опыт
ГЛУБОКАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПЕРФОРАЦИЯ
Е.СТРУГОВЕЦ
Зпри вторичном вскрытии продуктивных пластов глубина формируемых перфорационных каналов является одним из наиболее важных показателей технологического процесса. Чем больше вскрытие, тем надежнее осуществляется сообщение пласта со скважиной.
Глубокое вскрытие (глубина каналов до 1 м и более) возможно при гидропескоструйной перфорации. Однако ускоренный износ гидравлической части дорогостоящего насосного оборудования от воздействия абразивных добавок (кварцевого песка) прокачиваемой жидкости и при-хватоопасность при сбоях работы насосных агрегатов препятствуют широкому внедрению этого способа вскрытия в практике строительства скважин.
Техника и технология гидравлической перфорации на базе буровых растворов без специально вводимых абразивных добавок решает указанные выше проблемы ускоренного износа и прихва-тоопасности. Но при этом способе вскрытия не удается значительно углубиться в продуктивный пласт, поскольку пробивная способность высоконапорной струи жидкости без абразива кратно меньше, чем соответствующий показатель струи с абразивом. Это положение усугубляется тем, что при точечной перфорации, на базе которой возможна перфорация обсадной колонны струей бурового раствора без абразива при давлениях, способных обеспечить применяемое оборудование, диаметр формируемых в колонне отверстий лишь незначительно (в 2—3 раза) больше диаметра струи. Как следствие этого колонна создает большое сопротивле-
ние для выхода отраженного потока жидкости в скважину при последующем формировании канала в цементном кольце и горной породе. Возникает стесненность для высоконапорной струи, которая, как известно из экспериментальных исследований, дополнительно в 2—4 раза уменьшает пробивную способность струи. Поэтому обеспечить глубокую перфорацию при использовании растворов без абразива
на базе существующего промыслового оборудования практически невозможно.
Анализ доминирующих факторов гидромониторного разрушения показывает, что, не повышая давления жидкости и не изменяя ее свойств, существенно увеличить пробивную способность струи возможно только за счет уменьшения влияния фактора стесненности струи от действия отраженного потока.
В настоящее время широко применяются труборезы, предназначенные
для вырезания участков обсадной колонны на любом интервале ствола скважины.
Проведение гидравлической перфорации продуктивного пласта после удаления труборезом участка обсадной колонны позволяет увеличить глубину каналов в 2—4 раза при сохранении неизменными прочих условий резки. Известен также технологический прием, когда за счет поэтапного формирования двух соседних каналов можно существенно увеличить глубину второго канала. Дело в том, что при большей глубине канала фактор стесненности струи сильно проявляется и при отсутствии участка обсадной колонны. Объясняется это тем, что диаметр перфорационных каналов немного (в 4—6 раз) больше диаметра струи и при большой глубине каналов сопротивление струе значительно.
На рисунке показана технология поэтапной перфорации, позволяющей ослабить влияние фактора стесненности. Как известно, по мере углубления канала скорость разрушения преграды интенсивно снижается. Поэтому за первые 20—30% от общего времени резки двух соседних каналов формируется первый канал почти предельной глубины. После этого режим прокачивания жидкости изменяется. Давление кратковременно снижается и восстанавливается вновь. От этих действий колонна деформируется и насадка занимает новое положение относительно ствола скважины вблизи первого канала. При формировании второго канала на определенной глубине отраженный поток прорывается
опыт
Ж
в первый. Сопротивление струе ослабевает и глубина второго канала возрастает почти вдвое по сравнению с первым.
Как известно, прочность пород, слагающих продуктивные пласты, сравнительно невелика. Для пород такой прочности за технологически приемлемое время резки (не более 1 часа) и при давлениях, которые обеспечивает применяемое оборудование (насосные агрегаты, трубы, вертлюги и т. п.), высоконапорные струи бурового раствора без абразива, истекающие из насадок площадью истечения не менее 0,5 см2, способны формировать каналы глубиной до 1 м и более при использовании изложенной выше поэтапной технологии вскрытия.
