§ 3. Гидропескоструйная перфорация скважин

Кроме перфорации скважин, этот метод применяют для создания каналов, соединяющих ствол скважины с пластом (вместо пулевой или кумулятивной перфорации), при кислотной обработке скважин и других методах воздействия на призабойную зону.

Метод гидропескоструйной перфорации основан на использовании кинетической энергии и абразивных свойств струи жидкости с песком, истекающей с большой скоростью из насадок перфоратора и направленной на стенку скважины. За короткое время струя жидкости с песком образует отверстие или прорезь в обсадной колонне и канал или щель в цементном камне и породе пласта (рис. 105). Жидкость с песком направляется к насадкам перфоратора по колонне насосно-ком-прессорных труб с помощью насосов, установленных у скважины.

При гидропескоструйной перфорации применяют то же наземное оборудование, что и для гидравлического разрыва пласта: насосные агрегаты, пескосмесительные машины и др.

Подземное оборудование состоит из гидроперфоратора, спускаемого в скважину на насосно-компрессорных трубах. В корпусе гидроперфоратора (рис. 106) имеются гнезда для держателей насадок и заглушек. Держатель насадки имеет широкую наружную гайку, которая предохраняет в процессе обработки пласта участок корпуса перфоратора с резьбой от разрушения его отраженной струей жидкости с песком. По мере износа гаек держатели и насадки заменяют.

Насадки перфоратора диаметром 4,5 мм и длиной 20 мм, изготовляемые из абразивостойких сплавов, установлены под углом 2—3° к горизонтальной плоскости, что повышает абразивное действие струи в результате изменения направления и снижения отрицательного действия отраженной струи, а также исключает разрушение корпуса насадок. В зависимости от вида перфорации насадки в перфораторе устанавливают различно. Для вскрытия пласта путем создания горизонтальной круглой щели четыре насадки размещаются в одной горизонтальной плоскости, в остальные гнезда ввинчиваются заглушки.

При создании диаметрально противоположных вертикальных щелей насадки размещаются в вертикальной плоскости по две или три с каждой стороны перфоратора. Число и размещение насадок при создании каналов в породе определяются геолого-промысловыми условиями.

Рис. 105. Схема гидропескоструйной перфорации	Рис. 106. Гидроперфоратор: / — хвостовик; 2 — корпус; 3 — шариковый клапан; 4 — держатели насадок; 5 — стопорное кольцо; 6 — насадки; 7 — заглушки

Колонну спущенных труб перед перфорацией опрессовывают на рабочее давление, для чего над перфоратором устанавливается шариковый клапан. После окончания опрессовки шарик извлекают на поверхность обратной промывкой, т. е. прокачкой жидкости в пространство между эксплуатационной колонной и насосно-компрессорными трубами.

Для гидропескоструйной перфорации в нефтяных скважинах в качестве жидкости-песконосителя применяют нефть, а в нагнетательных скважинах — воду. В качестве абразивного материала используют отсортированный кварцевый песок фракции 0,5—0,8 мм. Концентрация песка в жидкости должна составлять 50—100 г/дм³. Скорость прокачки смеси жидкости с песком составляет 3,0—4,0 л/с на одну насадку. В этом случае скорость выходящей из насадки струи жидкости будет равной 200—260 м³/с, а перепад давления в насадках 18—22 МПа. Продолжительность перфорации одного интервала продуктивного пласта составляет 15—20 мин. После перфорации нижнего интервала перфоратор устанавливают в следующем верхнем. В новых интервалах установки перфоратора операция повторяется при том же режиме проведения процесса.