкости и осаждаются, в то время как жидкость перемещается в другое место. Непрерывная дегидратация суспензии и последующее осаждение твердых частиц создает пакер в необходимом месте в стволе скважины. После установки пакера могут быть проведены различные обработки или другие операции в стволе скважины. Краткое описание чертежей Конкретные варианты осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылками на приложенные чертежи, на которых изображено следующее: фиг. 1 изображает вид спереди скважинной компоновки, размещенной в стволе скважины согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 2 - схематический вид части скважинной компоновки, развернутой в необходимом месте в стволе скважины согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 3 - схематический вид варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 2, с пакером,сформированным согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 4 - схематический вид варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 2, иллюстрирующий обратную промывку пакера, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 5 - схематический вид альтернативного варианта системы, показанной на фиг. 4; фиг. 6 - схематический вид другого варианта осуществления системы, показанной на фиг. 2; фиг. 7 - схематический вид варианта осуществления системы, показанный на фиг. 6, с пакером,сформированным согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 8 - схематический вид варианта осуществления системы, показанной на фиг. 6, со смываемым пакером, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 9 - схематический вид компоновки, показанной на фиг. 6, при ее перемещении в стволе скважины, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 10 - схематический вид другого варианта осуществления системы, показанной на фиг. 2; фиг. 11 - схематический вид варианта осуществления системы, на фиг. 10; фиг. 12 - схематический вид другого варианта осуществления системы, показанной на фиг. 10; фиг. 13 - другой схематический вид еще одного варианта осуществления системы, показанной на фиг. 10; фиг. 14 - схематический вид другого варианта осуществления системы, показанной на фиг. 2. Подробное описание В следующем описании изложены многочисленные подробности для обеспечения понимания настоящего изобретения. Однако специалистам данной области техники понятно, что настоящее изобретение может быть внедрено без этих деталей и возможно множество вариаций и модификаций вариантов осуществления изобретения. Настоящее изобретение в общем связано со скважинными операциями, при которых пакер образуется на месте. Это осуществляется с помощью дегидратации суспензии, сформированной из смеси жидкости и твердых частиц. Жидкость сепарируется от твердых частиц так, что твердые частицы осаждают-1 012347 ся для образования пакера в необходимом месте или месте в стволе скважины. Дегидратация суспензии может быть выполнена с помощью различной технологии, включающей в себя прием обратного потока через насосно-компрессорную трубу скважинной компоновки, т.е. гибкие трубы, бурильную трубу или насосно-компрессорную трубу из звеньев. Дегидратация может также быть создана с помощью правильно расположенного штуцера, с помощью создания кольцевого зазора, пакером с уплотняющими манжетами, с помощью комбинаций этих механизмов или с помощью других приемлемых механизмов, как описывается более полно ниже. До, во время или после создания пакера могут быть проведены дополнительные скважинные операции. Например, могут быть осуществлены технологические процессы перфорации, стимулирования притока из пласта, кислотной обработки, цементирования или обработки для контроля водопритока в скважину. Впоследствии пакер может быть очищен устранением условия, вызвавшего дегидратацию суспензии, обратным вымыванием пакера, растворением пакера кислотой, вытягиванием, нанесением ударов яссом или вибрацией оборудования, примыкающего к сформированному пакеру или комбинацией упомянутых выше операций очистки. Способность образовывать пакер позволяет адаптировать пакер к размеру обсадной колонны и вариациями условий так же, как и к операциям в открытом стволе или операциями с наружными фильтрами или другими трубными элементами. Также пакер является самовосстанавливающимся, так