Способ перфорации обсадных колонн

Перфорация обсадной колонны.

Для вскрытия пластов с целью их эксплуатации или опробования в обсадной колонне и цементном кольце пробивают отверстия при помощи пуле­вой или беспулевой перфорации. Перфораторы, соединенные в гирлянды, спускают в скважину на каротажном кабеле. В ка­меры перфоратора закладывают заряд пороха и запал. При подаче тока по кабелю с поверхности порох воспламеняется и пуля с большой скоростью выталкивается из ствола перфора­тора. За один спуск и подъем перфоратор простреливает 6­­ – 12 отверстий пулями диаметром 11—11,5 мм.

Широкое распространение получила беспулевая перфора­ция. В этом случае отверстие в колонне создается не пулями, а фокусированными струями газов, которые возникают при взрыве кумулятивных зарядов.

Сущность кумулятивного эффекта заключается в том, что при взрыве заряда, обладающего выемкой, симметричной относительно направления рас­пространения взрывной волны, происходит направленное истечение продуктов взрыва.

При простреле отверстий в колонне на устье устанавливают специальную задвижку, позволяющую закрыть скважину при проявлении пласта после прострела. В процессе прострелочных работ скважина должна быть заполнена глинистым раствором для создания противодавления на пласт.

В каждом отдельном случае геологической службой в за­висимости от коллекторских свойств пласта, конструкции сква­жины, температуры и давления в интервале перфорации уста­навливается плотность прострела (количество отверстий на 1 м) и тип перфоратора. Для улучшения связи скважины с про­дуктивным пластом может применяться гидропескоструйный метод вскрытия пласта. В скважину на колонне насосно-компрессорных труб спускают струйный аппарат, состоящий из корпуса и сопел. При нагнетании в трубы под большим дав­лением жидкость с песком выходит из сопел с большой скоро­стью и песок разрушает колонну, цементное кольцо и породу. Гидропескоструйная перфорация имеет ряд преимуществ перед другими методами: отверстия в колонне и цементе не имеют трещин, имеется возможность регулировать диаметр и глубину отверстий, можно создать горизонтальные и вертикальные над­резы! К недостаткам этого вида перфорации следует отнести большую стоимость и потребность в громоздком наземном оборудовании.

Освоение и испытание продуктивных горизонтов (пластов) после спуска и цементирования эксплуатационной колонны.

По­следнее мероприятие перед сдачей скважины в эксплуатацию— вызов притока жидкости из пласта. Приток жидкости в сква­жину возможен только в том случае, когда давление на забой в скважине меньше пластового. Поэтому все работы по освое­нию скважин заключаются в понижении давления на забой и очистке забоя от грязи, глинистого раствора и песка. Эти ра­боты осуществляются различными способами в зависимости от характеристики пласта, пластового давления, количества газа, содержащегося в нефти, и технической оснащенности.

Для каждой скважины, подлежащей испытанию, должен со­ставляться план с учетом технологических регламентов на эти работы. В плане должны быть указаны: количество объектов испытания, их геолого-геофизические характеристики, интер­валы и плотность перфорации, тип перфоратора, порядок вы­зова притока в зависимости от коллекторских свойств пластов, конструкция скважин, пластовое давление и температура, до­пустимый предел снижения давления в эксплуатационной ко­лонне, схемы оборудования лифта и устья, данные об объемах и методах исследования. План должен утверждаться главным инженером и главным геологом объединения, треста, управле­ния геологии.

На газовых, газоконденсатных. скважинах с АВПД план по испытанию или опробованию пластов должен согласовываться с военизированной службой по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов. Ис­пытание или опробование пластов должно проводиться при на­личии акта готовности скважины к выполнению этих работ. Вызов притока и очистка забоя при освоении фонтанных сква­жин производятся промывкой скважины, нагнетанием в сква­жину сжатого воздуха (или газа), свабированием или комби­нацией этих способов. При промывке глинистый раствор, нахо­дящийся в скважине, заменяется водой или нефтью. Благодаря этому давление на забой уменьшается, а также происходит очистка его от глинистой корки и грязи. Промывку осуществ­ляют при собранной арматуре на устье скважины со спущен­ными в нее до фильтра насосно-компрессорными трубами. Эти трубы после промывки остаются в скважине для эксплуатаци­онных целей.