На основании теоретических и экспериментальных исследований выявлены оптимальные параметры, позволяющие на базе существующего отечественного оборудования реализовать глубокую гидравлическую перфорацию.
Для проведения перфорации используются различные гидромониторные насадки: круглые, квадратные, щелевые. Квадратные и щелевые насадки имеют меньший по сравнению с круглыми коэффициент расхода. Однако этот недостаток компенсируется тем, что они практически не забиваются твердыми частицами и окалиной, имеющимися в прокачиваемой жидкости, и поэтому не требуется установка фильтров в рабочий инструмент. В то же время к насадкам применяемым в перфораторах, предъявляются особые требования — их дальнобойность, которая существенно зависит от компактности струи. Поэтому при использовании щелевых насадок отношение длины щели к ее ширине не должно превышать определенного величины. Другое требование связано с ориентацией щели. Перфорационный канал должен максимальное время сохранять свою форму и не смыкаться от действия горного давления. Для достижения этой цели щель должна быть ориентирована вертикально.
Требования к рабочей жидкости для глубокой перфорации. В зависимости от типа коллектора применяются буровой раствор, обработанный гидрооробизирующими и ин-гибирующими присадками, или нефть-вода. В последнем случае скорость истечения струи из насадок следует увеличить на 5—10 м/с по сравнению с условиями перфорации раствором.
Раздельное выполнение фрезерования участка колонны и гидравличес-
кой перфорации требует двух спуско-подъемных операций рабочего инструмента. В этом и заключается очевидный недостаток технологии. Поэтому разработана конструкция перфоратора (схема показана на рисунке), позволяющая за один спуск-подъем инструмента производить фрезерование колонны и перфорацию.
Корпус перфоратора (1), оснащенный гидромониторными насадками (2), соединен с корпусом трубореза (4). Это устройство спускается в скважину на трубах. На заданной глубине включаются насосный агрегат и вращение колонны труб. Под действием прокачиваемой жидкости выдвижные режущие элементы (5) фрезеруют участок обсадной колонны (10) и частично разрушают цементный камень (11), оставшаяся часть которого удаляется высоконапорными струями, истекающими из насадок (2).
После завершения процесса фрезерования колонны с устья скважины через специальное устройство опера-
тивно сбрасывается шар (3), который садится на седло (12), отсекает поток жидкости от трубореза и направляет весь поток через насадку (2). Давление жидкости повышается и начинается процесс гидравлической перфорации по указанной поэтапной технологии формирования двух соседних каналов.
После завершения процесса перфорации сбрасывается шар (9), который садится на седло (7) и перекрывает отверстие в поршне (6). Давлением жидкости этот поршень перемещается вниз и открываются окна (8), через которые жидкость из колонны труб сливается в скважину при подъеме инструмента.
Гидравлическая перфорация является одним из методов вскрытия безударного действия, которые наиболее перспективны для месторождений с малой толщиной продуктивных пластов и перемычек и близколежащими водоносными пластами. Как известно, такие условия весьма типичны для многих месторождений.
Буровые и тампонажные растворы: материалы, приборы и оборудование, инженерное сопровождние
Поставляем весь ассортимент материалов и лабораторного оборудования для буровых и тампонажных растворов, буферных жидкостей и жидкостей глушения
Консультируем и обеспечиваем инженерное сопровождение
Более 20-летний опыт работы, высшая квалификация
поможем выбрать из реагентов наиболее эффективные в Ваших условиях организуем комплексную, срочную отгрузку для постоянных заказчиков достаточно одного звонка предложим рецептуры растворов поможем оснастить лабораторию наладим приборы, проведем обучение персонала
350063 Краснодар, ул. Кубанонабережная, 7, а/я. 4787 Тел./факс/автоответчик (8612) 75-98-58,52-56-69 E-mail: burserv@mail.ru, www.burenieservis.narod.ru
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.