как он продолжает формироваться столь долго, сколько твердые частицы, такие как песок, перемещаются к необходимой области. Многочисленные пакеры могут быть образованы за одну спускоподъемную операцию в стволе скважины, таким образом, снижая стоимость и часто упрощая технологический процесс. Например, КНБК первоначально может быть перемещена в необходимое место в стволе скважины, затем формируется пакер, осуществляются скважинные операции, затем КНБК перемещается к другому месту,формируется другой пакер, осуществляются последующие скважинные операции, и этот технологический процесс повторяется столько раз, сколько необходимо, за время одной спускоподъемной операции в стволе скважины. На фиг. 1 показана система 20, выполненная согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В данном варианте система 20 содержит скважинную компоновку 22, размещенную в скважине 24, сформированной стволом 26 скважины, пробуренном в пласте 28. Пласт 28 может содержать добываемые текучие среды, такие как нефть. Компоновка 22 проходит вниз в ствол 26 скважины от оборудования 30 и скважины, которое может быть расположено вдоль поверхности 32, такой как поверхность земли или морское дно. Ствол 26 скважины может содержать участки открытого ствола, т.е. участок 34 открытого ствола, обсаженные участки, облицованные обсадной колонной 36, или комбинации обсаженных участков и участков открытого ствола. Дополнительно ствол 26 скважины может быть сформирован,как вертикальный ствол или искривленный, т.е. горизонтальный ствол скважины. В варианте осуществления изобретения, иллюстрируемом на фиг. 1, ствол 26 скважины содержит вертикальную секцию 38 и искривленную секцию 40, которая иллюстрируется, как, по существу, горизонтальная. Пакеры могут быть образованы в одной или обеих вертикальной и искривленной секциях ствола 26 скважины. В иллюстрируемом варианте компоновка 22 ствола скважины содержит рабочую компоновку 42,такую как компоновка низа бурильной колонны, имеющую устройство 44 дегидратации. Устройство 44 дегидратации расположено на насосно-компрессорной трубе 46, такой как гибкая насоснокомпрессорная труба, бурильная труба или насосно-компрессорная труба из звеньев. Компоновка 22 создает окружающее кольцевое пространство 48, проходящее, например, вдоль внешней поверхности, по меньшей мере, насосно-компрессорной трубы 46 и часто вдоль по меньшей мере части рабочей компоновки 42 к устройству 44 дегидратации. Устройство 44 дегидратации может содержать различные механизмы или комбинации механизмов 49. Варианты механизмов 49 включают в себя штуцера, фильтры,пакеры типа с уплотняющими манжетами, кольцевые диафрагмы, уплотняющие элементы, зазор 50 между устройством дегидратации и окружающей стенкой и другие механизмы, способные направить поток суспензии для отделения жидкости от твердых частиц. Например, устройство дегидратации может быть применено для создания падения давления, которое заставляет жидкость протекать через фильтр, способный задерживать твердые частицы суспензии. Скважинные параметры могут быть отслежены системой 51 управления, например компьютерной системой. Система 51 управления может быть применена для сбора данных, таких как температура и давление, в режиме реального времени. Данные собираются из скважины для обеспечения индикации хода процессов или оперативного управления ходом различных технологических процессов. Например,система 51 управления может быть применена для мониторинга создания и удаления пакеров на многочисленных уровнях в стволе скважины. Следует отметить, что применение терминологии вниз (нисходящий) или вверх (восходящий) отражает относительное положение вдоль ствола 26 скважины. Независимо от того, вертикален или горизонтален ствол скважины, вниз и нисходящий, означают далее вниз в ствол скважины относительно устья скважины,и вверх и восходящий означают ближе к устью скважины относительно данной точки отсчета. В варианте осуществления изобретения, иллюстрируемом на фиг. 2, устройство 44 дегидратации содержит фильтр 52, расположенный между областью 54 пакерного уплотнения и щтуцером 56. Факти-2 012347 чески устройство 44 дегидратации содержит фильтр 52 и штуцер 56, объединенные для разделения суспензии 58. Суспензия, показанная стрелкой 58, формируется жидкостью и