Методы вторичного вскрытия пласта, их преимущества и недостатки

 

  Технология основывается на результатах комплекса теоретических и экспериментальных исследований разрушения горных пород струями и опыте гидроперфорации на базе буровых растворов без абразива.    

Сущность  технологии состоит в преодолении  фактора влияния стесненности струи  на ее пробивную способность. Для  этой цели гидромониторное разрушение осуществляется не через колонну, а  непосредственно в открытый ствол  скважины, после удаления участка  колонны труборезом. Это позволяет  увеличить глубину канала в 2-4 раза при равных давлениях жидкости.     

Применяется также технологический прием, когда  за счет поэтапного формирования двух соседних каналов существенно увеличивается  глубина второго канала. Дело в  том, что при большой глубине  канала фактор стесненности струи проявляется  и при отсутствии участка обсадной колонны. Объясняется это тем, что  диаметр перфорационных каналов  только в 4-6 раз больше диаметра струи  и при большой глубине канала сопротивление струе значительное. Как известно, по мере углубления канала скорость разрушения интенсивно снижается. Поэтому за первые 20-30 % от общего времени резки формируется первый канал почти предельной глубины. После этого режим прокачивания жидкости изменяется. Давление кратковременно снижается и вновь восстанавливается. От этих действий колонна деформируется и насадка занимает новое положение относительно ствола скважины, вблизи первого канала. При формировании второго канала на некоторой глубине отраженный поток прорывается в первый канал. Сопротивление струе ослабевает и глубина второго канала возрастает почти вдвое по сравнению с первым.    

Как известно, прочность пород, слагающих  продуктивные пласты, сравнительно невелика. В направлении действия струи (продольно  напластованию) прочность еще меньше. Для пород такой прочности  за технологически приемлемое время  резки (не более 1 ч) и при давлениях, которые обеспечивает применяемое оборудование (насосные агрегаты, трубы, вертлюги и т.п.), высоконапорные струи бурового раствора без абразива, истекающие из насадок с площадью истечения не менее 0,5 см2, способны сформировать каналы глубиной до 1 м и более при использовании изложенной выше поэтапной технологии вскрытия.    

Для проведения перфорации используются различные  гидромониторные насадки: круглые, квадратные, щелевые. Квадратные и щелевые  насадки имеют меньший коэффициент  расхода по сравнению с круглыми. 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 для насадок любой формы, применяемых в перфораторах, особые требования предъявляются к их дальнобойности, которая в свою очередь существенно  зависит от компактности струи. Поэтому  при использовании щелевых насадок  отношение длины щели к ее ширине не должно превышать определенной 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.    

В зависимости от типа коллектора применяется  буровой раствор, обработанный гидрофобизирующими и ингибирующими присадками, или  нефть – вода. В последнем случае скорость истечения струи из насадок  должна быть увеличена на 5-10 м/с по сравнению с условиями перфорации раствором.    

Раздельное  выполнение фрезерования участка колонны  и гидравлической перфорации требует  двух спускоподъемных операций рабочего инструмента. В этом очевидный недостаток технологии. Поэтому разработана  конструкция перфоратора, позволяющая  за один спуск-подъем инструмента производить  фрезерование колонны и перфорацию.    

Корпус  такого перфоратора оснащен гидромониторными насадками и соединен с корпусом трубореза. Это устройство спускается в скважину на трубах. На заданной глубине  включаются насосный агрегат и вращение колонны труб. Под действием прокачиваемой  жидкости выдвижные режущие элементы фрезеруют участок обсадной колонны  и разрушают частично цементный  камень. Оставшаяся часть цементного камня удаляется высоконапорными  струями, истекающими из насадок.    

После завершения процесса фрезерования колонны  с устья скважины через специальное  устройство оперативно сбрасывается шар, который отсекает поток жидкости от трубореза и направляет весь поток  через насадки. Давление жидкости повышается и начинается процесс гидравлической перфорации по указанной выше поэтапной  технологии формирования двух соседних каналов.    

После завершения процесса перфорации сбрасывается шар, который перекрывает отверстие  в поршне. Давлением жидкости этот поршень перемещается вниз и открываются  окна, через которые жидкость из колонны труб сливается в скважину при подъеме инструмента.    

 

 

 

 

 

 Вторичное вскрытие, основанное на многощелевой перфорации. Сущность технологии состоит в том, чтобы обеспечить вскрытие всей толщины продуктивного пласта (подобно щелевой перфорации или вскрытию пласта труборезом), но при этом сохранить обсадную колонну как надежную крепь скважины. Указанный эффект достигается тем, что в технологически приемлемое время в колонне создаются десятки и сотни щелей малой длины с перемычками между ними, которые образуют прочный каркас.    

