Гидравлический разрыв пласта с использованием телескопического элемента и герметизацией кольцевого пространства

Номер патента: 21471

Опубликовано: 30.06.2015

Авторы: Ричард Беннетт М., Сюй Ян

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ проведения гидравлического разрыва пласта, в котором

спускают в скважину колонну для заканчивания, содержащую в стенке ряд каналов, сообщающихся с открытым стволом скважины;

располагают в подлежащей обработке зоне кольцевого пространства вокруг упомянутой колонны, по меньшей мере, некоторые из упомянутых каналов, которые входят в контакт с пластом, оставляя это кольцевое пространство в значительной степени открытым относительно пласта;

подают по меньшей мере через один из упомянутых каналов жидкость под давлением для проведения гидравлического разрыва пласта, причем для герметизации упомянутого кольцевого пространства до или после этой подачи используют по меньшей мере один уплотнительный элемент, расширяющийся вокруг колонны для заканчивания, причем уплотнительный элемент расположен на колонне для заканчивания, когда ее продвигают в открытый ствол скважины.

2. Способ по п.1, в котором расширяют упомянутый уплотнительный элемент при достижении в открытом стволе положения, требуемого для герметизации.

3. Способ по п.2, в котором расширяют уплотнительный элемент посредством воздействия на него скважинных флюидов в открытом стволе.

4. Способ по п.3, в котором для расширения уплотнительного элемента используют температуру скважинных флюидов или тепла, создаваемого в открытом стволе искусственным образом.

5. Способ по п.2, в котором используют в качестве материала для уплотнительного элемента резину или полимер с памятью формы.

6. Способ по п.2, в котором используют колонну для заканчивания, содержащую несколько уплотнительных элементов, расположенных друг от друга на определенном расстоянии, определяющем расположение упомянутых каналов в стенке, контактирующих с пластом, причем существенная герметизация кольцевого пространства вокруг каналов обеспечивается за счет разбухания уплотнительных элементов.

7. Способ по п.1, в котором осуществляют селективный доступ изнутри упомянутой колонны по меньшей мере к одному из каналов с целью закрытия.

8. Способ по п.7, в котором используют клапанный элемент для осуществления упомянутого селективного доступа с целью закрытия.

9. Способ по п.1, в котором достижение контакта каналов с пластом обеспечивают за счет удлинения или смещения этих каналов.

10. Способ по п.9, в котором формируют каналы из телескопических элементов с возможностью относительного смещения.

11. Способ по п.10, в котором блокируют каналы изнутри на начальном этапе и создают давление в блокированных каналах для относительного смещения телескопических элементов.

12. Способ по пп.9-11, в котором осуществляют механическое или гидравлическое выдвигание или смещение каналов до достижения плотного контакта с пластом.

13. Способ по п.1, в котором обеспечивают расширение колонны для сокращения расстояния, перекрываемого каналами для достижения контакта с пластом.

14. Способ по п.13, в котором используют расширяющийся конус для расширения колонны.

15. Способ по п.13, в котором выдвигание или смещение каналов обеспечивают за счет расширения колонны.

16. Способ по п.11, в котором устраняют блокировку каналов после их выдвигания до достижения контакта с пластом.

17. Способ по п.16, в котором обеспечивают растворение или удаление блокирующих элементов посредством скважинного флюида.

18. Способ по п.8, в котором используют несколько расположенных на определенном расстоянии друг от друга скользящих муфт в качестве упомянутых клапанных элементов для селективного открытия или изоляции нескольких каналов, связанных с каждой скользящей муфтой.

19. Способ по п.18, в котором осуществляют последовательное выполнение гидравлического разрыва пласта через несколько каналов, связанных по меньшей мере с двумя скользящими муфтами, селективно и последовательно открываемыми таким образом, что различные группы каналов, связанные с различными скользящими муфтами, можно использовать для гидравлического разрыва пласта в любом требуемом порядке.

20. Способ по п.13, в котором выдвигание или смещение каналов производят независимо от расширения колонны.

