ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Измеряемые параметры:

L1–L40 – времена спада сигнала продольного зонда (для первой внутренней колонны можно взять времена спада L2–L15); R1–R8 – времена спада сигнала сканирующего зонда (да-

лее «задержка»);

Ri1–Ri12 – номера задержек (i = 1–8) по 12 секторам. Обработка данных методом МИДТ-С происходит в про-

граммах «КарСар 500», «Mids100 (Сканер МИД-КС-100)», ПРАЙМ и «Соната».

При интерпретации используются следующие критерии выделения дефектов колонны:

1. Дефекты, продольные или поперечные трещины и щели, отдельные отверстия перфораций отмечаются на кривых продольного и сканирующего зондов минимальным снижением показаний относительно номинального уровня кривых или разнополярными аномалиями (рис. 2.13).

Для качественного определения технического состояния колонн необходимо просматривать кривые продольного и сканирующего зондов на всех задержках.

Ближние задержки (продольный зонд L2–L15, сканирующий зонд R1–R5) позволяют определить техническое состояние первой внутренней колонны, более поздние (L16–L40, R6–R8) – техническое состояние внешних (вторых, третьих) колонн.

2.Интервалы площадной коррозии выделяются по понижениям уровня кривых продольного и сканирующего зондов на ранних задержках, а также понижением уровня кривой толщины. Может также отмечаться повышенная изрезанность этих кривых.

3.Изменения показаний относительно градиента в скважине на кривой температуры могут быть связаны с заколонными перетоками в скважине, вызванными нарушениями самой колонны. При контроле перфораций (до и после) изменения температуры от фонового замера указывают на проведение работ в скважине.

151

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2.13. Определение интервалов перфораций методом МИДТ-С

152

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Сравнительный анализ результатов интерпретации материала по скважинам

Преимущества «Сова-3»:

•простота производства замера, обработки и интерпретации материала;

•недорогой прибор;

•обработка и интерпретация в двух программах.

Недостатки «Сова-3»:

•невысокая точность.

Преимущества МИД-СК-100:

•высокая точность, хорошо отслеживается сверлящая перфорация;

•наглядность;

•может решать несколько задач.

Недостатки МИД-СК-100:

•несовершенность программного обеспечения;

•имеет более высокую стоимость

2.6.Контроль проведения перфорации

игидроразрыва пласта

Контроль проведения перфорации

Одной из важнейших операций, использующих энергию взрыва при бурении, испытании, капитальном ремонте или восстановлении нефтяных, водяных и газовых скважин, является вторичное вскрытие пластов путем перфорации стальных обсадных труб, цементного камня, прискважинной зоны пласта. Этим создается или восстанавливается гидродинамическая связь в системе «пласт – скважина».

Перфорация в скважине проводится для решения следующих задач:

153

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

– вскрытие пластов – коллекторов нефти, газа и воды с целью вызова их притока в разведочных и эксплуатационных скважинах, закачка воды и газа в нагнетательных скважинах;

–повышение продуктивности скважины перед разрывом пласта, а также перед кислотной обработкой и другими воздействиями на прискважинную зону пласта;

–повторное вскрытие пласта после изоляционных работ или при переходе на другие эксплуатационные горизонты;

–прострел труб для заливки цементного раствора или восстановление циркуляции в прихваченной бурильной колонне для ее освобождения.

Геофизическое сопровождение вторичного вскрытия пластов перфорацией требуется для решения задач:

–контроля спуска в скважину перфоратора на кабеле;

–привязкиинтерваловперфорациикгеологическомуразрезу;

–контроля полноты срабатывания перфоратора;

–определения фактического положения интервала перфо-

рации;

–оценки качества прострелочных работ.

Контроль проведения качества перфорации пластов осуществляется геофизическими методами, включающими комплексы ЭК, РК, АК (приборы «Сова», МИД-СК и др.)

Виды перфорации скважин

Существует пять способов перфорации: пулевая, торпедная, кумулятивная, щелевая и пескоструйная.

Первые четыре способа перфорации осуществляются на промыслах геофизическими партиями с помощью оборудования, имеющегося в их распоряжении. Пескоструйная перфорация осуществляется техническими средствами и службами нефтяных промыслов.

Пулевая и торпедная перфорации применяются ограниченно, так как все больше вытесняются кумулятивной перфорацией.

