Промысловая геофизика
Вторичное вскрытие пласта ПВР
Виды вторичного вскрытия пласта, прострелочно-взрывные работы:
- Кумулятивная перфорация на кабеле/НКТ;
- Сверлящая перфорация;
- Установка разобщающих мостов с применением взрывных пакеров;
- Торпедирование;
- Интенсификация притока.
Вторичное вскрытие пласта – это создание каналов в обсадной колонне, цементном камне и участке пласта с целью обеспечения гидродинамической связи между скважиной и пластом. В зависимости от скважинных условий, а также решаемых задач применяют кумулятивную или сверлящую перфорации.
Кумулятивная перфорация
Наибольшее распространение получила кумулятивная перфорация с применением перфорационных систем однократного применения. Размерный ряд перфораторов (по внешнему диаметру) составляет от 36мм до 114мм. Спуск перфораторов производится как на геофизическом кабеле, так и на НКТ.
Преимуществами перфорации на НКТ являются:
- вскрытие интервалов большой протяженности при любых углах наклона скважины за 1 СПО;
- возможность выполнения вскрытия в условиях депрессии на пласт;
- в зависимости от скважинных условий различные варианты инициирования перфоратора (сброс штанги, продавка шара, инициирование давлением закачки);
- возможность проведения свабирования, мероприятий по интенсификации после отстрела без подъема перфоратора (используются циркуляционные отверстия в инициирующей головке);
- проведение ориентированно-направленной перфорации
Ориентированно-направленная перфорация
Ориентированно-направленные перфорационные системы применяются для решения специальных геолого-технических задач, где необходимо вскрытие пластов с применением фазировок 0°, 45°, 60°, 90° и 180° и самоориентации зарядов под необходимым углом относительно заданного интервала пласта. Каркас с зарядами внутри корпуса перфоратора ориентируется с помощью специального узла вращения.
Перфорация с целью создания технологических отверстий в НКТ
Для задач, связанных с необходимостью восстановления циркуляции между полостью НКТ и межтрубным пространством создан кумулятивный заряд ЗКПО-ПП-3ДК типа «дырокол» в составе перфоратора КПО36.
Особенностью данного исполнения перфоратора является отсутствие повреждений обсадной колонны, непосредственно прилегающей к НКТ, после его отстрела. Заряд ЗКПО-ПП-3ДК не пробивает НКТ при максимальных клиренсах относительно НКТ, но гарантированно пробивает до трех отверстий в стенке НКТ при минимальных клиренсах, в зависимости от геометрических параметров и прочностных свойств НКТ (см. рисунок). При этом минимальное количество зарядов, установленных в перфоратор с фазировкой 60 градусов должно составлять 6 шт.
Средний диаметр пробиваемого зарядом ЗКПО-ПП-3ДК отверстия составляет:
- в НКТ60–не менее 4мм;
- в НКТ73–не менее 3мм;
- в НКТ89 – не менее 2 мм (при плотности раствора не более 1,2 г/см3).
Сверлящая перфорация
Сверлящая перфорация выполняется в обсадных колонная 146, 168мм с применением сверлящего перфоратора ПС-112 (параметры сверла: Ø15мм, выход 70мм).
Особенности и преимущества:
- позволяет проводить вскрытие пласта без ударного воздействия на элементы крепления скважины;
- обеспечивает получение отверстий большого диаметра с чистой кромкой;
- позволяет создавать отверстия при проведении ремонтных работ в стенках скважины многоколонной конструкции для заливки цемента в межтрубное пространство;
- осуществляет избирательное вскрытие пластов, представленных чередованием проницаемых и уплотненных разновидностей пород;
- проводит вскрытие маломощных нефтяных пластов.
