§ 25. Торпедирование скважин

Взрывные работы в скважинах впервые были применены в середине ХГХ века на нефтяных промыслах Баку с целью увеличения притоков нефти. Заряд ВВ, спускаемый в скважину в металлической оболочке цилинд­рической формы, получил название—торпеда, а сам процесс—торпеди­рование.

При взрывных работах в скважинах используют следующие типы торпед: кумуляторные торпеды осевого действия ТКО, ТКОТ; фугасные торпеды шашечные ТШ, ТШТ; фугасные торпеды шнуровые ТДШ, ТДШТ; кольцевые труборезы ТРК.

Торпеды ТКО представляют собой кумулятивный заряд, помещен­ный в герметичный корпус. При спуске в скважину на кабеле торпеда оснащается взрыв-патроном, при спуске на трубах—накольным устрой­ством.

Шашечные, термостойкие, фугасные торпеды ТШТ (рис. 34, а) состо­ят из шашки ВВ4, взрыв-патрона 2, корпуса 3 (трубы из сплава алюми­ния) и груза 1, размещаемого над торпедой и извлекаемого из скважины после взрыва. Оболочки корпуса после взрыва торпеды легко разбурива­ются или растворяются в кислоте.

Торпеды из детонирующего шнура ТДЩ (рис. 34, б) состоят из головки 1, в которой размещен узел инициирования, основного заряда 2, представляющего собой один или несколько отрезков детонирующего шнура ДШВ, смонтированных на стальном тросе 3, иногда заменяемом кусками каротажного кабеля. В нижней части торпеды крепится груз 4.

В качестве средства взрывания применяется электродетонатор.

Рис. 34. Устройство торпед: а-—ТШТ; б—ТДШ

Кумулятивные труборезы ТРК применяются для перерезания бу­рильных труб или НКТ. Кольцевая кумулятивная струя, образующаяся при взрыве, распространяется во все стороны узким слоем в плоскости, перпендикулярной оси ПВА.

Торпедирование нашло широкое применение при ликвидации аварий. Наибольшее число аварий в скважинах связано с прихватом бурильного инструмента. Часто прихваты происходят в желобах. Для предупрежде­ния прихватов взрывом шнуровой торпеды расширяют узкую часть желоба (см. рис. 23, область 2).

Если прихват все-таки произошел, то для ликвидации аварии может быть применено несколько способов. Освобождение бурильного инст­румента встряхиванием основано на эффекте отбрасывания ударной волной от стенок труб или долота материала, вызвавшего прихват. До спуска торпеды производится расхаживание колонны с промывкой сква­жины, а перед подрывом торпеды к колонне прикладывают максималь­но возможное растягивающее усилие. Ударная волна, образующаяся при взрыве шнуровой торпеды ТДШ, распространяется в пространстве меж­ду колонной бурильных труб и породой.

В результате действия взрыва происходит ослабление сцепления колонны с затрубной средой.

Если попытки освободить буровой инструмент встряхиванием не увенчались успехом, то приступают к ликвидации аварии путем отвин­чивания колонны. Отвинчивание труб с использованием энергии взрыва основано на кратковременном ослаблении резьбового соединения при взрыве в нем ВВ небольшой мощности, например, ТДШ или малогаба­ритных торпед ТШТ. Место отвинчивания—максимальную глубину, куда еще доходит раскручивающий момент, выбирают с помощью прихватоопределителя. Во время срабатывания торпеды резьбовое со­единение труб в месте взрыва должно быть разгружено от веса верхней части колонны, а к колонне приложен раскручивающий момент. Благо­даря этому происходит разъединение резьбового соединения в месте взрыва. Если полного развинчивания колонны не произошло, то после извлечения из скважины кабеля, на котором была спущена торпеда, эта операция завершается с помощью ротора. Полное освобождение всего бурильного инструмента достигается последовательным (сверху вниз) повторением цикла—«взрыв—отвинчивание».

Если освободить прихваченный инструмент методами встряхивания или отвинчивания не удалось, или проведение этих операций нецелесооб­разно, то колонну обрывают выше места прихвата и освободившуюся часть труб поднимают на поверхность. Для обрыва труб можно исполь­зовать фугасные торпеды, но чаще всего применяют кумулятивные труборезы ТРК, которые по сравнению с фугасными торпедами обес­печивают срезание обсадных труб с меньшей деформацией трубы в ме­сте обрыва и при меньшем расходе ВВ. Перед началом работ скважину промывают и проводят расхаживание инструмента. В момент торпеди­рования к нему прикладывают максимально возможное растягивающее усилие.

Обрыв обсадных и насосно-компрессорных труб не всегда относят к аварийным работам; его часто производят с целью извлечения колон­ны при ликвидации скважин, выполнивших свое назначение.

Энергию взрыва используют и при ликвидации аварий, связанных с падением в скважину и оставлением в ней металлических предметов, которые не удалось извлечь с помощью ловильного инструмента. Фре­зерование металла—весьма длительный процесс; использование для его дробления фугасных торпед малоэффективно, так как при этом большая часть энергии взрыва расходуется в боковом направлении.

5. 2981 81

Проще и быстрее разрушить металл взрывом кумулятивной торпеды ТКО. Если в скважине оставлен предмет с большой массой, то опе­рацию, чередуя с промывкой, повторяют несколько раз до полного удаления обломков металла из скважины.

Энергию взрыва используют также и для очистки фильтров. Основной объем таких работ приходится главным образом на водяные скважины. Пласты, из которых производится отбор воды, перекрываются проволоч­ными или сетчатыми фильтрами. В процессе эксплуатации скважин на фильтрах образуется твердый осадок, состоящий из частиц горных пород, выносимых из пласта, вследствие чего снижаются дебиты. Для очистки фильтров взрывают маломощные удлиненные торпеды из детонирующе­го шнура ТДШ. Заряды торпед, применяющихся для очистки сетчатых фильтров, обычно состоят из одной нитки детонирующего шнура, при очистке проволочных фильтров их число может доходить до трех. Зарядом перекрывают весь фильтр, а головку торпеды устанавливают на

1. 5 м выше него, чтобы не повредить фильтр при срабатывании взрыв- патрона, сопровождающимся более мощным взрывом, чем срабатывание основного заряда. В нефтяных и газовых скважинах очистка фильтров с помощью торпед ТДШ производится редко, так как здесь для увеличения дебитов притоков мощности взрыва шнуровой торпеды не хватает. В этих скважинах торпеды ТДШ применяют для очистки внутренних поверхно­стей стенок обсадных колонн от цементной корки, оставшейся после разбуривания цементного стакана или моста. Взрыв торпеды обеспечива­ет разрушение корки без повреждения затрубного цементного кольца.