154

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Кумулятивная перфорация осуществляется стреляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов. Прострел преграды достигается за счет сфокусированного взрыва. Такая фокусировка обусловлена конической формой поверхности заряда ВВ, облицованной тонким металлическим покрытием (листовая медь толщиной 0,6 мм). Энергия взрыва в виде тонкого пучка газов – продуктов облицовки – пробивает канал. Кумулятивная струя приобретает скорость в головной части до 6–8 км/с

исоздает давление на преграду до 0,15–0,3 млн МПа. При выстреле кумулятивным зарядом в преграде образуется узкий перфорационный канал глубиной до 350 мм и диаметром в средней части 8–14 мм. Размеры каналов зависят от прочности породы

итипа перфоратора.

Все кумулятивные перфораторы имеют горизонтально расположенные заряды и разделяются на корпусные и бескорпусные. Корпусные перфораторы после их перезаряда используются многократно. Бескорпусные – одноразового действия. Однако разработаны и корпусные перфораторы одноразового действия, в которых легкий корпус из обычной стали используется только лишь для герметизации зарядов при погружении их в скважину.

Перфораторы спускаются на кабеле (имеются малогабаритные перфораторы, опускаемые через НКТ), а также перфораторы, спускаемые на насосно-компрессорных трубах. В последнем случае инициирование взрыва производится не электрическим импульсом, а сбрасыванием в НКТ резинового шара, действующего как поршень на взрывное устройство. Масса ВВ одного кумулятивного заряда составляет (в зависимости от типа перфоратора) 25–50 г.

Максимальная толщина вскрываемого интервала кумулятивным перфоратором достигает 30 м, торпедным – 1 м, пулевым – до 2,5 м. Это является одной из причин широкого распространения кумулятивных перфораторов.

Рассмотрим устройство корпусного кумулятивного перфоратора ПК-105ДУ (рис. 2.14, а), нашедшего широкое распростра-

155

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

нение. Электрический импульс подается на взрывной патрон 1, находящийся в нижней части перфоратора. При взрыве детонация передается вверх от одного заряда к другому по детонирующему шнуру 2, обвивающему последовательно все заряды.

Корпусные перфораторы позволяют простреливать интервал до 3,5 м за один спуск, корпусные одноразового действия – до 10 м и бескорпусные или так называемые ленточные – до 30 м.

Ленточные перфораторы (рис. 2.14, б) намного легче корпусных, однако их применение ограничено величинами давления и температуры на забое скважины, так как их взрывной патрон и детонирующий шнур находятся в непосредственном контакте со скважинной жидкостью. В ленточном перфораторе заряды смонтированы в стеклянных (или из другого материала) герметичных чашках, которые размещены в отверстиях длинной стальной ленты с грузом на конце. Вся гирлянда спускается на кабеле. Обычно при залпе лента полностью не разрушается, но для повторного использования не применяется. Головка, груз, лента после отстрела извлекаются на поверхность вместе с кабелем. К недостаткам бескорпусных перфораторов надо отнести невозможность контролировать число отказов, тогда как в корпусных перфораторах такой контроль легко осуществим при осмотре извлеченного из скважины корпуса.

Кумулятивные перфораторы нашли самое широкое распространение. Подбирая необходимые взрывчатые вещества (ВВ), можно в широких диапазонах регулировать их термостойкость и чувствительность к давлению и этим самым расширить возможности перфорации в скважинах с аномально высокими температурами и давлениями. Однако получение достаточно чистых с точки зрения фильтрации и глубоких каналов в породе остается актуальной проблемой до сих пор. В этом отношении определенным шагом вперед было осуществление пескоструйной перфорации, которая позволяет получить достаточно чистые и глубокие перфорационные каналы в пласте.

156

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

аб

Рис. 2.14. Устройство корпусного (а) и ленточного (б) перфоратора

Область применения щелевой перфорации скважин:

–в скважинах из бурения;

–перед операцией гидроразрыва пласта (ГРП);

–в нагнетательных скважинах (ППД);

–в скважинах с близкорасположенными водоносными горизонтами;

–в скважинах с вязкой нефтью, с высоким содержанием парафина.

157

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Основные преимущества щелевой перфорации:

–качественное вскрытие зоны продуктивного пласта;

–щадящее воздействие на эксплуатационную колонну и заколонноецементное кольцовышеи нижеинтервала перфорации;

–создание надежного сообщения с пластом;

–снижение рабочего давления при проведении гидроразрыва пласта;

–увеличение зоны вскрытия продуктивного пласта по сравнению с кумулятивной.