твердыми частицами, которые вводятся вниз в ствол скважины через кольцевое пространство 48 вдоль насосно-компрессорной трубы 46 и области 54 пакерного уплотнения. Кольцевое пространство 48 ограничено снаружи стенкой 59, которая может быть сформирована пластом в секции открытого ствола, обсадной колонной 36, окружающей снаружи секцией фильтра, такого как гравийный фильтр, или другой поверхностью, радиально отстоящей от и окружающей по меньшей мере часть рабочей компоновки 42. По мере протекания суспензии 58 вдоль фильтра 52 часть жидкости перемещается через фильтр 52,вызывая последующее осаждение твердых частиц. Часть суспензии может также протечь мимо фильтра 52, но штуцер 56 приспособлен создавать падение давления, которое способствует протеканию через фильтр 52, вместо протекания вниз по кольцевому пространству, окружающему штуцер 56. В штуцере 56 может быть сформировано множество колец 60 для дополнительного облегчения прохождения жидкости через фильтр 52. В этом варианте осуществления изобретения фильтр 52 содержит отверстия 62 для прохождения жидкости через него и задерживания твердых частиц, т.е. песка для предотвращения его проникания внутрь фильтра. В данном применении устройство 44 дегидратации расположено между верхней перфорацией 64 и нижней перфорацией 66. Поскольку устройство 44 дегидратации расположено в необходимом месте в стволе 26 скважины,суспензия 58 вводится вниз через кольцевое пространство 48, и пакер 68 начинает формироваться поверх штуцера 56, как иллюстрируется на фиг. 3. Пакер 68 затем продолжает увеличиваться вверх для покрытия фильтра 52 и затем области 54 пакерного уплотнения. Когда устройство 44 дегидратации помещено в горизонтальный или другой тип искривленного ствола скважины, пакер 68 продолжает формироваться до тех пор, пока скорость потока над областью 54 пакерного уплотнения достаточна для принесения песка на вершину пакера. В этом варианте осуществления изобретения суспензия 58 доставляется в необходимую область вдоль первого пути потока, и отделенная жидкость направляется вдоль второго пути потока, который проложен вниз через компоновку 42, как показано стрелкой 70. По мере формирования пакера, поток жидкости через него сокращается. Пакер 68 формируется до готовности в областях нескольких типов, включая кольцевое пространство, ограниченное снаружи секцией открытого ствола, обсаженной секцией, или секцией фильтра, т.е., например, фильтра гравийного фильтра. До, во время и/или после образования пакера 68, другие скважинные операции могут быть закончены. Например, могут быть выполнены операции перфорации (обычно выполняемые до формирования пакера 68), операции для стимуляции притока из пласта, операция цементирования или обработки для контроля водопритока в скважину - скважинная операция. Когда в месте ствола скважины закончено,пакер 68 может быть удален и компоновка 42 может быть извлечена из ствола скважины или перемещена на другое место в стволе скважины для создания нового пакера 68. Способность образовывать и удалять пакеры позволяют операции во многих слоях внутри ствола скважин без извлечения скважинной компоновки 22. Таким образом, в разных зонах могут осуществляться различные скважинные операции, между или во время последовательного создания пакеров вдоль ствола скважины. Например, пакер 68 может быть сформирован в одном месте для обеспечения обработки интервала скважины. Пакер затем возвращается в исходное состояние и компоновка 42 перемещается в следующее необходимое место ствола скважины,т.е. примыкающую зону. В этом месте формируется другой пакер 68 и осуществляется обработка скважины. Пакер 68 может повторно формироваться и возвращаться в исходное состояние во множестве мест, т.е. интервалов внутри скважины. Согласно одному способу компоновка 42 перемещается в скважине к необходимому месту перфорации. Затем применяется перфорационный инструмент для формирования перфорации, далее следует создание пакера 68 ниже перфорации. Впоследствии проводятся операции гидравлического разрыва пласта или другие операции. Когда операция закончена, компоновка 42 перемещается в другое место ствола скважины, т.