СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассмотрены несколько уже введенных в эксплуатацию скважин и проблемы, связанные с ними, также будут рассмотрены перспективные технологии вторичного вскрытия и освоения скважин, исследованы составы буровой промывочной жидкости.

На основе рассмотренных данных был подобран перспективный вариант вторичного вскрытия, а именно радиальное перфорационное бурение.

Ключевые слова: опытно-промышленные испытания, ремонтно-изоляционные работы, обработка призабойной зоны, вторичное вскрытие, гидроразрыв пласта, винтовой забойный двигатель, геолого-технические мероприятия.

Одним из важнейших этапов строительства скважин является вторичное вскрытие (перфорации). От качества подбора и проведения работ по вторичному вскрытию зависит гидродинамическая связь скважины и пласта. Из-за низкого качества проведения перфорационных работ снижается эксплуатационный ресурс и показатель нефтеотдачи. Самыми распространенными способами вторичного вскрытия являются прострелочно-взрывные технологии (80-85%).

Отметим, что, несмотря на широкий выбор различных способов перфорации, чаще всего проводят прострелочные работы с кумулятивными перфораторами.

Современные кумулятивные перфораторы очень развиты, но неправильно подобранная технология или неправильно выбранный заряд могут отрицательно повлиять крепь цементного камня. Проведенные лабораторные исследования показали, что энергия кумулятивного взрыва придает снаряду скорость больше 8000 м/с и ударный импульс около 25 000 МПа. Высокая скорость и большой ударный импульс создают ударное пробивное усилие и нагрузку растяжения, а цементный камень очень чувствителен к таким нагрузкам. Хотя длительность, создаваемой нагрузки растяжения, больше в 2 раза, чем длительность периода сжатия, она создает давление соизмеримое с абсолютной энергией взрыва.

Но кумулятивные заряды могут пагубно влиять не только на цементный камень, но и на породу. Большое давление, создаваемое кумулятивной струей, уплотняет стенки только что созданных перфорационных каналов. Уплотнение стенок перфорационных каналов ведет к снижению их проницаемости (особенно в газовых скважинах), впоследствии параметры производительности тоже падают.

Все эти данные были получены только после того, как глубинное оборудования для перфорации стали снабжать сенсорной аппаратурой, способной регистрировать влияние кумулятивных взрывных волн.

Для защиты крепи скважины от пагубного воздействия энергии кумулятивного заряда УГНТУ совместно с ОАО «БашНИПИнефть» разработана компоновка перфорационного оборудования с использованием имплозионных камер. Похожую конструкцию применяли в Коминефть для обработки ПЗП (с 1966 г.). Имплозионные камеры имеют специальную конструкцию для частичного поглощения энергии взрыва, устанавливаются над и под перфоратором (рисунок 1). В конструкцию также можно включить дополнительные технологические баки для обработки призабойной зоны кислотой для интенсификации притока.

Щелевая и сверлящая перфорации считаются щадящими методами и устройствами. Образующиеся после щелевой и сверлящей перфорации отверстия наиболее оптимальны с точки зрения гидравлического совершенства. Хорошая гидравлическая связь пласт-скважина за счет сверления отверстий определенного диаметра и глубины. При таком методе перфорации отсутствует взрывная волна и нарушение целостности цементного камня минимизируется.

Рисунок 1. Конструкция перфоратора с импорзированными камерами: 1 – корпус перфоратора; 2 – заряд; 3 – детонирующий шнур; 4 – головка инициирующая; 5 – переводник; 6 – трубка

Принцип действия предельно прост – режущий диск перемещается вдоль корпуса перфоратора, при этом находясь в постоянном контакте с колонной и прилагая к ее стенке усилие для разрушения цементного камня. Одновременно с режущим диском, образованная борозда обрабатывается гидромониторной струей большого давления. Струя помогает разрушить цементный камень и намывает каверну в горной породе вдоль перфорационного отверстия. Этот метод отличается своей простотой и надежностью.

