4.10. Выбор типо – размера перфоратора и технологии перфорации

При формировании технологии вторичного вскрытия пластов основное внимание уделяют выбору типо – размера перфоратора. Последний определяет необходимое геофизическое сопровождение и комплекс вспомогательного оборудования. На рисунке 88 представлена схема выбора типо – размера перфоратора и формирования технологии вторичного вскрытия.

Для решения задачи, стоящей перед перфорацией с учетом характеристики объекта и техногенных изменений его ФЕС обосновывается методика вторичного вскрытия. Для ее реализации с учетом геолого – технических условий в скважине выбирают типо – размер перфоратора. Предпочтение отдаётся по следующим показателям перфоратора :

- возможности спуска, инициирования срабатывания и привязки к геологическому разрезу в заданных конкретных геолого - технических условиях ;

- термобаростойкости перфоратора;

- воздействию на конструкцию скважины;

- пробивной способности ;

- возможности повышения плотности перфорации или расширения интервала без глушения скважины.

Естественно, технология вторичного вскрытия и перфорации в каждом регионе складывается годами и геофизические предприятия на основе собственного опыта устанавливают необходимый комплекс перфораторов и вспомогательного оборудования. По мере перехода месторождений от одной стадии к другой возрастают и требования к технологии перфорации

СХЕМА

ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ

ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПЛАСТОВ.

4.11. Техника и технология повышения продуктивности добывающих и приёмистости нагнетательных скважин

Энергия взрыва может использоваться для увеличения подвижности флюида в прискважинной зоне пласта. Для этих целей применяются пороха, горюче- окислительные составы (ГОС) или топливно – окислительные составы (ТОС). Скорость горения их на порядки меньше скорости детонации и поэтому их можно сжигать в скважинах в больших количествах, не нанося урон конструкции скважины. Cравнительно медленное выделение энергии, тем не менее, может обеспечить создание в стволе скважины давление до 100 МПа.и выше. Максимальное давление, которое необходимо получить в скважине, рассчитывается путём подбора одновременно сжигаемой массы пороха или ГОС в данных термобарических условиях скважины. Температура продуктов сгорания достигает 1000 ⁰С и более. Таким образом, в зоне сжигания пороховых зарядов создаются экстремальные термобарические условия. Проникая через перфорационные каналы раскалённые газы высокого давления создают в породе трещины и очищают прискважинную зону от асфальтенов и других высоковязких соединений. Деформация пород в таких термобарических условиях способствует сохранению образовавшихся трещин в раскрытом состоянии.

Размеры образовавшейся зоны увеличенной подвижности флюида вокруг скважины достигают 7 -10 м.

Базовым пороховым генератором давления является ПГДБК (пороховой генератор давления бескорпусный), разработанный Б.М.Беляевым и Р.А.Слиозбергом.

ПГДБК - представляет собой систему пороховых зарядов , имеющих центральные каналы. Внутри канала размещена опорная трубка из алюминиевого сплава. На концах трубки находятся штуцер и муфта . для соединения зарядов в гирлянду необходимой длины. Замок у трубок обеспечивает герметичное соединение. Низ сборки трубок герметизируется заглушкой, верх – кабельной головкой особой конструкции. Боковая поверхность зарядов изолирована хлопчатобумажной тканью , пропитанной эпоксидной смолой. Гирлянда зарядов спускается в скважину на геофизическом кабеле. На первом этапе через геофизический кабель подаётся электрический импульс для воспламенения пиропатрона, который вместе с пусковыми воспламенителями находится в герметически изолированных трубках .Горение пиропатронов и пусковых воспламенителей через стенки трубок поджигают заряды. Фронт горения продвигается по заряду от поверхности внутреннего канала к внешней поверхности заряда .Постоянное увеличение площади горения обеспечивает нарастание давления и, соответственно, скорости горения. В итоге в ПГДБК сгорание зарядов протекает значительно быстрее, чем в других системах (АДС5,АДС6).

Основные компоненты ПГДБК:

1 – кабельная головка;

2 – пиропатрон;

3 – трубка из сплава алюминия;

4 – заряд пороховой; 6 – нижняя заглушка.

В таблице №4.5 даны характеристики генераторов давления бескорпусных различной термостойкости (100 и 150С).

5 – соединительный узел

При обработке пластов ПГДБК необходимо учитывать эффекты, связанные с

образованием большого количества высокотемпературных газов (1000 литров газа на 1литр пороха ), в среде которых сгорает 100 – 150 метров геофизического кабеля в скважине

. Кроме того возможен выброс нескольких десятков метров кабеля из скважины.

Для предупреждения нежелательных эффектов основной кабель и его наконечник должны отстоять от кабельной головки ПГДБК не менее чем 150 - 200 метров. С этой целью между кабельным наконечником и головкой ПГДБК размещают <<косу>>, то есть отрезок старого геофизического кабеля, который сгорит при срабатывании ПГДБК.