е. место, расположенное сверху от перфорации, сформированной ранее, и перфорационный инструмент применяется снова для формирования перфорации в другой зоне. Другой пакер строится ниже перфорации и осуществляется процедура, такая как гидравлический разрыв пласта. Этот процесс может повторяться в многочисленных зонах. Следует заметить, что при некоторых операциях пакер 68 вымывается или смывается, по меньшей мере, частично до перемещения компоновки 42. В варианте осуществления изобретения, иллюстрируемом на фиг. 4, пакер возвращен в исходное состояние, т.е. удален обратной промывкой через фильтр 52. Жидкость вводится через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы 46, как показано стрелкой 72, и по меньшей мере часть этой жидкости направляется радиально наружу через отверстия 62 фильтра 52, как показано стрелками 74. Жидкость, перемещающаяся радиально наружу через фильтр 52, вымывает твердые частицы, формирующие пакер 68. Операция обратной промывки может быть усовершенствована блокировкой или ограничением нисходящего потока жидкости снизу фильтра 52, как иллюстрируется на фиг. 5. Нисходящему потоку мешает или его ограничивает блокирующий элемент 76, такой как регулирующий клапан. Однако блокирующий элемент 76 может содержать пробку, клапан или иное подходящее средство, расположенное в ком-3 012347 поновке 42, между, например, фильтром 52 и штуцером 56. Посредством ограничения нисходящего потока ниже фильтра 52 больше жидкости вытесняется радиально наружу через фильтр 52, что улучшает удаление пакера 68. При некоторых операциях пакер 68 также может быть удален с помощью блокировки потока через устройство дегидратации и смыванием пакера потоком жидкости, направленным вниз вдоль кольцевого пространства 48. В иных мероприятиях пакер 68 может быть удален смывом из ствола скважины. Например, после гидравлического разрыва пласта в верхней зоне давление, использованное в процессе гидравлического разрыва пласта, высвобождается. Если в нижней зоне существует достаточно высокое давление, т.е. от предыдущей операции гидравлического разрыва, поток жидкости автоматически перемещается вверх через ствол скважины и вымывает твердые частицы пакера 68 вверх по стволу. Это позволяет переместить компоновку 42 в следующее место. Следует заметить, что при некоторых операциях суспензия 58 может содержать твердые частицы,растворимые в кислоте. Эта технология позволяет пакеру быть удаленным с помощью растворения пакера кислотой. Например, кислотосодержащая жидкость может быть закачена в скважины к пакеру 68 для его растворения. В другом варианте осуществления изобретения нисходящему потоку жидкости внутри компоновки 42 мешает блокирующий элемент 78, как иллюстрируется на фиг. 6. В этом варианте второй или обратный путь потока создается в восходящем направлении, как показано стрелкой 80. Второй путь 80 потока проходит наверх через насосно-компрессорную трубу 46, например, к оборудованию 30 устьевому, где он может быть перенаправлен к месту сбора. Сходным образом, с описанным выше, суспензия 58 направляется вниз в скважину вдоль кольцевого пространства 48 к устройству 44 дегидратации, которое иллюстрировано, как фильтр 52. В устройстве 44 дегидратации твердые частицы снова осаждаются и отделенная жидкость направляется по второму пути 80 потока. Как иллюстрирует фиг. 7, твердые частицы осаждаются вдоль устройства 44 дегидратации для создания пакера 68. Пакер 68 продолжает формироваться и распространяется над областью 54 пакерного уплотнения, пока области сверху и снизу пакера 68 не будут достаточно изолированы для дополнительных операций. Следует заметить, что иллюстрируемый вариант осуществления изобретения не включает в себя штуцер потому, что уменьшение давления на фильтре обеспечивается благодаря способности жидкости протекать вверх через насоснокомпрессорную трубу 46. Штуцер может быть применен или исключен в любом из этих вариантов осуществления изобретения, в зависимости от операций, также как конструкция и размер элементов скважинной компоновки, поскольку перепад давления создается на фильтре для обеспечения дегидратации суспензии. Когда поток 80 проходит вверх через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы 46,пакер 68 продолжает формироваться. Однако закрытие восходящего потока через насоснокомпрессорную трубу 46 с помощью, например, клапана, размещенного на устьевом оборудовании 30,мешает формированию