21. Способ по п.20, в котором расширение колонны производят после полного выдвигания или смещения каналов.

22. Способ по п.1, в котором перекрытие кольцевого пространства всеми каналами осуществляют путем их выдвигания или смещения приблизительно за одно и то же время.

23. Способ по п.18, в котором удержание в открытом состоянии только одной скользящей муфты производят при подаче жидкости под давлением в каналы, связанные с этой открытой скользящей муфтой.

24. Способ по п.23, в котором

закрывают открытую скользящую муфту и открывают другую скользящую муфту, расположенную в стволе скважины выше закрытой скользящей муфты; и

осуществляют последовательное закрытие и открытие муфт в направлении устья скважины в процессе подачи жидкости под давлением через все каналы.

25. Способ по п.23, в котором

закрывают открытую скользящую муфту и открывают другую скользящую муфту, расположенную в стволе скважины ниже закрытой скользящей муфты; и

осуществляют последовательное закрытие и открытие муфт в направлении забоя скважины в процессе подачи жидкости под давлением через все каналы.

26. Способ по п.23, в котором открывают все скользящие муфты и осуществляют добычу через каналы.

27. Способ по п.1, в котором располагают передние концы каналов в плотном контакте с пластом.

28. Способ по п.27, в котором проникновение в пласт производят передними концами каналов.

29. Способ по п.28, в котором передние концы каналов выполнены острыми или твердыми для облегчения упомянутого проникновения.

30. Способ по п.8, в котором достижение контакта каналов с пластом обеспечивают за счет удлинения или смещения этих каналов с помощью клапанного элемента.

