По данным термометрии.
1 — цемент; 2 — порода
Рисунок 4.8 Пример выделения интервала затрубной циркуляции воды в нагнетательной скважине по данным термометрии.
1 — интервал перфорации; 2 — интервал заколонной циркуляции
излучение. Участки затрубной циркуляции, притока и поглощения жидкости отмечаются повышенным гамма-излучением.
Дефектоскопия. К дефектоскопии относится определение внутреннего диаметра колонны, толщины стенок, местоположения муфт, перфорированных участков, прихвата труб. В разделе цементометрии рассматривались методы определения дефектов обсадных колонн гамма-гамма методами.
Рисунок 4.9 Примеры записи диаграмм дефектомера-толщиномера:
/ — муфтовые соединения; 2 — центрирующие рамки; 3 — интервал перфорации; 4 — порыв колонны
Рисунок 4.10 Пример определения интервала перфорации локатором муфт
Для определения местоположения муфт применяют индукционный локатор муфт. Локатор муфт имеет индуктивную катушку намотанную на стальной сердечник соединяющий постоянные магниты с полюсами направленными навстречу друг другу. Магнитное поле катушки замыкается через стенки обсадной трубы. Если толщина трубы не меняется, то в катушке индуктивности не возникает ЭДС. При изменении толщины трубы, прохождении муфт, резко меняется сопротивление магнитной цепи, изменяется магнитное поле и в катушке возникает ЭДС. Для уточнения мест перфорации до прострела участок трубы намагничивается. После перфорации магнитное поле труб уменьшается, что фиксируется локатором муфт. Для определения мест прихвата труб так же применяют предварительное их намагничение, затем подвергают трубы механическому крутящему напряжению под действием которого не прихваченные участки труб размагничиваются. Зоны прихвата труб будут отмечаться повышенным магнитным полем и фиксироваться локатором муфт.
4.2 Прострелочно-взрывные работы
Перфорация. После окончания бурения скважины в нее спускается обсадная колонна и производится цементирование затрубного пространства. Этим достигается укрепление ствола скважины и разобщение пластов содержащих нефть, газ, воду. Продуктивные горизонты необходимо вскрыть и обеспечить их связь со скважиной. С этой целью производится перфорация обсадной колонны и цементного кольца, т. е. проделывание отверстий.
Для этой цели используют кумулятивные (беспулевые), пулевые и торпедные перфораторы.
Кумулятивное устройство перфоратора состоит из металлического корпуса с конусообразной внутренней воронкой. В суженой части воронки размещается взрывчатое вещество (гексоген), детонатор и внутренняя металлическая воронка. В момент взрыва возникают сильные давления, повышается температура, расплавляя металлическую воронку. Конструкция устройства рассчитана таким образом, что формируется острая струя из расплавленного металла, которая вылетает со скоростью 6-8 км/сек проплавляет обсадную колонну и проникает глубоко в горную породу пласта.
Для перфорации применяют и бескорпусные кумулятивные заряды, заключенные в герметичную оболочку. Заряды формируются в гирлянду. При выстреле оболочки зарядов разрушаются. Оболочка зарядов делается из легко разрушающихся материалов: тонких металлических лент, легкого алюминиевого корпуса, Пробивная способность бескорпусных перфораторов выше, чем у перфораторов многократного действия. Применяются перфораторы пулевого действия. Они имеют горизонтальные и вертикально-криволинейные направляющие стволы. Крупнокалиберные пули такого перфоратора пробивают стенки обсадных колонн и проникают в породу, образуя в ней канал и систему трещин.
Перфораторы могут быть залпового и селективного действих. Их опускают в скважину на одножильном кабеле. Для инициирования взрыва применяются различного типа электродетонаторы.
Кроме взрывных перфораторов применяются гидропескоструйные. Через сопло в трубе вылетает с большой скоростью под высоким давлением жидкость с взвешенным песком. Такая струя может обрезать колонну по кольцу или создать в ней продольную щель.
Применяются и фрезерные перфораторы, которыми можно проделывать щелевые отверстия в колонне труб.
Торпедирование – это производство взрывов в скважине. Торпеда – подготовленный к взрыву заряд. Торпеда должна иметь заряд взрывчатого вещества, электрозапал, капсюль-детонатор и шашки взрывчатого вещества усиливающего первоначальный импульс детонации.
Рисунок 4.11 Средства взрывания:
А) капсюль-детонатор; б) электродетонатор; в)взрыв-патрон
Основной задачей торпедирования пласта, является создание в нем зоны протяженных трещин. Масса торпед в исключительных случаях может достигать нескольких тонн.
Торпедирование применяется для целей ликвидации прихвата труб, разрушения металлических предметов на забое, разрушение твердых горных пород, валунов, очистки фильтра.
Осколки предметов, разрушенных взрывом извлекаются на поверхность магнитом, шламмоуловителем
Взрывные пакеры. Применяют для разобщения и перекрытия ствола скважины. Пакер ВПШ спускается на трубах или кабеле, и после окончания работ разбуривается. Пакер ПВЗ может использоваться многократно. Применяются пакеры со специальными устройствами для обеспечения отклонения скважины при забуривании боковых стволов. Пакер обеспечивает установку отклонителя в заданном направлении и одновременно герметично перекрывает нижнее пространство. Кроме взрывных пакеров используются и съемные гидравлические.
Работы по ликвидации аварий в скважинах с использованием взрывных методов можно разделить на группы:
Ликвидация прихвата труб, ликвидация металла на забое, предупреждение аварийных ситуаций, работы по ликвидации поглощения раствора, глушение фонтана, зарезка другого ствола, извлечение обсадных колонн, восстановление проходимости в смятой колонне.
Для ликвидации прихвата труб требуется точная установка заряда (торпеды) против выбранного резьбового соединения. Величина заряда должна быть оптимальна, чтобы не разрушить трубы и ликвидировать аварийную ситуацию. Исследованиями установлено, что снижение действия взрыва обусловлено гидростатическим давлением в скважине, диаметром и толщиной труб. Взрывные методы «встряхивания» и отвинчивания прихваченных труб являются самыми эффективными.
Используются так же кумулятивные турборезы с минимальным воздействием на колонну и заколонное цементное пространство.
Работы по разрушению металла на забое выполняются с использованием осевых кумулятивных торпед. Мелкие куски металла на забое извлекаются специальными ловителями. Возможно сжигание металла самовоспламеняющимися смесями и окислителями.
Работы по предупреждению смятия труб в интервалах пластичных пород (глин, солей) заключаются в создании двойной обсадной колонны (участка). Труба меньшего диаметра запрессовывается в трубу большего диаметра посредством детонирующего шнура, протянутого по всей длине трубы.