дополнительного пакера. Это отсутствие потока может быть применено для очистки пакера, например смывом пакера нисходящим потоком жидкости вдоль кольцевого пространства 48, как иллюстрируется стрелкой 82 на фиг. 8. Очистка пакера посредством смыва потоком жидкости вдоль кольцевого пространства 48 может быть достигнута, если скорость потока жидкости достаточна чтобы убрать частицы низа пакера 68. В альтернативе, пакер 68 может быть очищен прокачкой жидкости обратной промывки нисходяще через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы 46, как обсуждалось выше. Альтернативно пакер 68 может быть возвращен в исходное состояние, т.е. очищен, просто вытягиванием рабочей колонны (в данном варианте насосно-компрессорной трубы 46) , как иллюстрируется на фиг. 9. Эта технология может быть применена, если компоновка 42 не прихвачена в пакере 68. Дополнительно компоновка 42, т.е. компоновка низа бурильной колонны, может быть выполнена с конусностью, при которой диаметр компоновки уменьшается в нисходящем направлении для облегчения вытягивания компоновки из пакера (см. фиг. 9). Дополнительно область 54 пакерного уплотнения может быть разработана с телескопическими звеньями 84, которые удерживаются вместе соосно во время необходимых операций в стволе скважины. По завершении операций в скважины телескопические звенья 84 соосно высвобождаются. Таким образом, подъем насосно-компрессорной трубы 46 действует одновременно только на одну секцию пакерного уплотнения 84 и разрушает пакер с меньшим усилием тяги, чем в случае, когда требуется разрушить пакер на всю длину уплотнения. На фиг. 10 показана компоновка 42, как полная компоновка 86 низа бурильной колонны. В этом варианте осуществления изобретения компоновка 86 низа бурильной колонны может быть применена для различных операций в стволе скважины, включающих в себя создание перфорации, изоляцию зон, стимулирование притока из пласта, разрушение пакера и повторение процесса в дополнительных местах,т.е. во множестве слоев в стволе 26 скважины. В этом варианте компоновка 86 низа бурильной колонны содержит соединительный элемент 88, с помощью которого она прикреплена к насосно-компрессорной трубе 46. Компоновка дополнительно содержит разъединитель 90 и двойную циркуляционную задвижку 92. Сопло 94 абразивной струи расположено вблизи области 54 пакерного уплотнения. Внутренний обратный клапан 96 расположен внутри компоновки вблизи циркуляционного отверстия 98. В этом варианте осуществления изобретения отверстие 98 обратной циркуляции размещено между областью 54 пакер-4 012347 ного уплотнения и устройством 44 дегидратации, которое может быть выполнено в форме фильтра 52. Дополнительно штуцер 56 может быть установлен нисходяще от устройства 44 дегидратации. Как иллюстрируется на фиг. 11, перфорация, такая как перфорация 64, может формироваться путем направления струи высокого давления абразивных частиц через сопло 94, как показано стрелкой 100. В одном варианте перфорации формируются абразивно-струйным способом, а затем формируется пакер 68. Абразивные частицы струи могут приноситься суспензией, одинаковой с суспензией, формирующей пакер. В одном варианте осуществления изобретения размер абразивных частиц струи и фильтра 52 подбирается для обеспечения прохождения абразивных частиц через фильтр 52, и при этом ограничение потока твердых частиц, применяемых при формировании пакера. Это позволяет удалить абразивные частицы. В другом варианте осуществления изобретения размер абразивных частиц струи и фильтра 52 подбирается так, чтобы фильтр 52 забивался абразивными частицами струи во время процесса размывания струей абразивных частиц. После окончания процесса размывания струей абразивных частиц, фильтр 52 может быть смыт для устранения закупоривания абразивными частицами струи, тем самым, формируя пакер 68. Согласно другому способу технология размыва струей абразивных частиц заменяется перфорационной технологией с использованием кумулятивных зарядов. Сопло 94 заменяется сборкой перфоратора,которая имеет кумулятивные заряды, предназначенные для создания перфорации. Когда кумулятивные заряды подрываются, результирующие направленные взрывы создают перфорацию. В любом случае суспензия для пакера 68 может быть направлена вниз вдоль кольцевого пространства 