Кумулятивные бескорпусные перфораторы

Кумулятивные бескорпусные перфораторы обладают большой производительностью (до 200 отверстий за один спуск в скважину) и высокой пробивной способностью, отнесенной к поперечному габариту. Гибкость перфораторов позволяет осуществлять спуск в искривленные и деформированные колонны.

При взрыве кумулятивных зарядов значительная часть энергии передается через окружающую жидкость на обсадную колонну, что приводит к её деформации, но хорошо зацементированные колонны при правильном выборе габарита перфоратора и плотности перфорации деформируются в допустимых пределах.

В ленточных кумулятивных перфораторах заряды заключены в стеклянные, ситалловые или керамические оболочки, состоящие из склеиваемых между собой корпуса и крышки. Заряды с поочередно противоположной ориентацией монтируются в каркасе, состоящем из скрепленных между собой стальных лент, к нижнему концу которых присоединяют чугунный груз. При взрыве зарядов их оболочки полностью разрушаются на мелкие частицы, не загрязняя скважину, а ленточный каркас полностью извлекается на поверхность. По деформации отверстий в ленте, где находились заряды, можно судить о полноте детонации каждого заряда (рис ).

В перфораторах ПКСУЛ, для соединения лент применены легкоразъемные замки, в ленте каждое второе отверстие под заряд снабжено по обеим сторонам удлиненными пазами, что позволяет устанавливать заряды без протаскивания детонирующего шнура через технологические отверстия в ленте.

Разрушающийся кумулятивный перфоратор, имеет заряды, заключенные в литые алюминиевые герметичные оболочки. Кумулятивные заряды собирают в длинные гирлянды с помощью соединительных обойм, изготавливаемых также литьем из алюминиевого сплава. В нижней части гирлянды в наконечнике закрепляют герметичный патрон, скрепленный с нижним концом детонирующего шнура. Собранную гирлянду зарядов крепят к стальной головке, которая служит также грузом толкающим перфоратор при спуске его в скважину.

При взрыве гирлянда зарядов в скважине остаются осколки от оболочек, соединительных обойм и наконечника. Поэтому применение разрушающихся перфораторов типа КПРУ возможно лишь в таких скважинах, в которых имеется зумпф достаточных размеров и засорение осколкам не вызывает осложнений. Осколки в основном оседают в зумпф скважины, а частично вымываются при освоении.

Преимущества перфораторов КПРУ65 по сравнению с ленточными кумулятивными перфораторами типа ПКС - повышенная гибкость, относительная продольная жесткость, позволяющая не применять нижний груз, лучшее взаимное расположение кумулятивных зарядов (сдвиг осей зарядов на угол 90 вместо 180 ), возможность их применения в скважинах при спущенной колонне насосно-компрессорных труб ( с внутренним диаметром не менее 72мм) и при наличии в обсадной колонне узких мест (смятий, искривлений и др.), через которые не всегда можно извлечь деформированную после взрыва ленту, на поверхность извлекается только головка с кабелем.

Разрушающиеся кумулятивные перфораторы в основном предназначены для вскрытая пластов в скважинах, когда перфораторы необходимо спустить через колонну насосно-компрессорных труб с внутренним диаметром соответственно не менее 50 и 62мм, в том числе при герметизированном устье скважины ( с лубрикатором) при депрессии на пласт. Перфораторы типа ПР отличаются от перфораторов КПРУ65 тем, что в них для возбуждения взрыва кумулятивных зарядов применяют не детонирующий шнур, а соединительные обоймы с кольцевым детонатором, примыкающим к тыльной части оболочки заряда, а внутри каналов в обоймах размещены удлиненные цилиндрические заряды из пластичного ВВ. Из зарядов и снаряженных обойм предприятие-изготовитель собирает пятизарядные секции, из которых на скважинах собирают гирлянды перфораторов необходимой длины.

Полуразрушающиеся кумулятивные перфораторы ПКР с извлекаемым каркасом так же, как и перфораторы типа ПР в основном предназначены для вскрытия пластов в скважинах при уже спущенной колонне насосно-компрессорных труб с внутренним диаметром соответственно не менее 50, 62 и 75мм, в том числе при герметизированном устье скважины ( с лубрикатором) при депрессии на пласт.

Они могут спускаться в скважину также непосредственно в обсадной колонне (особенно перфораторы ПРК65), когда имеются затруднения при спуске полноразмерных перфораторов (смятия колонны, большой наклон скважины, вязкий раствор).

Перфораторы типа ПРК отличаются от других бескорпусных конструкций тем, что при взрыве полностью разрушаются только металлические оболочки зарядов, которые остаются в скважине в виде мелких осколков, а остальные элементы конструкции извлекаются на поверхность. При этом головка и наконечник служат многократно, а стальной каркас сегментного профиля, на котором смонтированы заряды, деформируется, являясь детально одноразового использования.

Существенным отличием этих перфораторов является также система возбуждения детонации зарядов через поверхность хвостовой части. Это позволяет при необходимости прокладывать второй дублирующий детонирующий шнур, что повышает надежность работы перфоратора.