Часто скважины осваиваются при помощи сжатого воздуха (или газа). При этом в межтрубное пространство (между эксплуатационной колонной и насосно-компрессорными трубами) компрессором нагнетается сжатый воздух (или газ), вытесня­ющий жидкость в насосно-компрессорные трубы. В этом слу­чае трубы спускают не до фильтра, а только до глубины, с ко­торой давлением, создаваемым компрессором, можно прода­вить жидкость. Жидкость в трубах газируется, плотность ее уменьшается, уровень смеси газа и жидкости повышается до выкида и наступает выброс. При дальнейшем нагнетании газа или воздуха в межтрубное пространство плотность жидкости в трубах еще больше уменьшается, что влечет за собой сниже­ние давления на забой и поступление нефти из пласта в сква­жину.

Главный недостаток этого способа освоения скважины — большое и быстрое снижение уровня жидкости в скважине, вызывающее усиленный приток жидкости из пласта, что ведет к образованию мощных песчаных пробок, прихвату насосно-компрессорных труб и т. д.

При освоении скважин поршневанием в спущенные до фильтра насосно-компрессорные трубы спускают на стальном канате поршень или, как его иначе называют, сваб, имеющий клапан, открывающийся вверх. Поршень свободно погружается в жидкость, при подъеме же его вверх клапан закрывается и весь столб жидкости, находящейся над поршнем, выносится на поверхность.

При непрерывном поршневании уровень жидкости, запол­няющей скважину, будет постепенно понижаться. В конце кон­цов пластовое давление превысит давление столба жидкости в скважине и пласт начнет работать. Вызов притока (незави­симо от способа) на фонтанных скважинах должен произво­диться при собранной фонтанной арматуре.

Освоение скважин, вскрывших пласт с низким давлением, начинают с промывки забоя водным раствором специальных химических реагентов или нефтью. Не рекомендуется промы­вать забой чистой технической водой, так как в этом случае вода чрезвычайно вредно действует на коллектор и затрудняет получение притока. Затем приступают к возбуждению пласта тартанием при помощи желонки. Это длинное узкое ведро с кла­паном в днище, которое спускают в скважину на стальном ка­нате. Многократным спуском желонки скважину очищают от грязи, и столб жидкости в ней постепенно замещается нефтью, поступающей из пласта. После выполнения предприятием, ве­дущим бурение, плана работ по испытанию эксплуатационной скважины на приток, независимо от Полученных результатов, скважина передается промыслу для эксплуатации или для про­ведения дополнительных работ по ее освоению. Передача офор­мляется соответствующим актом.

Несколько иначе обстоит дело при бурении разведочных скважин. В этом случае предприятие, ведущее бурение, произ­водит испытание всех пластов (горизонтов), вскрытых скважиной и представляющих интерес с точки зрения нефтегазоносности. Испытание осуществляется снизу вверх. В случае огра­ниченности притока окончательная оценка промышленной нефтегазоносности производится по результатам испытания после применения известных методов обработки призабойной зоны или сочетания их. При этом рекомендуются следующие методы воздействия на призабойную зону пласта:

а) гидроструйная перфорация;

б) метод переменных давлений для устойчивых коллекторов всех типов;

в) кислотная обработка — для коллекторов, представлен­ных карбонатными породами, а также песчаниками с большим содержанием карбонатного цемента;

г) термокислотная обработка — для коллекторов, представ­ленных доломитами, доломитизированными известняками или песчаниками с карбонатным цементом, когда обычная кислот­ная обработка недостаточно эффективна;

д) гидравлический разрыв — для устойчивых коллекторов всех типов или гидрокислотный разрыв — для коллекторов, представленных карбонатными и карбонизированными поро­дами.