48 так, чтобы твердые частицы осаждались вокруг штуцера 56 и фильтра 52. Жидкость, отделенная от твердых частиц, направляется вдоль второго пути потока, проложенного вниз через внутреннее пространство компоновки 86 низа бурильной колонны, как показано стрелкой 102. По мере продолжения процесса пакер 68 формируется, когда твердые частицы осаждаются по направлению вверх вдоль области 54 пакерного уплотнения, как иллюстрируется на фиг. 12. Может быть проведена опрессовка, чтобы проверить, сформирован ли надлежащим образом пакер 68, прежде чем выполнять последующие технологические процессы, такие как стимуляция притока из пласта. В этом варианте осуществления изобретения может поддерживаться слабый поток жидкости вниз через насосно-компрессорную трубу 46, чтобы поддерживать обратный клапан 96 в закрытом положении и сопло 94 в открытом положении во время создания пакера. После заканчивания технологических процессов в стволе скважины внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы 46 открывается для потока на поверхности, результатом чего является открывание обратного клапана 96, чтобы обеспечить восходящий поток 104 смывающей жидкости через насосно-компрессорную трубу 46, как иллюстрируется на фиг. 13. Соответственно, смывающая жидкость может быть введена в скважину вдоль кольцевого пространства 48, внутрь через обратный клапан 96 и наверх через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы 46 для удаления пакера 68. В этом варианте осуществления изобретения смывающий поток не направляется в обход фильтра 52 и штуцера 56 для полной очистки этой области. Потому, как область пакерного уплотнения является первичной причиной механического прихвата, и она была смыта, это позволяет вытянуть компоновку 86 низа бурильной колонны из этой области ствола 26 скважины для перемещения компоновки в следующую необходимую область ствола 26 скважины, где могут быть проведены добавочные технологические операции. Например, при перемещении в следующую необходимую область ствола скважины может формироваться перфорация и пакер 68 может быть снова создан для обеспечения стимуляции притока из пласта или иных скважинных операций. В другом варианте осуществления изобретения, иллюстрируемом на фиг. 14, компоновка 86 низа бурильной колонны содержит клапан 106 управления, который может быть применен для управления потоком жидкости через компоновку 86. Таким образом, клапан 106 управления может быть приведен в действие для управления формированием пакера 68 и/или управления потоком флюида во время обратной промывки фильтра 52. Клапан 106 управления также может быть применен для управления обратным потоком флюида через насосно-компрессорную трубу 46 и может даже присоединить функцию сбросного клапана. Клапан 106 управления может быть приведен в действие с помощью разных механизмов, включающих в себя J-образный паз, который может переключаться по давлению, механизм выдвижения-втягивания с механическим приводом, или механизм, который может быть приведен в действие надлежащим вводом через линию управления, такую как электрическая, гидравлическая или оптическая линия управления. В этом последнем варианте осуществления изобретения клапан 106 управления легко получает возможность управляемости, чтобы исполнять многие из функций, описанных выше. Например, клапан 106 управления может быть уставлен для создания перфорации посредством применения сопла 94 абразивной струи. После окончания перфорации клапан 106 управления приводится в действие для разрешения потока внутрь сквозь фильтр 52 для создания пакера. После любых последующих операций клапан 106 управления может быть приведен в действие для обеспечения нисходящего потока жидкости через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы 46 для обратной промывки фильтра 52 и удаления пакера 68. Как описано выше, это позволяет переместить компоновку 86 низа бурильной колонны в сле-5 012347 дующую необходимую область для последующих скважинных операций. Следует заметить, что компоновка 22 ствола скважины приспособлена для создания пакеров для применения в других применениях. Например, различные скважинные операции, иные, чем описаны выше, могут получить преимущества от простой методологии с возможностью повторения для формирования пакеров по