Перфорация обсадной колонны

17.11.2020

Для сообщения полости эксплуатационной колонны с продуктивным пластом после затвердения тампонажного раствора в ней с помощью специальных аппаратов, называемых перфораторами, пробивают некоторое число отверстий. Координаты участка, в котором должны быть пробиты отверстия, уточняют по данным геофизических исследований, выполняемых перед спуском колонны. В настоящее время используют в основном перфораторы стреляющие и гидроабразивного действия. Наиболее широко применяются два типа стреляющих перфораторов: пулевые и кумулятивные. Принципы действия их и техника перфорации рассматриваются в курсе «Промысловая геофизика».

До начала перфорации обсадную колонну тщательно промывают. Промывочная жидкость во избежание загрязнения продуктивного пласта должна удовлетворять требованиям, указанным ранее. Коэффициент трения между внутренней поверхностью обсадной колонны, покрытой пленкой промывочной жидкости, и поверхностями геофизических приборов и кабеля, при помощи которого спускают приборы, должен выть минимальным.

Устье скважины для перфорации должно быть герметизировано специальной перфорационной задвижкой высокого давления. Так как после прострела нескольких отверстий в колонне у устья может возникнуть избыточное давление, над устьем при подготовке к перфорации устанавливают специальный лубрикатор, который позволяет многократно спускать в обсадную колонну под давлением перфораторы.

При применении стреляющих перфораторов в ряде случаев возможны деформация обсадной колонны и образование значительных по протяженности трещин в цементном камне, а также нарушение сцепления камня с колонной. Чтобы уменьшить опасность растрескивания камня, некоторые исследователи рекомендуют перфорировать колонну, пока камень нe утратил полностью пластические свойства и не приобрел высокую хрупкость.

Гидроабразивная перфорация основана на использовании кинетической энергии струи жидкости, в которой взвешено некоторое количество высокоабразивных частиц кварцевого песка. Для прострела отверстий в обсадную колонну 2 (рис. 90) спускают на колонне насосно-компрессорных труб 1 специальный перфоратор 3. В корпусе 6 перфоратора размещены несколько коноидальных насадок 4 с диаметром проходного отверстия от 4 до 6 мм. После спуска перфоратора на заданную глубину промывают обсадную колонну и сбрасывают шар 5, который перекрывает проходное отверстие в хвостовике 7. Теперь жидкость, закачиваемая в насосно-компрессорные трубы, может выходить из них только через коноидальные насадки.

Чтобы пробить отверстие в обсадной колонне, цементном камне и горной породе, струя должна обладать большой кинетической энергией и высокой абразивностью. Поэтому скорость струи жидкости в насадке доводят до 120—150 м/с и более, а в состав жидкости вводят от 50 до 100 кг/м3 преимущественно кварцевого песка с зернами от 0,2 до 2 мм. Перепад давлений в насадке достигает 15—20 МПа и более. В качестве жидкости-песконосителя используют те системы, .которые не ухудшают коллекторские свойства продуктивного пласта, но создают противодавление, достаточное для предотвращения притока в скважину пластовой жидкости в период работ, связанных с перфорацией. Такими жидкостями могут быть дегазированная нефть, растворы на нефтяной основе, водный раствор хлористого кальция и т. п.

Струя абразивосодержащей жидкости, выходящая с высокой скоростью из насадки, способна пробить за короткий промежуток времени отверстие или щель в нескольких колоннах, цементном камне и любой горной породе. Длина перфорационного канала, образующегося при 15—20-минутном воздействии струи, может достигать 1 м и более, причем диаметр канала в обсадной колонне равен примерно 13—15 мм, а в породе — до 60 мм, т. е. больше, чем при других способах перфорации. С помощью гидроабразивного перфоратора можно пробивать не только отверстия круглого поперечного сечения, но также горизонтальные (при медленном вращении перфоратора вокруг вертикальной оси) и вертикальные (при медленном вертикальном перемещении) щели. Обычно в однородных, монолитных породах пробивают по два-четыре круглых канала на каждый метр мощности продуктивного пласта; в плотных, абразивостойких, слабопроницаемых и устойчивых породах рекомендуется пробивать вертикальные щели высотой от 100 до 500 мм, расстояние между щелями должно быть не менее 0,5 м. Щели размещают в шахматном порядке. Продолжительность обработки одного интервала с целью создания таких щелей — около 1 ч.

Гидроабразивная перфорация идет при непрерывной циркуляции жидкости. После того как кинетическая энергия струи израсходована, абразивсодержащая жидкость вытекает из пробиваемого канала в обсадную колонну и удаляется на дневную поверхность, при этом некоторое количество песка осаждается на забой. По окончании перфорации этот осадок вымывают из обсадной колонны способом обратной циркуляции. Если песок сильно уплотнился, его разрыхляют хвостовиком перфоратора, вращая для этого колонну насосно-компрессорных труб.

Гидроабразивная перфорация является весьма эффективным способом сообщения продуктивного пласта с эксплуатационной колонной. При этом способе цементный камень не растрескивается, а в обсадной колонне не возникают опасные деформации. Пробивка отверстий этим способом, однако, обходится дороже, чем стреляющими перфораторами. Для гидроабразивной перфорации требуются весьма мощные насосные агрегаты, пескосмесительные машины и сложная система обвязки машин с устьем скважины, а также специальная бригада квалифицированных рабочих. Этот способ целесообразно применять в тех случаях, когда другие малоэффективны: при малой проницаемости продуктивного пласта, при сильном загрязнении приствольной зоны пласта в процессе бурения, в трещинных коллекторах, а также при вскрытии пластов с очень высокой температурой, если отсутствуют термостойкие стреляющие перфораторы.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна