36. Перфорация и торпедирование скважин

Торпедирование. В случае если не удается освободить прихваченные трубы целиком, извлекают ту часть их, которая сво­бодна (не прихвачена). Для этого обрезают трубы выше точки при­хвата. Трубы обрезают также в том случае, когда необходимо извлечь незацементированную часть обсадной колонны. Для среза (обрыва) бурильных и обсадных труб, а также для раздробления или сме­щения в сторону оставленных в скважине металлических предметов часто применяют взрыв заряда взрывчатого вещества. Подготовленный для взрыва в скважине заряд взрывчатого веще­ства называют торпедой, а взрыв в скважине — торпе­дированием. Торпеда, кроме заряда взрывчатого вещества, содержит средства взрывания: взрыватель, состоящий из электрозапала и чувствитель­ного к взрыву капсюля-детонатора, и шашку высокобризантного взрывчатого вещества, усиливающего начальный импульс детонации. Торпеду спускают на каротажном кабеле, жила которого исполь­зуется для приведения в действие взрывателя и всего заряда торпеды. При срезе труб торпедированием предварительно устанавливают вероятное положение точки прихвата. Для этого может быть при­менен прихватомер. ПЕРФОРАЦИЯ.

Как правило, отверстия в колонне и цементном кольце создают путем про­стрела. Этот процесс называют пер­форацией колонны, а аппа­раты, при помощи которых произво­дится прострел, стреляющими перфораторами (или пер­фораторами). Перфорацию обсадных колонн приме­няют для вскрытия пластов в скважинах п производят с помощью специальной стреляющей аппаратуры — перфораторов Ч Различают пулевые, торпедные (снаряд­ные) и кумулятивные перфораторы. Малогабаритный пулевой перфоратор ППМ залпового действия состоит из двух свинченных и сваренных между собой цилиндрических секций, в которых расположены по 3—4 съемных стволов и пороховых камор. Перфоратор АПХ также залповый, монтируется из трех свинчен­ных и сваренных между собой секций.

В перфораторах АПХ отсутствуют съем­ные стволы. Пулю вставляют в отверстие, выточенное непосредственно в корпусе секции, которое затем герметизируют сна­ружи резиновой пробкой. Перфораторы СПБО-100, СП-100 и ТПМ-86 (рис. 11.24, в) являются тор­педными. Они применяются для перфора­ции обсадной колонны и одновременного разрушения призабойной части пласта с целью улучшения условий притока жидкости или газа к скважине. Вместо пуль перфораторы снаряжены снарядами, снабженными взрывателем с замедлени.

Высокая эффектив­ность, а также отсутствие трещин в колон­не после перфорации является большим преимуществом кумулятивной перфорации перед пулевой или снарядной. Поэтому в последнее время этот вид перфорации получил наиболее широкое распростране­ние.

Рис. 11.24. Пулевой перфоратор.

б — пулевой перфоратор АПХ: 1, 2, 3 — секции; 4 — пороховая камора; 5 — пуля; 6 — резиновая пробка; в — снарядный (торпедный) перфоратор ТПМ-86: 1 — корпус; 2 — головка; 8 — ствол; 4 — снаряд; 5 — шайба; 6 — пороховой заряд; 7 — электровос­пламенитель.

В корпусных кумулятивных перфораторах типа ПКО (рис. II. 25, б) корпусом слу­жит сплошная труба, рассчитанная на одноразовое использование. Поэтому перфораторы ПКО могут при одинаковом с пер­фораторами ПК поперечном размере кор­пуса иметь более мощные заряды.

В бескорпусных кумулятивных перфора­торах типа ПКС (рис. 11.25, в) заряды герметизируются в хрупкой разрушающей­ся оболочке и собираются гирляндами на перфорированных стальных лентах. Для возбуждения детонации применяются вла­гостойкие детонирующие шнуры и герме­тические взрывные патроны.

Реже используются кумулятивные пер­фораторы типов ПКР и КПР. Малогаба­ритные кумулятивные перфораторы с вра­щающимися зарядами ПКР-55 и ПКР-45 предназначены для дополнительной перфо­раций обсадных колонн без подъема насосно-компрессорных труб. Для умень­шения проходного сечения заряды при спуске прижаты к корпусу перфоратора вдоль его продольной оси. После установки в интервале перфорации, ниже насосно-компрессорных труб, заряды при помощи

специального устройства поворачиваются на 90° и устанавливаются в боевое поло­

жение.

В перфораторах типа КПР кумулятив­ные заряды, заключенные в литые алюми­ниевые оболочки, соединяются в гирлянды с помощью литых алюминиевых обойм, полностью разрушающихся при взрыве. Внизу гирлянды в наконечнике закреп­ляется герметичный взрывной патрон, ини­циирующий взрыв детонирующего шнура.

Пулевые перфораторы применяются при вскрытии через одну колонну труб слабо сцементированных песков и пород сред­ней крепости; торпедные (снарядные) пер­фораторы — для вскрытия через одну колонну малопроницаемых пластов сроднен крепости.

Кумулятивные перфораторы ис­пользуются для :

• вскрытия пластов средней и высокой плотности и крепости;

• вскрытия пластов через 2—3 высокопрочных обсадных колонны с цементными кольцами;

• перфор ации скважин малого диаметра;

• перфорации высокотемпературных глубоких и сверхглубоких скважин;

• вскрытия пластов большой мощности.