31. Способ по п.9, в котором выдвигание или смещение каналов в пласт обеспечивают за счет вхождения каналов в зацепление с выдвижным элементом на второй колонне, спускаемой в упомянутую колонну для заканчивания.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ ПЛАСТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА И ГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ КОЛЬЦЕВОГО ПРОСТРАНСТВА Изобретение относится к операции гидравлического разрыва пласта (ГРП), выполняемой в открытом стволе скважины. Кольцевое пространство перекрывается телескопическими элементами, располагающимися за изолирующими клапанами. Данная группа телескопических элементов может быть неизолированной, а телескопические элементы выдвигаются, перекрывая кольцевое пространство и входя в плотный контакт с пластом. Жидкость для ГРП закачивается под давлением через каналы в телескопических элементах, в результате чего происходит гидравлический разрыв одного из участков требуемого пласта. В соответствующем пласте не требуется цементирование для поддержания целостности скважины. В пластах, требующих герметизации кольцевого пространства, колонна в предпочтительном варианте осуществления может быть снабжена снаружи материалом, увеличивающимся в размерах и герметизирующим кольцевое пространство, чем заменяется традиционная операция цементирования. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к проведению гидравлического разрыва пласта, более конкретно,к способу проведения гидравлического разрыва пласта в открытом стволе скважины без внешних устройств для изоляции зон и, более конкретно, с возможностью герметизации кольцевого пространства без выполнения традиционных работ по цементированию. Уровень техники Для проведения гидравлического разрыва продуктивного пласта в процессе заканчивания скважины обычно используют два способа. На фиг. 1 показан ствол скважины 10 с обсадной колонной 12, зафиксированной цементом 14 в окружающем кольцевом пространстве 16. Это обычно осуществляют с помощью цементировочного башмака (не показан) на нижнем конце обсадной колонны 12. Если запланировано дальнейшее бурение, то во многих случаях этот башмак разбуривают и продолжают проходку. После завершения цементирования колонны 12 и застывания цемента 14 спускают перфоратор (не показан) и осуществляют простреливание для получения перфорационных отверстий 18, через которые затем выполняют гидравлический разрыв пласта (ГРП) посредством флюида, подаваемого с поверхности, после чего устанавливают пакер или мостовую пробку 20 для изоляции участка с перфорационными отверстиями 18. Затем этот процесс повторяют, т.е. осуществляют перфорирование, ГРП и установку другого пакера или мостовой пробки над недавно выполненными перфорационными отверстиями, через которые производится ГРП. В результате этих работ, выполняемых в скважине 10 в направлении от забоя 36 к устью 38, образуется последовательность чередующихся перфорационных отверстий и пакеров/мостовых пробок 22, 24, 26, 28, 30, 32 и 34. Данная схема может быть изменена посредством исключения перфорирования и ввода в стенку обсадной колонны телескопических элементов, которые можно селективно выдвигать сквозь цемент до его застывания с целью создания каналов, ведущих в пласт и перекрывающих зацементированное кольцевое пространство. Использование выдвижных элементов для замены процесса перфорирования описано в патенте US 4475729. По завершении выдвигания этих элементов осуществляется цементирование кольцевого пространства, и в выдвинутых элементах открываются каналы, снабженные фильтрами, так что в данном конкретном примере можно использовать закачку в скважину. Поскольку при использовании выдвижных элементов перфорирование исключается, затраты на работы по цементированию и использование буровой установки могут быть весьма значительными, а на некоторых буровых площадках к ним могут добавляться затраты, связанные со сложностью логистических операций на данном участке. Последующие разработки включают использование внешних пакеров (таких как пакеры 40, 42, 44,46 и 48 на фиг. 2), приводимых в рабочее состояние посредством их разбухания в скважинных флюидах или иным способом на наружной стороне колонны 49 с целью разобщения зон 50, 52, 54 и 56, в которых имеются клапаны, представляющие собой, как правило, скользящие муфты (соответственно 58, 60, 62 и 64). Колонна 49 подвешена в обсадной колонне 66 и имеет заглушку на своем нижнем конце 67. С помощью различных известных устройств, предназначенных для смещения муфт, можно открывать их в любом требуемом порядке с изоляцией кольцевых пространств 68, 70, 72 и 74 между двумя пакерами, благодаря чему в кольцевое пространство и непосредственно в окружающий пласт может поступать под давлением жидкость для ГРП. Этот способ ГРП