Установка разобщающих мостов с применением взрывных пакеров
Пакер взрывной ВП
| № п/п | Типоразмер взрывного пакера | Наружный диаметр корпуса, мм | Внутренний диаметр обсадной колонны, мм |
| 1 | ВП-82 | 82 | 89,0…92,0 |
| 2 | ВП-88 | 88 | 96,3…98,3 |
| 3 | ВП-92 | 92 | 100,3…102,3 |
| 4 | ВП-102 | 102 | 109,0..115,0 |
| 5 | ВП-110 | 110 | 117,7…124,0 |
| 6 | ВП-118 | 118 | 125,2…133,0 |
| 7 | ВП-135 | 135 | 144,0…152,0 |
| 8 | ВП-146 | 146 | 156,0…164,0 |
Пакер взрывной шлипсовый ВПШ
| № п/п | Типоразмер взрывного пакера | Наружный диаметр корпуса, мм | Внутренний диаметр обсадной колонны, мм |
| 1 | ВПШ-82 | 82 | 88 … 98 |
| 2 | ВПШ-88 | 88 | 96 … 104 |
| 3 | ВПШ-92 | 92 | 100 … 110 |
| 4 | ВПШ-102 | 102 | 109 … 122 |
| 5 | ВПШ-110 | 110 | 117 … 124 |
| 6 | ВПШ-118 | 118 | 125 … 133 |
| 7 | ВПШ-135 | 135 | 144 … 152 |
| 8 | ВПШ-146 | 146 | 156 … 164 |
Преимущества пакера ВПШ над ВП:
- наличие резиновых уплотнительных манжет обеспечивает более надежную установку разобщающего моста, в т.ч. без цементной заливки (зависит от состояния осадной колонны);
- помимо резиновых манжет, пакер снабжен раздвижными чугунными плашками, благодаря чему улучшается сцепление с колонной;
- резиновые манжеты в этих пакерах снабжены с обеих сторон металлическими упорными чашками, которые препятствуют затеканию резины в зазор между пакером и обсадной трубой, улучшая тем самым герметизацию.
Рекомендации по подготовке скважин к установке взрывных пакеров:
- Качественную герметичную установку пакера обеспечивает хорошее состоянии обсадной колонны: отсутствие дефектов, следов износа (муфтами труб НКТ при спускоподъѐмных операциях и бурильными трубами при их вращении), эллиптичности в поперечном сечении, отсутствие коррозии, загрязнений и наслоений на стенках.
- При постановке пакера особое внимание обратить на наличие цементной корки, коррозии, парафиновых и прочих отложений на стенках обсадной колонны. При этом следует иметь ввиду, что пакер, установленный в таком интервале, может дать не прочное и не герметичное разобщение, а также при этом возможны заклинивание и прихват обвалившейся цементной коркой.
- Интервал установки пакера необходимо проработать скребком или райбером, а также необходимо прошаблонировать скважину шаблоном, имеющем наружный диаметр не менее наружного диаметра применяемого пакера.
- При наличии парафиноотложений в районе установки пакера очистку скребком рекомендуется производить с промывкой растворителем.
- Место постановки пакера должно быть увязано с характером затрубного цемента: положительный результат будет получен с большей долей вероятности при наличии качественного затрубного цементного кольца.
- Установка пакера не допускается, если в интервале обсадной трубы в месте постановки ранее проводились взрывные работы.
- Установку пакера не следует проводить в местах соединения обсадных труб.
- Для обеспечения надѐжной работоспособности установленного пакера рекомендуется установка сверху дополнительного цементного моста высотой порядка 3 … 5 м.
Торпедирование
Торпедирование в скважинах производят посредством взрыва в них специальных зарядов ВВ (торпед). Торпедирование в скважинах применяется с целью:
- обрезания или отвинчивания бурильных труб/НКТ при прихвате инструмента;
- встряхивания бурильных труб/НКТ с целью ликвидации их прихвата.
Типы применяемых торпед:
- торпеда из детонирующего шнура — ТДШ. Применяется для целей выполнения операций встряхивания/отвинчивания со спуском на кабеле внутри бурильного инструмента/НКТ. Величина заряда торпеды (количество ниток детонирующего шнура) и длина определяются скважинными условиями и интервалом прихвата;
- торпеда шашечная (фугасная) – ТШТ и аналоги. Применяется для целей торпедирования на кабеле прихваченного бурильного инструмента с целью его обрезания (разрыва) выше места прихвата. Типоразмер торпеды подбирается исходя из скважинных условий и характеристик бурильного инструмента;
- торпеда кумулятивная (труборез) – ТРК и аналоги. Применяется для целей торпедирования на кабеле прихваченных НКТ с целью обрезания выше места прихвата. Типоразмер торпеды подбирается по размеру торпедируемых НКТ.