Рис 11.25. Кумулятивный перфоратор ПКО-73.

1-головка; 2,4-электоввод; 3,5-резиновое кольцо; 6-корпус; 7-заряд кумулятивный; 8-детонирующий шнур; 9-наконечник; 10-диск опорный; 11-резиновая пробка; 12-взрывной патрон ПВ-ПД; 13-изоляционная лента. Дальше

37. ТЕРМОМЕТРИЯ СКВАЖИН. Измерение температуры по стволу скважины производят в це­лях изучения: естественного теплового поля Земли; местных (локальных) тепловых полей, наблюдаемых в скважине в про­цессе бурения и эксплуатации; искусственных тепловых полей, вызванных наличием промывочной жидкости в скважине и це­ментного раствора в затрубном пространстве.

Геотермическими исследованиями скважин установлено, что на континентах температура пород до глубин 10—40 м подвер­жена периодическим (суточным, сезонным и годовым) колеба­ниям, связанным с изменением интенсивности солнечного из­лучения. (В водных толщах—морских и океанических — годо­вые колебания температур распространяются до глубин 300 м и более).

Слои, в которых колебания суточных и годовых температур становятся незначительными, названы слоями постоянных суточных и годовых температур, или нейтраль­ными слоями. Температура нейтрального слоя принима­ется равной среднегодовой температуре поверхности Земли Т_г. Основным источником тепловой энергии в нед­рах Земли принято считать энергию, возникающую при рас­паде радиоактивных элементов; дополнительными источниками могут быть кристаллизационные и полиморфические превраще­ния, физико-химические и другие процессы, протекающие внутри Земли.

Интенсивность нарастания температуры с глубиной харак­теризуется геотермическим градиентом Г. За величину гео­термического градиента в практической работе принимают изменение температуры Земли в градусах Цельсия на 100 м глубины. Градиент рассчитывают по формуле: Г₁₀₀=100(Т₂-Т₁)/(Н₂-Н₁)

Для характеристики прироста температур с глубиной часто используют величину, обратную геотермическому градиенту,— геотермическую ступень О, указывающую разность глубин, которая соответствует изменению температуры на 1 °С:

G=(Н₂-Н₁) / (Т₂-Т₁)

Геотермический градиент Г =qξ пропорционален тепловому сопротивлению ξ породы, которое отражает литологические особенности горных пород, слагающих разрезы скважин (q- плотность теплового потока). Этим вызваны изменения геотер­мического градиента при пересечении скважиной различных пород, что отмечается изменением угла наклона термограммы относительно вертикали. При постоянной плотности q диа­грамм геотермического градиента можно рассматривать как диаграммы теплового сопротивления или обратной величины - теплопроводности (ξ=1/λ).

Изучение тепловых свойств горных пород возможно как в скважине, обсаженной колонной, так и в необсаженной. Это объясняется тем, что тепловое сопротивление металлов мало по сравнению с тепловым сопротивлением горных пород. На­пример, тепловое сопротивление железа в 40—80 раз меньше теплового сопротивления глин.

Обычно на геотермограмме или графике изменения геотермического градиента в зависимости от литологии пород значе­ния геотермического градиента варьируют от 0,2 до 7° С/100 м. Геотермические измерения производят в скважинах с устано­вившимся тепловым режимом, который наступает по истечении времени, достаточного для восприятия заполняющей ствол скважины жидкостью естественной температуры пластов (скважина должна простаивать без циркуляции не менее 10 сут). Установившемуся тепловому режиму предшествует неустановившийся тепловой режим, когда между жидкостью в скважине и породами происходит теплообмен.

Рис. 84. График изменения геотермического градиента Г по одной из сква­жин в центральной части Днепровско-Донецкой впадины.

1 — песок; 2 — песчаник; 3- глинистый песчаник; 4-глина песчанистая; 5-глина; 6 — аргиллит; 7 - известняк; 8 — писчпп мел.

38. Каротаж сводится к измерению в скважине той или иной величины (кажущегося удельного сопротивления, потенциала элек­трического поля, у-излучения и др.), отражающей физические свойства пересеченных скважиной пород (удельное сопротивление, способность самопроизвольного образования электрического поля, естественная у-активность и т. д.). По результатам такого рода изме­рений необходимо определить геологический характер пересеченных скважиной пород и установить наличие полезных ископаемых по разрезу скважины.

Переход от результатов измерений при каротаже к геологическим данным называют интерпретацией (истолкованием) дан­ных каротажа.

Интерпретация данных каротажа условно подразделяется на два этапа. На первом этапе, который можно назвать геофизиче­ской интерпретацией, определяют физические свойства пластов по каротажным кривым. Так, для электрического каротажа методом сопротивления первым этапом интерпретации является определение удельных сопротивлений пласта и зоны проникновения по кривым КС. На втором этапе, называемом комплексной геологической интерпретацией, по совокупности данных о физических свойствах пластов, полученных в результате проведения различных видов каротажа, и по имеющимся геологи­ческим материалам определяют характер пород и дают заключение о наличии полезных ископаемых.