Таблица№ 4.5.

Характеристики ПГДБК и аккумуляторов давления скважинных (АДС5 и АДС6)

Показатель	ПГДБК100	ПГДБК150	АДС5, АДС6
Наружный диаметр. мм	92	92	112
Минимальный внутренний диаметр,мм	118	118	130
Максимальное, минимальное давление , МПа	80/5	80/5	50/3
Предельная температура, 0С	100	150	100
Длина порохового заряда,мм	1000	1000	1200
Масса порохового заряда,кг	10	10	16 (АДС5) 14(АДС6)
Максимальное число зарядов при одном спуске	10	10	12

Более сложная проблема – борьба с выбросом нескольких десятков метров кабеля с сильной деформацией его при формировании в скважине специфических волн.

Время нарастания давления до максимального значения в скважине при сжигании ПГДБК не превышает 1 секунды.

На рисунке №4.23. приведён график изменения давления в скважине при срабатывании ПГД100.

Р

2Р₀

Р₀

0

0,5 1,0 1,5 2,0 Т, с

Рис. 4.23. Изменение давления в скважине при срабатывании

ПГДБК100 Р₀ =30 МПа , 7 зарядов.

В настоящее время существует множество разработок пороховых генераторов, спускаемых в скважину на кабеле через НКТ. Одним из таких устройств является ПГД-42Т, разработанный специалистами ВНИПИВзрывгеофизики.

Рис.№4.24 Генератор давления ПГД-42Т,

1 – пороховой заряд; 2-воспламенитель;3- взрывной патрон;

4- геофизический кабель;5- груз;6- НКТ с воронкой ;7- генератор;8 –ОК; 9 – образованные трещины.

Технические характеристики ПГД- 42Т.

Габарит перфоратора -42 мм; предельное давление в скважине 100 МПа; предельная температура применения - 200 ⁰С; масса одного заряда ­- 1кг; максимальное число одновременно спускаемых зарядов -20.

Малогабаритный термостойкий пороховой генератор ПГД-42Т способен создавать высокоскоростной импульсный разрыв пласта при малой массе зарядов. Это обеспечила новая конструкция системы воспламенения. Генератор может применяться при реализации комплексных технологий совместно с КО и ГКО.

Создание пороховых генераторов с регулируемым импульсом давления также относится к приоритетным направлениям работ ВНИПИВзрывгеофизики.

Отличительной особенностью таких генераторов является возможность программирования количества импульсов давления и формы этих импульсов за один спуск в интервал воздействия . На рисунке №4.25. представлены изменения давления в скважине при обработке пласта пороховым генератором давления с регулируемым импульсом давления ПГД-42ТЦ. Генератор данного типа в зависимости от поставленной задачи может обеспечить как создание трещин в пласте, так и термообработку ПЗП с закачкой в пласт горячих носителей.

Рис 4.25.

Технические параметры генератора : габарит – 42мм; предельное давление применения – 100 МПа; предельная температура применения – 200 ⁰С; масса одного заряда -1кг; длина заряда – 500мм; число одновременно спускаемых зарядов- 15. На рисунке 4.26. представлен сам генератор с преобразователем взрывных процессов и схема воздействия на пласт в режиме создания трещин.

2

Рис.№4.26..Работа генератора ПГД-42ТЦ.

1- каротажный кабель ; 2- НКТ; 3 – обсадная колонна; 4 –скважинная жидкость ; 5-генератор; 6 – трещины в пласте ; 7 продукты горения ; 8 – преобразователь взрывных процессов.

Идея совмещения процесса перфорации с разрывом пласта пороховым генератором давления всегда казалась привлекательной по нескольким причинам. Во- первых , порода не успевает отрелаксировать после перфорации и в минералах присутствует высокая концентрация дефектов различного типа. Это должно способствовать развитию трещин и возникновению новых фильтрационных путей. Во– вторых, исключается попадание в перфорационные каналы большого количества кольматанта, осыпающегося со стенок обсадных труб снижающегоэфективность последующего применения пороховых генераторов давления. Тем более если между перфорацией и ПГД временной интервал составляет несколько часов. Имеется и негативная составляющая такой технологии. Она заключается в усилении воздействия на обсадную колонну. Как показано выше, возникающие при перфорации у пробитых отверстий трещины легко будут развиваться под действием газов ваысокого давления от сработавшего порохового генератора. Поэтому т

1

2

ехнология может быть применена только в тех случаях, когда интервал перфорации обсажен прочными трубами с высокой ударной вязкостью, а перфоратор формирует чёткие круглые отверстия без микротрещин.

Рис 4.27 Перфоратор - генератор комплексный

1 -кумулятивный заряд .2 – пороховой генератор давления

83