Справочные данные по торпедам ТШТ:
| Наименование параметра | ТШТ 20/22 | ТШТ 25/28 | ТШТ 35/40 | ТШТ 43/48 | ТШТ 50/55 | ТШТ 65/70 | ТШТ 84/90 |
| Наружный диаметр корпуса, мм | 22 | 28 | 40 | 48 | 55 | 70 | 90 |
| Диаметр заряда, мм | 20 | 25 | 35 | 43 | 50 | 65 | 84 |
| Длина заряда, мм | 510 | 700 | 700 | 700 | 700 | 500 | 600 |
| Масса заряда, кг | 0,255 | 0,55 | 1,08 | 1,62 | 2,2 | 2,65 | 4,91 |
| Длина торпеды с грузом, мм | 1780 | 1930 | 1870 | 1870 | 1703 | 1502 | 1682 |
| Масса торпеды, кг | 2,9 | 3,6 | 11,9 | 13,9 | 14,3 | 15,5 | 17,8 |
Примеры торпедирования фугасной торпедой бурильного инструмента
ТШТ-35/40 по телу трубы СБТ-89
Тайпан Ф-62 по замку и по телу трубы СБТ-114
Справочные данные по торпедам ТРК:
| Наименование параметра | ТРК45 | ТРК55 | ТРК68 | ТРК75 | ТРК85 | ТРК90 | ТРК110 | ТРК118 | ТРК135 | ТРК146 |
| Наружный диаметр, мм | 44 | 55,2 | 68 | 75 | 85 | 90 | 110 | 118 | 135 | 146 |
| Длина трубореза без груза, мм, не более | 285 | 321 | 340 | 344 | 344 | 344 | 358 | 358 | 352 | 352 |
| Длина трубореза с грузом, мм, не более | 1255 | 1085 | 1104 | 1108 | 1108 | 1108 | 1122 | 1122 | 1116 | 1116 |
| Масса трубореза без груза, кг, не более | 2,4 | 4,5 | 5,5 | 5,8 | 6,1 | 6,2 | 8,1 | 8,3 | 10,4 | 11,0 |
| Масса груза, кг, не более | 8,8 | 12,6 | 12,6 | 12,6 | 12,6 | 12,6 | 12,6 | 12,6 | 12,6 | 12,6 |
| Максимально допустимое гидростатическое давление, МПа | 70 | 70 | 70 | 60 | 60 | 60 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| Максимально допустимая температура, oС | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 120 | 120 | 120 | 120 |
| Время выдержки при максимально допустимых параметрах, ч, не более | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Перерезаемая труба: — наружный диаметр, мм — максим. толщина стенки, мм | 60 5,0 | 73 5,5 | 89 6,5 | 102 6,5 | 114 до 10,0 | 114 до 9,0 | 140 до 10,0 | 146 до 10,0 | 168 до 10,0 | 178 до 10,0 |
| Масса заряда: — кумулятивного, г — общая, г | 11,0 12,3 | 23,0 25,4 | 39,0 42,0 | 60,0 63,0 | 100,0 102,4 | 100,0 102,4 | 240,0 243,0 | 240,0 243,0 | 316,0 318,4 | 316,0 318,4 |
Пример торпедирования кумулятивным труборезом НКТ по телу трубы. Стендовые испытания ТК-55ПП по НКТ 73х7,0
На фото:
1 – результат торпедирования НКТ 73х7,0;
2 – вид трубореза перед отстрелом;
3 – вид трубореза после отстрела (извлекается из скважины);
4 – фрагменты трубореза после отстрела (остаются в скважине).
Интенсификация притока
Работы по интенсификации притока проводятся с применением генераторов давления, комплексных аппаратов давления, разработанных ведущими российскими компаниями-производителями: ООО «Промперфоратор», АО «ВНИПИвзрывгеофизика», ООО «СТС-Геосервис».
Подбор прострелочно-взрывного аппарата осуществляется под конкретные геологические условия Заказчика с проведением математических расчетов и составлением дизайна обработки.