После испытания каждого объекта производится исследо­вание скважины Для определения параметров пласта и его гидродинамической характеристики. По окончании исследова­ний ставят цементный мост и переходят к следующему объ­екту. Наиболее совершенный метод изоляционных работ в сква­жине — использование различных пакерующих устройств, когда разобщающий мост устанавливают за один спуск в скважину и не требуется дополнительной заливки цементным раствором. Широко используется взрывной пакер — устройство, действую­щее за счет энергии взрыва порохового заряда. Взрывной па­кер создает в стволе герметичную пробку, выдерживающую перепад давлений до 30 МПа. Наиболее распространенный взрывной пакер — полый цилиндр из алюминиевых сплавов, ко­торый при срабатывании порохового заряда деформируется и запрессовывается в обсадную колонну. В случае отсутствия па­керующих устройств цементные мосты в обсадных колоннах устанавливают путем закачки цементного раствора через насосно-компрессорные трубы.

Если из разведочной скважины после проведенных работ получен промышленный приток нефти или газа, скважину пе­редают для дальнейшей эксплуатации. В том же случае, если после всех проведенных работ все испытываемые объекты ока­жутся «сухими», т. е. из них не будут получены промышленные притоки нефти или газа, скважина ликвидируется по геологи­ческим причинам. Факт ликвидации разведочной скважины после спуска в нее эксплуатационной колонны свидетельствует о некачественном испытании скважины в процессе бурения с помощью испытателей пластов.

При передаче скважины из бурения в испытание должен составляться акт, подписываемый руководством буровой орга­низации, буровым мастером и представителями организации по испытанию скважины.

Не подлежат передаче в испытание скважины: с негерме­тичной колонной; с цементным стаканом в колонне больше, чем предусмотрено проектом; с негерметичной обвязкой устья; с от­сутствием цемента за колонной против испытываемых пластов; в аварийном состоянии.

Работы по испытанию первого объекта в законченных буре­нием разведочных скважинах должны производиться с помо­щью буровой установки силами буровой бригады; испытание всех остальных объектов — специализированными подразделе­ниями. При длительном простое или консервации газовых сква­жин, находящихся в испытании, во избежание возникновения давления на устье над зоной перфорации необходимо устано­вить цементный мост.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Перфорация — обсадная колонна

Перфорация обсадной колонны или скважинного трубопровода осуществляется через превентор или перфорационную задвижку, устанавливаемую на крестовину — трубодержатель фонтанной арматуры. [1]

Перфорация обсадной колонны производится при заполненной до устья промывочной жидкости с плотностью, достаточной для создания противодавления на пласт в зависимости от ожидаемого пластового давления для данной скважины. [2]

Перфорацию обсадной колонны и цементного кольца следует производить с использованием специальных жидкостей и перфораторов, спускаемых на НКТ. [3]

Перфорацию обсадной колонны и цементного кольца следует проводить с использованием специальных жидкостей и перфораторов, спускаемых на НКТ. [4]

Перфорацию обсадных колонн применяют для вскрытия пластов в скважинах и производят с помощью специальной стреляющей аппаратуры — перфораторов Ч Различают пулевые, торпедные ( снарядные) и кумулятивные перфораторы. [6]

При перфорации обсадных колонн в эксплуатационных скважинах нижние дыры пробивают возможно дальше от водо-нефтяного ( газо-водяного) контакта. Если нефтяная скважина вскрыла газовую шапку, верхние дыры пробивают возможно ниже от газо-нефтяного контакта, чтобы уменьшить опасность прорыва газа в скважину и ускоренного израсходования пластовой энергии. [7]

Для перфорации обсадных колонн можно применять один из следующих способов: пулевой, торпедный, кумулятивный, гидропескоструйный ( см. гл. В настоящее время наиболее часто осуществляют кумулятивную перфорацию. [8]

