Невзрывные способы вскрытия продуктивных пластов
В процессе истечения абразивной струи из насадок гидропескоструйного перфоратора образуются каналы — щели с высокой проницаемостью, вокруг которых не возникает уплотнение породы и не происходит деформации цементного камня или колонны. Перфоратор спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и в случае необходимости закрепляют в обсадной колонне гидравлическим фиксирующим устройством… Читать ещё >
Невзрывные способы вскрытия продуктивных пластов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Гидропескоструйная перфорация
При гидропескоструйной перфорации пробивание каналов в стенках скважины осуществляется струей жидкости, содержащей 50−100 кг/м3 хорошо отсортированного кварцевого песка или другого абразивного материала. Струи истекают из насадок (сопел) перфоратора (рис. 1.4.1.1) при перепаде давления в насадке 10−50 МПа со скоростью 150−250 м/с.
Рис. 1.4.1.1— Гидропескоструйный перфоратор АП6М-100: 1 — корпус перфоратора; 2 — насадки (сопла истечения жидкости); 3 — центратор; 4 — шар опрессовочного клапана; 5 — шар клапана; 6 — хвостовик
В процессе истечения абразивной струи из насадок гидропескоструйного перфоратора образуются каналы — щели с высокой проницаемостью, вокруг которых не возникает уплотнение породы и не происходит деформации цементного камня или колонны. Перфоратор спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и в случае необходимости закрепляют в обсадной колонне гидравлическим фиксирующим устройством. Абразивную смесь с жидкостью подают к перфоратору через HKT с помощью группы (два-восемь) мощных насосных агрегатов, расположенных у устья скважины. Рабочие жидкости подбирают с учетом физико-химических свойств пластов-коллекторов и насыщающих их флюидов; может быть использована углеводородно-кислотная эмульсия, пластовая вода, водный раствор хлористого кальция с добавками ПАВ. Кварцевый песок, добавляемый в жидкость, может применяться различных фракций.
Однако стендовые испытания и промысловая практика показали, что лучшие результаты дает песок фракции 0,5−0,8 мм. Применение песка больших фракций приводит к ухудшению работы насосных агрегатов, выпадению песка во всасывающих шлангах и клапанных коробках насосов.
За полчаса действия абразивная струя способна пробить стенку обсадной колонны, затрубный цементный камень и создать в горной породе средней крепости канал диаметром примерно 60 мм и длиной около 50 см. Диаметр канала или каверны в горной породе при ГПП значительно больше, чем при кумулятивной. При осуществлении щелевой ГПП возможно увеличение глубины вскрытия пласта в 1,5−2 раза. Путем вращения или продольного перемещения аппарата можно создавать глубокие кольцевые или вертикальные щели в стенках скважины и породе.
Однако, пробивная способность ГПП, в отличие от кумулятивной или пулевой перфорации, с увеличением глубины скважины и с повышением гидростатического давления до 5−10 МПа падает более заметно (длина канала в 2 раза, а диаметр в 1,3 раза), что можно объяснить прекращением процесса кавитации в струе жидкости с указанным ростом окружающего давления, а также увеличением с глубиной прочностных характеристик горных пород.
Область и масштабы применения этого метода постоянно расширяются. Если в начальный период он использовался только как высоко эффективное средство вскрытия пластов, то теперь стал применяться в качестве специального мероприятия, предшествующего осуществлению гидроразрыва или другим операциям по установлению гидродинамической связи пласта со скважиной, особенно в условиях развития коллекторов трещинного типа.
Наилучшие результаты ГПП дает при подготовке к гидроразрыву пластов, особенно в водонагнетательных скважинах. В ряде случаев ГПП обеспечивает более эффективное вскрытие пластов, чем кумулятивная и пулевая перфорация.
Гидропескоструйная перфорация имеет следующие недостатки: большая стоимость добычи и транспортирования отсортированного кварцевого песка (или другого высококачественного абразивного материала); применение специальных рабочих жидкостей; установка нескольких мощных насосных агрегатов и их быстрый износ от действия абразива; ограничения по глубине скважин (до 4 км) из-за недостаточной прочности HKT и мощности насосных агрегатов; размывание цементного затрубного камня; невозможность создания депрессии во время перфорации.
Работы по ГПП выполняют бригады по капитальному ремонту скважин.
Перфорация сверлением
Сверлящие перфораторы позволяют проводить вскрытие продуктивных пластов без ударного воздействия на элементы крепления скважины.
Наибольшая эффективность их применения достигается при вскрытии маломощных нефтеносных пластов; объектов, где нефте — и водоносные пласты разделены тонкой неустойчивой перемычкой; пластов с близкорасположенными BHK и ГНК; при избирательном вскрытии объектов, представленных чередованиями проницаемых и уплотненных пропластков; при создании отверстий для заливки цемента в межтрубное пространство под давлением при проведении ремонтных работ в скважинах с многоколонной конструкцией. Недостатками сверлящего перфоратора являются большая сложность конструкции, малая длина перфорационного канала, низкая производительность работ и ограничения по глубине спуска аппарата (из-за электропотерь в кабеле).