включает соответствующее размещение пакеров при свинчивании колонны, обусловливающее задержку их разбухания для разобщения зон. Кроме того, существует потенциальная неопределенность в том, достигнута ли герметизация у всех пакеров и поступает ли жидкость для ГРП в требуемую зону под тем же давлением, с которым она подается в колонну 49 на поверхности. Некоторые примеры разбухающих пакеров описаны в патентах US 7441596, 7392841 и 7387158. В некоторых конструкциях телескопические элементы объединены с окружающими оболочками из разбухающего материала для обеспечения лучшего уплотнения выдвинутых концов этих элементов в пласте, тогда как остальная часть кольцевого пространства, прилегающего к пласту в данной зоне, остается открытой. Примеры таких конструкций приведены в патентах US 7387165 и 7422058. В патентной заявке 2008/0121390 представлены спиральные выступы, которые могут разбухать и/или выдвигаться в стволе скважины, контактируя со стенками последнего и оставляя каналы для подачи цемента. В настоящем изобретении предлагается способ, обеспечивающий точную доставку жидкости для ГРП под приложенным давлением в нужный пласт и одновременно с этим позволяющий обойтись без дорогостоящих процедур цементирования и установки заколонных пакеров в тех случаях, когда характеристики пласта обеспечивают сохранение целостности скважины. Благодаря каналам, обеспечиваемым выдвижными элементами, в пласте создается то же давление, что и в колонне. Данная группа каналов соединяется с изолирующим устройством, так что в любой заданный момент времени осуществляется селективное открытие только требуемой группы (или требуемых групп) каналов, посредством которой должен выполняться ГРП. Жидкость для ГРП поступает под приложенным давлением по каналам в выдвижных элементах непосредственно в пласт, минуя кольцевое пространство между этими элементами. Помимо этого, на наружной поверхности колонны может быть предусмотрено покрытие из разбухающего материала, например резины, или из полимера с памятью формы, который может заполнять кольцевое пространство, чем заменяются традиционные и дорогостоящие работы по цементированию. Эти и другие отличительные признаки настоящего изобретения будут более понятны специалистам в данной области из описания предпочтительного варианта его осуществления и приложенных чертежей (фиг. 3-10). При этом следует иметь в виду, что полный объем настоящего изобретения определяется текстом и эквивалентным объемом приложенной формулы изобретения. Сущность изобретения Операция ГРП выполняется в открытом стволе. Кольцевое пространство перекрывается телескопическими элементами, располагающимися за изолирующими клапанами. Данная группа телескопических элементов может быть неизолированной, а телескопические элементы выдвигаются, перекрывая кольцевое пространство и входя в плотный контакт с пластом. Жидкость для ГРП закачивается под давлением через каналы в телескопических элементах, в результате чего происходит гидравлический разрыв одного из участков требуемого пласта. В соответствующем пласте не требуется цементирование для поддержания целостности скважины. Телескопические элементы могут дополнительно содержать экраны. Как правило, пласт имеет такие характеристики, что установка гравийных фильтров не требуется. В колонну с телескопическими устройствами может быть вставлена эксплуатационная колонна, и добыча из требуемого участка продуктивного пласта может осуществляться через селективно открываемые телескопические элементы. В пластах, требующих герметизации кольцевого пространства, колонна в предпочтительном варианте осуществления может быть снабжена снаружи материалом, увеличивающимся в размерах и герметизирующим кольцевое пространство, чем заменяется традиционная операция цементирования. Краткое описание чертежей На чертежах представлено: фиг. 1 - известная система, включающая цементирование обсадной колонны и последовательно осуществляемые перфорирование и установку внутренних пакеров или мостовых пробок для разобщения зон по мере их перфорирования и выполнения ГРП; фиг. 2 - другая известная система, в которой используются внешние разбухающие пакеры, размещаемые в кольцевом пространстве для разобщения зон, доступ к которым возможен через клапаны скользящие муфты; фиг. 3 - иллюстрация способа согласно настоящему изобретению, в котором используются каналы в элементах, выдвигающихся в пласт, к которым обеспечивается селективный доступ посредством клапана, так что ГРП может быть выполнен непосредственно из колонны, минуя кольцевое пространство в открытом стволе; фиг. 4 - подробное изображение телескопического элемента с каналом, находящегося в выдвинутом положении; фиг. 5 а и 5 б - телескопический элемент, выдвинутый посредством скользящей муфты и одновременно открытый