В бескорпусных перфораторах герметизируется индивидуальной оболочкой каждый отдельный заряд. Оболочка выдерживает гидростатическое давление, но разряжается при взрыве. Материал герметизирующих оболочек - стекло, керамика, алюминий. Заряды собирают в длинные гирлянды. Взрывание производится детонирующим шнуром, сбрасывании от взрывного патрона.

В зависимости от вида механической сборки бескорпусные перфораторы могут быть частично или полностью разрушающимися.

В бескорпусных частично разрушающихся перфораторах заряды монтируются в стальной ленте или в стальных проволочных каркасах. После сбрасывания зарядов деформированный каркас вместе с грузом извлекается из скважины.

Бескорпусные перфораторы имеют свои недостатки. Прежде всего это значительное: воздействие взрыва зарядов на обсадную колонну и цемент в затрубном пространстве. Кроме того, в скважине после взрыва остается значительное количество осколков оболочек и звеньев конструкции гирлянды. Однако эти перфораторы имеют и важные преимущества, основные из которых - возможность проводить работы в скважинах через насосно-компрессорные трубы, опущенные с открытым концом, вскрывать значительные по толщине интервалы. Это позволяет сократить время, затрачиваемое на испытание скважины и в конечном счете на освоение месторождения.

Большое разнообразие стреляющих перфораторов дает возможность выбрать оптимальные режимы вскрытия пласта и соответствующим этим условиям стреляющую аппаратуру.

Если пласт обладает хорошими коллекторскими свойствами, мало загрязнен при бурении и способен самоочищаться, то вскрытие пласта можно осуществлять при репрессиях, т.е. когда давление в скважине выше пластового. При этом необходимо скважину заполнять растворами, не засоряющим перфорационные каналы, растворами с добавлением поверхностно активных веществ, нефти, растворами на нефтяной основе. Перепад давления не должен превышать 3-5 МПа. Вскрытие пласта при депрессии, т.е. когда давление в скважине ниже пластового (или при равенстве давлений), проводят при значительном снижении проницаемости в прискважинной зоне; при отсутствии притока после перфорации из интервалов, рекомендованных геофизической службой к испытанию при аномальных пластовых давлениях.

Для вскрытия и повышения отдачи или приемистости пластов в крепленых скважинах применяют перфораторы, которые пробивают каналы в пласте через стенки обсадных труб и слой затрубного цементного камня.

В практике работ ООО «ТНГ-АлГИС» применяется современная прострелочно-взрывная аппаратура, по качеству и техническим показателям не уступающая аналогам ведущих зарубежных фирм.

Преимущества кумулятивной перфорации

- Прогрессивные перфорационные системы, обеспечивающие квазиестесственную проницаемость пластов в течение всего периода эксплуатации скважин;

- Возможность вскрытия протяженных интервалов горизонтальных и наклонно-направленных скважин, в том числе на депрессии;

- Повышенная безопасность и производительность проведения прострелочно-взрывных работ на скважинах;

- Системы перфораторов с повышенной плотностью выстрелов на метр (12-20 зарядов на погонный метр) с ориентированным расположением зарядов, увеличенной пробивной способностью, большим входным отверстием и меньшей фугасностью кумулятивных зарядов, оказывающих наибольшее влияние на продуктивность скважины

Схематичное представление детонации кумулятивного заряда

Типы кумулятивных перфораторов

Образование отверстия и канала в мишени

Три метода доставки перфораторов: через обсадную колонну, через НКТ и на НКТ

Состояние каналов перфорации в зависимости от давления

Процесс стимулирования скважины до и после перфорации

• Установление в скважине режима депрессии ( свабирование )

• Очистка призабойной зоны после перфорации и вызов притока из пласта (свабирование)

• Закачка в пласт технологических жидкостей (кислотная обработка , гидроразрыв )

ТОРПЕДИРОВАНИЕ СКВАЖИН

Производство взрыва в скважине называется торпедированием, а подготовленный для взрыва в скважине заряд взрывчатого вещества - торпедой.

Торпедирование скважин проводится с целью увеличения дебита или приемистости пластов-коллекторов, ликвидации поглощения промывочных жидкостей при бурении, ликвидации аварий в скважине освобождения бурового инструмента, ослабления резьбовых соединений при развинчивании труб, обрыва бурильных и других труб в скважине, разрушения металлических предметов, аварийно остановленных на забое скважины, очистки эксплуатационных фильтров.

Различают фугасные и кумулятивные торпеды. Фугасные торпеды - это торпеды ненаправленного действия, взрывное действие которых распространяется в пространстве во все стороны. Они имеют тонкостенный металлический корпус, в котором размещаются цилиндрические шашки взрывчатого вещества (ВВ), взрывной патрон в герметичном корпусе.

Кумулятивные торпеды характеризуются направленным взрывом по горизонтали или вертикали. В нефтяной промышленности применяются труборезы типа ТКГ и осевые торпеды типа ТКО.