Технология проведения перфорации

Для выполнения требований «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» и «Единых правил безопасности при взрывных работах» перед спуском перфоратора (во время шаблонирования или после) необходимо провести регистрацию значений температуры и давления от устья до интервала перфорации.

Привязку к глубине интервала перфорации обеспечивают

спомощью тех же методов – ЛМ, ГК, НК. Привязку реализуют посредством следующих операций:

–в скважину опускают до искусственного забоя сборку модулей ЛМ, ГК, НК и при ее подъеме проводят запись кривых

сдетальностью, соответствующей детальности этих кривых, полученных ранее;

–сопоставляют кривые по глубине, и над верхней границей планируемого интервала перфорации на привязочных кривых ГК, НК, ЛМ ставят метку;

–на геофизическом кабеле между устьем скважины и подъемником завязывают привязочную метку, хорошо различимую для машиниста подъемника, положение которой соответствует метке, выставленнойна кривых ГК, НК, ЛМ;

–по кривым ГК, НК и ЛМ рассчитывают расстояние от привязочной метки до нижней границы планируемого интервала перфорации.

158

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

При вскрытии пласта «снизу – вверх» положение первой метки на кабеле для установки перфоратора находят, откладывая на кабеле от привязочной метки в сторону подъемника отрезок, равный длине интервала перфорации, и завязывая в его конце двойную метку.

Интервал перфорации определяется по формуле

L1 = H + b – E,

где H – невязка (расстояние между отверстием перфорации и точкойостановкиприбора), b – точка записиканала привязки(ГК), E – длинасборки(перфоратоа).

Факт срабатывания перфоратора устанавливают по звуковым эффектам, сейсмоакустическим сигналам, рывку кабеля. Для перфораторов, спускаемых на кабеле, срабатывание фиксируют по замыканию электрической цепи перфоратора, вызванному скважинной жидкостью. Оценку полноты срабатывания корпусных перфораторов и перфораторов, спускаемых на НКТ, выполняют внешним осмотром после их извлечения из скважины.

Для разрушающихся перфораторов оценка полноты срабатывания решается по материалам исследований акустическим телевизором (сканером).

Определение фактического положения интервала перфорации является обязательным во всех случаях, кроме спуска перфоратора на НКТ. Контроль положения интервала перфорации осуществляют:

–локацией муфт и отверстий (ЛМ);

–по данным термометрии, если они получены непосредственно после перфорации (эффективность выделения максимальна для бескорпусных перфораторов);

–по данным электромагнитной (магнитоимпульсной) дефектоскопии колонн, которая также эффективна в случае применения бескорпусных перфораторов, создающих трещины в обсадных трубахилираздувающихих;

–по результатам АК-сканирования.

159

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

При проведении дострелов и уплотнения перфорации определение фактического положения достреленного интервала устанавливают по результатам термометрии и АК-сканирования

(рис. 2.16).

Сверлящая перфорация

Сверлящую перфорацию применяют для избирательного повторного вскрытия без ударного воздействия тонких нефтенасыщенных пластов, расположенных рядом с водонасыщенными породами, и для создания ремонтных отверстий в многоколонных скважинных конструкциях при ремонте скважин.

Разные модели сверлящих перфораторов позволяют производить вторичное вскрытие коллекторов в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах. При необходимости сверления нескольких отверстий в одной плоскости прибор комплектуют модулем углового ориентирования, который осуществляет поворот перфоратора вокруг его оси на заданный угол (без азимутальной привязки углов).

Перфораторы, спускаемые на НКТ, позволяют осуществлять вскрытие пласта в наклонно направленных или сильно искривленных скважинах, в которых невозможно произвести спуск перфоратора на кабеле. Основное назначение перфораторов этого типа – вскрытие пласта при депрессии и герметизируемом устье скважины. Перфорация на депрессии позволяет предотвратить попадание промывочной жидкости в прискважинную зону пласта в момент его вскрытия и, как следствие, исключить ухудшение проницаемости в прискважинной зоне. Длина сборки перфоратора при спуске его на НКТ практически неограничена, что позволяет вскрывать пласт большой протяженности, а также несколько разобщенных пластов, находящихся на значительном расстоянии друг от друга по глубине.

Контроль проведения качества перфорации пластов осуществляется геофизическими методами, включающими комплексы ЭК, РК, АК (приборы «Сова», МИД-СК и др.).

160