для доступа к пласту; фиг. 6 а и 6 б - спускаемая колонна с выдвижными устройствами, обеспечивающими выдвигание телескопических элементов с каналами в пласт; фиг. 7 - пример осуществления, иллюстрирующий установку в требуемое положение узла с уплотнением между телескопическими элементами, обеспечивающего герметизацию кольцевого пространства вместо цементирования; фиг. 8 - пример осуществления, представленный на фиг. 7, с герметизированным кольцевым пространством; фиг. 9 - пример осуществления, представленный на фиг. 8, с одним телескопическим узлом, находящимся в выдвинутом положении; фиг. 10 - пример осуществления, представленный на фиг. 9, со всеми телескопическими узлами, находящимися в выдвинутом положении. Подробное описание осуществления изобретения На фиг. 3 представлен один из вариантов осуществления настоящего изобретения, в котором пласт имеет характеристики, не требующие обязательной герметизации кольцевого пространства между узлами 108. Предпочтительный вариант с герметизацией кольцевого пространства показан на фиг. 7-10. На фиг. 3 показан открытый ствол 100 скважины, расположенный ниже обсадной колонны 102. Хвостовик 104 подвешен в обсадной колонне 102 с помощью подвески 106. Узлы 108 для выполнения ГРП являются типичными, и специалистам в данной области будет ясно, что может быть использовано любое число таких узлов, которые в основном являются схожими, но могут иметь отличия, обеспечивающие их активацию в требуемой последовательности, как это описано ниже. Как показано на фиг. 4,каждый узел 108 имеет запорное устройство, которое в предпочтительном варианте представляет собой скользящую муфту 110, которая в одном из вариантов осуществления может приводиться в действие шаром 114, размещающимся в гнезде 112. В одном варианте осуществления гнезда и размещающиеся в них шары имеют различные размеры, и муфты могут закрываться в последовательности снизу вверх, при этом вначале происходит попадание малых шаров в малые гнезда на нижних узлах 108, а затем в различные гнезда постепенно попадают более крупные шары, обеспечивая закрытие клапана 110. Группа телескопических элементов 116, селективно закрываемых клапаном 110, может включать любое число этих элементов, необходимое для конкретного применения с прогнозируемым дебитом при проведении гидравлического разрыва пласта с последующей добычей. На фиг. 3 телескопические узлы 116 показаны во втянутом, а телескопические узлы 116' - в выдвинутом положении относительно стенки ствола 100 скважины. В предпочтительном варианте осуществления все телескопические узлы 116 вначале блокируются пробкой 118, так что давление внутри хвостовика 104 вызывает телескопическое выдвигание элементов (например, 120 и 122) в каждом узле. При этом требуется относительное смещение многих сегментов, зависящее от ширины кольцевого зазора, который необходимо пересечь для достижения передними концами 124 пласта, так чтобы подаваемая под давлением жидкость для ГРП попадала непосредственно в пласт, а не в открытое кольцевое пространство 126. Пробки 118 предусмотрены для обеспечения выдвигания всех узлов 116 в результате открытия клапанов 110 на каждом из них и воздействия давления, созданного внутри хвостовика 104. После выдвигания всех телескопических узлов пробки 118 в каждом из них могут быть удалены. Это можно сделать различными способами, но одним из них является использование исчезающих пробок, например пробок из сплава алюминия, растворяющегося в закачиваемой жидкости. В каждом или в некоторых из узлов может быть предусмотрен экранирующий материал 128, расположенный в сквозном канале, образующемся после выдвигания и удаления пробки 118. Клапан 110, связанный с каждым телескопическим узлом 116, может также приводиться в действие(в любом порядке) посредством сдвигающего устройства. Каждый клапан может иметь уникальный профиль, входящий в зацепление со сдвигающим устройством при одной спускоподъемной операции или при различных спускоподъемных операциях, что облегчает выполнение ГРП посредством одного клапана 110 и связанного с ним и готового к операции ГРП телескопического узла 116 или посредством более чем одного клапана 110 и телескопического узла 116. В качестве альтернативы для закрытия клапана 110 можно использовать шарнирно-сочлененные гнезда для шаров, принимающие шар данного диаметра и обеспечивающие срабатывание клапана 110 и переход шара после перемещения гнезда, в результате которого в другом клапане 110 формируется другое гнездо для приема другого объекта того же диаметра, что и первый упавший объект, и срабатывает уже другой клапан 110. Для приведения в действие более чем одного клапана в ходе одного спуска в скважину можно использовать другие способы. Например, можно спустить и активировать шарнирносочлененное сдвигающее