С целью экономии времени, затрачиваемого на строительство скважин, были разработаны компоновки внутрискважинного оборудования, позволяющие выполнить вторичное вскрытие пласта и освоить скважину за одну спускоподъемную операцию. Такой вариант компоновки включает в себя перфоратор (создание гидродинамической связи пласт-скважина), отсеки для технологической жидкости и струйный насос (обработка ПЗП для освоения), комплекс контрольно-измерительных приборов (регистрация и контроль параметров работы компоновки), общий вид таких компоновок представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. Компоновка щелевого перфоратора

Перфораторы типа ПС-112 (ВНИИГИС, г. Октябрьский) получили распространение в отдельных регионах. Аппаратура такого типа позволяет сделать перфорационные каналы глубиной 70-80 мм и диаметром около 200 мм. Каналы глубиной 80 мм чаще всего недостаточны, поэтому после производят дополнительный перестрел кумулятивными зарядами.

Многие институты и предприятия вели разработки технологий позволяющих повысить эффективность вторичного вскрытия, часто объединяя свои усилия для достижения этой цели.

Технологии разветвленного вскрытия пласта

Следующим этапов в развитии технологий вторичного вскрытия стало создание технологии разветвленного вскрытия пластов с малым и сверхмалым радиусом отклонения от вертикали (рисунок 3). Создание перфорационных каналов может осуществляться двумя способами: 1) вращательный – с применением винтового забойного двигателя; 2) струйный – создание фильтрационного канала высоконапорной струей жидкости с добавлением абразива (в зависимости от типа породы). Радиус кривизны каждого пробуренного канала проверяется специальным инструментом (радиус кривизны 0,3м). Впервые такие компоновки начали применять зарубежные компании Liberta NG, Petrojet, Radial Drilling Services Inc., RadTech Inc (все США, кроме Radial Drilling Services Inc).

Рисунок 3. Технология радиального вскрытия

И у вращательного, и у струйного способов есть недостатки. При вращательном способе отсутствует телеметрический контроль в реальном времени траектории фильтрационных каналом, напомню, что контроль траектории проводится уже после создания канала. При использовании струйного способа создается большое давление (до 100 МПа) и скорость (до 400 м/с) струи, что может повлечь за собой поглощение и загрязнение продуктивного пласта с низким пластовым давлением. Кроме того, высокоскоростная струя может образовать каверны склонные к обвалам породы. Такие каверны возникают на участках сильно дренированной заколонной области ПЗП, сложенной слабосцементированными обломочно-осадочными породами.

Совершенствование технологий радиального вскрытия привело к появлению метода глубокой перфорации радиальным бурением. Техника и технология глубокой перфорации позволяет предотвратить и устранить образование конусов ГНВК в призабойной зоне. Технологическая схема оборудования для произведения таких работ представлена на рисунке 4.[17].

Рисунок 4. Технология глубокой перфорации

Способ вторичного вскрытия технологии глубокой перфорации позволял создать каналы с радиусом кривизны 4-10 м. Каналы могут быть от 10 м до 50 м длину, диаметр каналов варьируется от 48 мм до 60 мм.

ТЕХНОЛОГИЯ «Radial Drilling Services» ИМЕЕТ РЯД НЕОСПОРИМЫХ ПРЕИМУЩЕСТВ:

• Прогнозируемая траектория механического бурения каналов (подтверждается проведением инклинометрии);
• Возможность многократного входа в пробуренные каналы;
• Возможность проведения СКО и других химических ОПЗ в пробуренных каналах через гидромониторную насадку «Radial Drilling Services»;
• Возможность обсадки пробуренных каналов фильтрами (для терригенного коллектора);
• Состоит исключительно из узлов отечественного производства;
• Конкурентная стоимость.

Изучив все технические характеристики и преимущества видно, что технология подходит для нашего случая. Учитывая, что есть возможность контролировать траекторию бурения каналов, провести кислотную и другую обработки сразу после бурения для интенсификации добычи.

Список литературы:

1. Акульшин В.С.Эксплуатации нефтяных и газовых скважин. / Акульшин В.С., Бойко Ю.А., Зарубин В.М., Дорошенко О.И. – Москва : Недра, 2018.
2. ООО «Radial Drilling Services» : Радиальное бурение скважин, официальный сайт [сайт] – URL: http://perfobur.com
3. Амиян В.А Вскрытие и освоение нефтегазовых пластов / Амиян В.А., Васильева Н.П. – Москва : Недра, 1972. 186 с.
4. Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. – Москва : Недра, 1990. 138 с.
5. Шамов Н.А. Технология и технические средства улучшения гидродинамической связи скважины с пластом / Шамов Н.А., Лягов А.В., Зинатуллина Э.Я., Асеев Е.Г., Бубелов А.В. – Уфа : Нефтегазовое дело. 2016. Том 4. № 1. С. 47 - 57.