месту. Соответственно, хотя только несколько вариантов осуществления настоящего изобретения были подробно описаны выше, обычные специалисты в области техники с готовностью оценят, что возможны многие модификации без значительного удаления от настоящего описания. Соответственно, такие модификации направлены на то, чтобы быть включенными в объем настоящего изобретения, как ограничено в формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ создания пакера в стволе скважины, содержащий следующие стадии: развертывание фильтра в стволе скважины с помощью насосно-компрессорной трубы; введение суспензии из жидкости и твердых частиц от устьевого оборудования вниз к фильтру через кольцевое пространство, окружающее, по меньшей мере, насосно-компрессорную трубу; образование пакера с помощью пропускания жидкости через фильтр, по существу, при блокировке перемещения твердых частиц через фильтр. 2. Способ по п.1, дополнительно содержащий размещение штуцера снизу от фильтра. 3. Способ по п.1, в котором образование пакера включает использование типа пакера с уплотняющими манжетами для содействия пропускания жидкости через фильтр. 4. Способ по п.1, дополнительно содержащий обратную промывку через фильтр для очистки пакера. 5. Способ по п.1, дополнительно содержащий направление жидкости, проходящей через фильтр,вниз в ствол скважины. 6. Способ по п.1, дополнительно содержащий направление жидкости, проходящей через фильтр,вверх через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы. 7. Способ по п.1, дополнительно содержащий удаление фильтра посредством вытягивания насоснокомпрессорной трубы. 8. Способ по п.1, дополнительно содержащий удаление фильтра посредством обратной промывки через фильтр и вытягивание насосно-компрессорной трубы. 9. Способ по п.1, дополнительно содержащий формирование перфорации при образовании пакера. 10. Способ по п.1, дополнительно содержащий формирование перфорации с помощью абразивноструйного перфорирования. 11. Способ по п.10, дополнительно содержащий определение размера фильтра для пропускания частиц абразивной струи и задерживания твердых частиц для формирования пакера. 12. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение размера фильтра для обеспечения его забивки частицами абразивной струи при абразивно-струйном перфорировании. 13. Способ по п.1, дополнительно содержащий формирование перфорации посредством кумулятивного перфорирования. 14. Способ по п.1, дополнительно содержащий управление потоком через фильтр посредством клапана управления. 15. Способ по п.1, в котором развертывание экрана осуществляется посредством гибкой насоснокомпрессорной трубы. 16. Способ по п.1, дополнительно содержащий последовательную обработку скважины и удаление пакера. 17. Способ по п.16, дополнительно содержащий повторение образования пакера, обработку скважины и удаление пакера в другом месте в стволе скважины без удаления фильтра из ствола скважины. 18. Способ по п.16, дополнительно содержащий формирование перфорации перед образованием пакера. 19. Способ по п.1, в котором образование пакера осуществляется растворимыми в кислоте твердыми частицами. 20. Способ по п.1, в котором образование пакера осуществляется растворимыми в щелочи твердыми частицами. 21. Способ по п.1, в котором образование пакера осуществляется растворимыми в органическом растворителе твердыми частицами. 22. Способ по п.1, в котором твердые частицы являются, по существу, слоистыми. 23. Способ по п.1, дополнительно содержащий использование компьютерной системы для осуществления мониторинга условий в скважине перед образованием пакера. 24. Способ по п.1, в котором развертывание фильтра осуществляют внутри удаленного фильтра, так что кольцевое пространство проходит между фильтром и удаленным фильтром. 25. Способ по п.1, дополнительно содержащий управление потоком через фильтр посредством кла-6 012347 пана управления. 26. Способ создания пакера в стволе скважины, содержащий следующие стадии: доставка суспензии из жидкости и твердых частиц в устройство дегидратации, помещенное в скважине через единственный путь подачи потока; осаждение твердых частиц на внешней стороне устройства дегидратации для образования пакера; удаление жидкости по единственному пути удаления потока; проведение технологических процессов, связанных со скважиной; перемещение устройства дегидратации на другое место в стволе скважины без удаления устройства дегидратации из ствола скважины; повторение процесса образования пакера и проведения технологических процессов, связанных со скважиной. 