устройство, которое при спуске в скважину или подъеме из нее будет открывать или закрывать один клапан или более. Действие этого устройства основано на наличии у каждого клапана (в предпочтительном варианте представляющего собой скользящую муфту) уникального профиля, входящего в зацепление, или на использовании общих сдвигающих профилей, когда при известном положении каждого клапана сдвигающее устройство активируется до достижения конкретного клапана,где требуется осуществить смещение. В альтернативном варианте могут быть использованы наборы разрывных мембран, разрывающихся при различных номинальных значениях давления и обеспечивающих открытие, при заданном давлении,определенных каналов телескопических элементов в определенной последовательности. Тем не менее,после разрыва такой мембраны и открытия каналов какой-либо группы телескопических элементов для прохождения потока эти каналы уже не могут быть снова закрыты в случае разрыва другого набора мембран для достижения другой зоны. Скользящие муфты обеспечивают возможность подачи всего объема жидкости для ГРП под соответствующим давлением в предварительно определенную группу каналов,тогда как использование разрывных мембран сопряжено с меньшей эксплуатационной гибкостью в случаях, когда ГРП необходимо выполнить в отдельных изолированных зонах. Описанный выше способ, соответствующий настоящему изобретению, позволяет выполнить ГРП в открытом стволе скважины, направляя жидкость для ГРП в пласт без необходимости использования барьеров в кольцевом пространстве, и ГРП в нужном пласте можно осуществить без цементирования хвостовика. Эта методика в сочетании с клапанами, установленными на большинстве телескопических узлов или на всех этих узлах, обеспечивает выполнение ГРП точно в требуемых местах и в требуемом порядке. После проведения ГРП некоторые или все клапаны могут быть закрыты либо для закрытия скважины на всем протяжении участков выполнения ГРП, либо для селективного открытия одного или более участков для осуществления добычи через хвостовик и эксплуатационную колонну (не показана). Описанный выше способ экономит средства, затрачиваемые на цементирование и создание барьеров в кольцевом пространстве, и позволяет свести весь процесс непосредственно к выполнению ГРП, что занимает меньше времени, чем в случае применения известных способов, например, описанных выше и представленных на фиг. 1 и 2. Хотя в настоящем описании телескопические узлы представлены в качестве предпочтительного варианта осуществления, можно предусмотреть и другие конструкции, позволяющие эффективно перекрыть окружающее кольцевое пространство таким образом, чтобы контакт жидкости для ГРП с пластом достигался в условиях передачи давления с малыми потерями или низкого поглощения жидкости в окружающем кольцевом пространстве. Специалистам в данной области будет ясно, что описанный выше способ сфокусирован на пластах хорошо сцементированных пород, где обрушение стенок скважины не является важным фактором. В других применениях, описанных ниже, отличительной особенностью ком-3 021471 поновки низа бурильной колонны является использование разбухающего материала или полимера с памятью формы для заполнения окружающего кольцевого пространства 126, описанного выше и остающегося открытым в приведенном выше варианте осуществления. В качестве одной из альтернатив гидравлическому выдвиганию узлов 116 может быть использовано механическое выдвигание. Показанные на фиг. 5 телескопические узлы 130 находятся в положении втягивания в обсадную колонну и при установке не выступают за пределы ее наружного диаметра 132. При смещении скользящей муфты 134 (фиг. 5 а), например при попадании шара 140 в гнездо 138 (фиг. 5 б),сужающийся конец 136 скользящей муфты 134 механически воздействует на телескопические узлы 130,что приводит к выдвиганию последних до контакта с пластом в месте, обозначенном через 131. Хотя использование скользящей муфты является предпочтительным, для механического выдвигания телескопических узлов можно использовать любые механические устройства. Одним из примеров, показанных на фиг. 6 а и 6 б, является использование спускаемой колонны 142 с выдвижными толкателями 144, выталкивающими телескопические узлы наружу Выдвигание толкателей может осуществляться под действием внутреннего давления или иным способом. В этом случае дополнительно требуется устройство закрытия. Другой альтернативой выталкиванию телескопических узлов 116 под действием давления для достижения ими окружающего пласта является расширение хвостовика. В этом случае можно использовать телескопические узлы в сочетании с расширением труб. Расширение хвостовика может осуществляться посредством расширяющего конуса, продвижение которого вызывает выталкивание этих узлов, которые при спуске хвостовика 