Технологический процесс по осуществлению многощелевой перфорации (по аналогии с точечной перфорацией назовем ее «пунктирной») имеет внешнее сходство с щелевой  перфорацией. Так же производится накатка  выдвижным элементом при его  продольном перемещении, но взамен сплошного  разрыва колонны диск, армированный зубками, посредством нескольких возвратно-поступательных перемещений выдавливает в стенке колонны щели с перемычками. Размер перемычек определяется шагом между  зубками и их шириной.    

Форма зубков и режим нагружения таковы, что уже при первом перемещении  устройства по трубе остаются достаточно глубокие следы вдавливания. Эти  следы становятся направлением для  удержания ролика от возможных смещений в продольном и радиальном направлениях при возвратном и всех последующих  перемещениях устройства и перекатывании  устройства под нагрузкой. Устройство перемещается с минимальной скоростью, плавно, без рывков.     

При перекатывании ролика по сформированной «колее» высоконапорная струя вымывает цементный камень. При необходимости  можно сделать 2, 3 и более перфорационных пунктирных рядов в пределах требуемой устойчивости колонны.    

Таким образом, вторичное вскрытие на базе многощелевой перфорации удовлетворяет  требованиям всех критериев, определяющих высокий уровень нефтеотдачи. Пласт  вскрывается полностью подобно  вскрытию труборезом или щелевой  перфорации, но колонна не разрушается. Геологический эффект от применения (поскольку колонна работоспособна) длительный, подобно сверлящему, гидравлическому, гидропескоструйному и любым  другим точечным способам, но сам эффект за счет большего количества отверстий  и наличия глубоких каналов в  породе – более значительный.     

Реализация  многощелевой (пунктирной) перфорации принципиально возможна посредством  реконструкции любого из известных  щелевых перфораторов. Для этого  необходимы специальное режущее  устройство и гидромониторный узел.    

По  геологической эффективности вторичное  вскрытие на базе многощелевой перфорации принципиально не отличается от глубокой гидравлической перфорации. Однако реализация его значительно проще: не требуются  бурильный инструмент, труборез и  отсутствуют заботы об устойчивости ствола.     

Необходимо  отметить, что чем ниже качество первичного вскрытия, тем выше эффект от применения более совершенных методов вторичного вскрытия. Поэтому существующая технология бурения скважин, регламентирующая значительные репрессии на пласт, дополнительно повышает актуальность работ по совершенствованию техники и технологии вторичного вскрытия.  
  
  
                                  

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Чем более эффективно будут использованы технологии первичного  вскрытия пласта при бурении, тем мене затратными будут методы вторичного вскрытия и  как следствие повышение нефти газа отдачи, сокращение времени меж сервисного ремонта.  Что главным образом переведет к уменьшению себестоимости получаемого продукта и как следствие большей прибыли при меньших затратах.   
  
  
   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА    

 

1.Желтов  Ю. П., Христианович О. О. О гидравлическом разрыве нефтяного пласта. Изв. АН СССР, ОНТ. № 5. 1953.

2.Руппенейт К. В., Попов А. Д. Горное давление в очистных и подготовительных выработках. М.: Госгортехиздат, 1960.

3.Биишев А. Г., Струговец Е. Т., Кагарманов Н. Ф. К вопросу влияния горного давления на эффективность разрушения пород при бурении скважин // Труды БашНИПИнефть. Уфа. Вып. XXXII. 1972.

4.Овнатанов Г. Т. Вскрытие и обработка пласта. М.: Недра, 1970.

5.Кривоносов И. В., Балакиров Ю. А. Освоение, исследование и эксплуатация многопластовых скважин. М.: Недра, 1975.

6.Струговец Е. Т., Кореняко А. В., Букатчук В. Г. Устройство для гидравлической перфорации скважин. А. с. № 1783111, 26.06.91.

7.Яруллин Р. Х. Новый тип сверлящего перфоратора на кабеле. 3-й научный симпозиум. Высокие технологии в промысловой геофизике. Уфа. 2004.

Пат. РФ № 2161697. Устройство для щелевой перфорации обсаженных скважин. 10.01.2001.

Пат. РФ № 2205942. Способ вторичного вскрытия продуктивного пласта. 10.06.2003.

8.Акчурин Х. И., Струговец Е. Т. Гидромониторное разрушение горных пород при строительстве скважин. М. 2002.

9.Струговец Е. Т. Глубокая гидравлическая перфорация // Бурение и Нефть. М. 2004.

10.Саркисов Н. М., Ашрафьян М. О., Конрад Ф. Ф. Способ создания перфорационных щелевых каналов в обсадной колонне и устройство для его осуществления. А. с. № 883351, 23.11.81.

11.Грайфер В., Лысенко В. Эффективная разработка малопродуктивных нефтяных месторождений. Технологии ТЭК. № 2. Нефть и Капитал. М. 2004.