27. Способ по п.26, в котором устройство дегидратации выполнено в виде фильтра. 28. Способ по п.27, который дополнительно содержит расположение единственного пути подачи потока вдоль кольцевого пространства, окружающего по меньшей мере одну насосно-компрессорную трубу. 29. Способ по п.28, который дополнительно содержит прокладку пути удаления потока через внутреннее пространство насосно-компрессорной трубы. 30. Способ по п.28, который дополнительно содержит прокладку пути удаления потока в место дополнительно на забой скважины. 31. Способ по п.27, который дополнительно содержит удаление пакера обратной промывкой жидкости сквозь фильтр. 32. Способ по п.6, в котором при проведении технологических процессов, связанных со скважиной,осуществляют обработку скважины. 33. Способ по п.26, который дополнительно содержит формирование перфорации перед каждой стадией образования пакера. 34. Способ создания пакера в стволе скважины, содержащий следующие стадии: развертывание компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины, проходящем от верхней поверхности; введение суспензии из жидкости и твердых частиц с верхней поверхности через кольцевое пространство, окружающее компоновку ствола скважины, к необходимому месту в стволе скважины; дегидратация суспензии в необходимом месте. 35. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит создание перепада давления. 36. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит создание перепада давления на множестве кольцевых отверстий. 37. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит создание перепада давления на ограничителе потока вдоль кольцевого пространства, примыкающего к необходимому месту. 38. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит создание пакера для изоляции зоны открытого ствола. 39. Способ по п.34, в котором дегидратация суспензии содержит дегидратацию суспензии во множестве необходимых мест, размещенных во множестве слоев для последующего образования множества пакеров. 40. Способ по п.39, дополнительно содержащий формирование перфорации вдоль стенки ствола скважины перед образованием каждого пакера из множества пакеров. 41. Система для создания пакера в стволе скважины, содержащая скважинную компоновку, развернутую в стволе скважины и создающую кольцевое пространство вдоль своей внешней поверхности, которое является первым путем потока от места на поверхности к месту в скважине, причем скважинная компоновка также определяет второй путь потока вдоль своего внутреннего пространства и содержит устройство дегидратации, способное создать пакер при направлении суспензии твердых частиц и жидкости по первому пути потока так, что жидкость перемещается сквозь устройство дегидратации к второму пути потока при одновременном осаждении твердых частиц для формирования пакера. 42. Система по п.41, в которой скважинная компоновка содержит насосно-компрессорную трубу для поддержания устройства дегидратации. 43. Система по п.41, в которой скважинная компоновка содержит перфоратор. 44. Система по п.41, в которой второй путь потока направляет жидкость вниз по скважине. 45. Система по п.42, в которой второй путь потока направляет жидкость вверх по внутреннему пространству насосно-компрессорной трубы. 46. Система по п.41, в которой скважинная компоновка содержит штуцер. 47. Система по п.41, в которой устройство дегидратации содержит фильтр. 48. Система по п.41, в которой устройство дегидратации содержит фильтр и скважинная компоновка содержит клапан управления для регулирования потока жидкости через фильтр. 49. Система по п.41, в которой скважинная компоновка содержит телескопическоезвено для облегчения удаления устройства дегидратации из скважины.
МПК / Метки
МПК: E21B 33/12
Метки: скважины, система, способ, пакеров, создания, стволе
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-12347-sistema-i-sposob-sozdaniya-pakerov-v-stvole-skvazhiny.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система и способ создания пакеров в стволе скважины</a>