104 в скважину могут располагаться внутри него. В альтернативном варианте расширение может осуществляться под действием давления, в результате чего происходит не только расширение хвостовика, но и выдвигание узлов 116. Возможен вариант осуществления, в котором передние концы крайних телескопических сегментов выполняются твердыми и острыми, например снабжаются карбидными или алмазными вставками, что способствует как проникновению в породу пласта, так и уплотнению в ней. Переднему концу может быть придана зазубренная или иная форма, облегчающая проникновение в породу. Фиг. 7 является идентичной фиг. 3, но с одним существенным отличием. Здесь также имеется несколько расположенных на определенном расстоянии друг от друга узлов 108 для выполнения ГРП, содержащих клапаны 110 и телескопические узлы 116. На фиг. 7-10 показаны уплотнительные элементы 200, имеющие небольшие размеры при спуске в скважину (фиг. 7) и увеличивающиеся в размерах в стволе скважины 202 вплоть до его герметизации. Кольцевое пространство 126 (фиг. 7) на фиг. 8 показано закрытым вследствие увеличения уплотнительных элементов в размерах, в предпочтительном варианте в результате разбухания. Уплотнительные элементы 200 могут разбухать в скважинных флюидах, например в углеводородах, если они изготовлены, например, из резины. Они могут также включать покрытие, задерживающее разбухание и обеспечивающее время, необходимое для установки узла в требуемое положение в скважине. Это покрытие может, например, растворяться в скважинных флюидах. Уплотнительные элементы 200 могут быть также выполнены из полимера с памятью формы, который разбухает в присутствии скважинных флюидов или при нагреве каким-либо искусственным нагревателем либо в результате какой-либо химической реакции, протекающей, например, экзотермическим образом (все перечисленное схематически обозначено стрелкой 204), вследствие чего происходит герметизация кольцевого пространства 126. Таким путем можно исключить очень дорогие работы по цементированию. В пластах, где помимо проведения операций ГРП из узлов 108 желательно выполнение герметизации кольцевого пространства, использование элементов 200 представляет собой экономичный вариант, исключающий затраты и логистические проблемы, связанные с работами по цементированию. Это обстоятельство является особенно важным для морских скважин, где логистика, связанная с цементированием, является гораздо более сложной и, следовательно, дорогостоящей. На фиг. 9 показан один набор телескопических элементов 116, выдвигающийся на начальном этапе ГРП описанным выше образом, тогда как на фиг. 10 показаны все телескопические узлы 116, находящиеся в выдвинутом положении, и кольцевое пространство 126, герметизированное элементами 200 с разрывами вокруг выдвинутых телескопических узлов 116. Приведенное выше описание предпочтительного варианта осуществления является иллюстративным, и специалистами в данной области могут быть выполнены многие изменения в рамках объема настоящего изобретения, определяемого текстом и эквивалентным объемом приложенной формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ проведения гидравлического разрыва пласта,в котором спускают в скважину колонну для заканчивания, содержащую в стенке ряд каналов, сообщающихся с открытым стволом скважины; располагают в подлежащей обработке зоне кольцевого пространства вокруг упомянутой колонны,по меньшей мере, некоторые из упомянутых каналов, которые входят в контакт с пластом, оставляя это кольцевое пространство в значительной степени открытым относительно пласта; подают по меньшей мере через один из упомянутых каналов жидкость под давлением для проведения гидравлического разрыва пласта, причем для герметизации упомянутого кольцевого пространства до или после этой подачи используют по меньшей мере один уплотнительный элемент, расширяющийся вокруг колонны для заканчивания, причем уплотнительный элемент расположен на колонне для заканчивания, когда ее продвигают в открытый ствол скважины. 2. Способ по п.1, в котором расширяют упомянутый уплотнительный элемент при достижении в открытом стволе положения, требуемого для герметизации. 3. Способ по п.2, в котором расширяют уплотнительный элемент посредством воздействия на него скважинных флюидов в открытом стволе. 4. Способ по п.3, в котором для расширения уплотнительного элемента используют температуру скважинных флюидов или тепла, создаваемого в открытом стволе искусственным образом. 5. Способ по п.2, в котором используют в качестве материала для уплотнительного элемента резину или полимер с памятью формы. 6. Способ по п.2, в котором используют колонну для заканчивания, содержащую несколько уплотнительных элементов, расположенных друг от друга на определенном расстоянии, определяющем расположение упомянутых каналов в стенке, контактирующих с пластом, причем существенная герметизация кольцевого пространства вокруг каналов обеспечивается за счет разбухания уплотнительных элементов. 7. Способ по п.1, в котором осуществляют селективный доступ изнутри упомянутой колонны по меньшей мере к одному из каналов с целью закрытия. 8. Способ по п.7, в котором используют клапанный элемент для осуществления упомянутого селективного доступа с целью закрытия. 9. Способ по п.1, в котором достижение контакта каналов с пластом обеспечивают за счет удлинения или смещения этих каналов. 10. Способ по п.9, в котором формируют каналы из телескопических элементов с возможностью относительного смещения. 11. Способ по п.10, в котором блокируют каналы изнутри на начальном этапе и создают давление в блокированных каналах для относительного смещения телескопических элементов. 12. Способ по пп.9-11, в котором осуществляют механическое или гидравлическое выдвигание или смещение каналов до достижения плотного контакта с пластом. 13. Способ по п.1, в котором обеспечивают расширение колонны для сокращения расстояния, перекрываемого каналами для достижения контакта с пластом. 14. Способ по п.13, в котором используют расширяющийся конус для расширения колонны. 15. Способ по п.13, в котором выдвигание или смещение каналов обеспечивают за счет расширения колонны. 16. Способ по п.11, в котором устраняют блокировку каналов после их выдвигания до достижения контакта с пластом. 17. Способ по п.16, в котором обеспечивают растворение или удаление блокирующих элементов посредством скважинного флюида. 18. Способ по п.8, в котором используют несколько расположенных на определенном расстоянии друг от друга скользящих муфт в качестве упомянутых клапанных элементов для селективного открытия или изоляции нескольких каналов, связанных с каждой скользящей муфтой. 19. Способ по п.18, в котором осуществляют последовательное выполнение гидравлического разрыва пласта через несколько каналов, связанных по меньшей мере с двумя скользящими муфтами, селективно и последовательно открываемыми таким образом, что различные группы каналов, связанные с различными скользящими муфтами, можно использовать для гидравлического разрыва пласта в любом требуемом порядке. 20. Способ по п.13, в котором выдвигание или смещение каналов производят независимо от расширения колонны. 21. Способ по п.20, в котором расширение колонны производят после полного выдвигания или смещения каналов. 22. Способ по п.1, в котором перекрытие кольцевого пространства всеми каналами осуществляют путем их выдвигания или смещения приблизительно за одно и то же время. 23. Способ по п.18, в котором удержание в открытом состоянии только одной скользящей муфты производят при подаче жидкости под давлением в каналы, связанные с этой открытой скользящей муфтой. 24. Способ по п.23, в котором закрывают открытую скользящую муфту и открывают другую скользящую муфту, расположенную в стволе скважины выше закрытой скользящей муфты; и осуществляют последовательное закрытие и открытие муфт в направлении устья скважины в процессе подачи жидкости под давлением через все каналы. 25. Способ по п.23, в котором закрывают открытую скользящую муфту и открывают другую скользящую муфту, расположенную в стволе скважины ниже закрытой скользящей муфты; и осуществляют последовательное закрытие и открытие муфт в направлении забоя скважины в процессе подачи жидкости под давлением через все каналы. 26. Способ по п.23, в котором открывают все скользящие муфты и осуществляют добычу через каналы. 27. Способ по п.1, в котором располагают передние концы каналов в плотном контакте с пластом. 28. Способ по п.27, в котором проникновение в пласт производят передними концами каналов. 29. Способ по п.28, в котором передние концы каналов выполнены острыми или твердыми для облегчения упомянутого проникновения. 30. Способ по п.8, в котором достижение контакта каналов с пластом обеспечивают за счет удлинения или смещения этих каналов с помощью клапанного элемента. 31. Способ по п.9, в котором выдвигание или смещение каналов в пласт обеспечивают за счет вхождения каналов в зацепление с выдвижным элементом на второй колонне, спускаемой в упомянутую колонну для заканчивания.

МПК / Метки

МПК: E21B 43/112, E21B 43/10, E21B 33/14

Метки: разрыв, пространства, кольцевого, элемента, пласта, гидравлический, телескопического, герметизацией, использованием

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-21471-gidravlicheskijj-razryv-plasta-s-ispolzovaniem-teleskopicheskogo-elementa-i-germetizaciejj-kolcevogo-prostranstva.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Гидравлический разрыв пласта с использованием телескопического элемента и герметизацией кольцевого пространства</a>

Похожие патенты