При перфорации обсадных колонн также желательно соблюсти условие (14.171), в котором ру следует заменить на местное давление, возникающее на участке перфорации при взрыве зарядов. Наименьшие давления создаются при работе корпусными перфораторами. Так, при простреле колонны кумулятивным корпусным перфоратором ПК-103 на стенки колонны действует сравнительно небольшое давление — около 100 МПа. Очевидно, что возникающее давление значительно превышает допустимое. При эксцентричном положении перфоратора в колонне местное ударное давление оказывается в несколько раз выше, особенно при наличии зазора между стенкой скважины и цементным камнем. Таким образом, предупредить растрескивание цементного камня при перфорации невозможно — в интервале перфорации ( и несколько выше) цементное кольцо неизбежно разрушается. [9]

В интервале перфорации обсадной колонны целесообразно устанавливать скребки на трубах через каждые 0 5 м для образования более прочного цементного кольца за колонной и создания условий, препятствующих растрескиванию цементного камня при перфорации. [11]

В интервале перфорации обсадной колонны целесообразно устанавливать скребки на трубах через каждые 0 5 м для образования упрочненного цементного камня и создания условий, препятствующих растрескиванию цементного камня при перфорации. [13]

Применяются следующие способы перфорации обсадных колонн . [14]

Имеется несколько способов перфорации обсадной колонны : пулевая, торпедная, кумулятивная, пескоструйная. [15]

Источник

Методы перфорации и торпедирования скважин

По окончании бурения нефтяной или газовой скважины стенки ее закрепляют обсадными трубами; в интервалах залегания продуктивных (нефтегаз

По окончании бурения нефтяной или газовой скважины стенки ее закрепляют обсадными трубами; в интервалах залегания продуктивных (нефтегазоносных) и водоносных пластов колонну цементируют.

При этом нефтеносные и газоносные пласты оказываются перекрытыми обсадными трубами и цементным кольцом, и приток жидкости в такую скважину невозможен, пока не будут созданы условия для сообщения продуктивного пласта со скважиной.

Для создания возможности притока нефти и газа из пласта в обсадной колонне и окружающем ее цементном кольце против нефтеносного (газоносного) пласта создают ряд каналов (отверстий), обеспечивающих сообщение между пластом и скважиной: по этим каналам нефть и газ поступают в скважину.
Как правило, отверстия в колонне и цементном кольце создают путем прострела. Этот процесс называют перфорацией колонны, а аппараты, при помощи которых производится прострел, перфораторами.

Их спускают в скважину на каротажном кабеле.

Перфорацию применяют также для вскрытия заводняемых пластов в нагнетательных скважинах, для проведения изоляционных работ и после них: при переходе на другие горизонты т. д.
Существуют 4 способа перфорации:
— пулевая,
— торпедная,
— кумулятивная,
— пескоструйная.

Пулевая перфорация.

Торпедная перфорация

осуществляется аппаратами, спускаемыми на кабеле, и отличается от пулевой перфорации тем, что для выстрела используют разрывной снаряд, снабженный взрывателем замедленного действия. Масса внутреннего заряда ВВ одного снаряда равна 5 г. Аппарат состоит из секций, в каждой из которых имеется по два горизонтальных ствола. Снаряд снабжен детонатором накального типа. При остановке снаряда происходит взрыв внутреннего заряда, в результате чего происходит растрескивание окружающей породы. Масса ВВ одной камеры- 27 г. Глубина каналов по результатам испытаний составляет 100-160 мм, диаметр канала — 22 мм. На 1 м длины фильтра обычно пробивают не более четырех отверстий, так как при торпедной перфорации нередки случаи разрушения обсадных колонн.

Кумулятивная перфорация

Гидропескоструйная перфорация

основана на использовании абразивного и гидромониторного действия струи жидкости (воды, нефти) со взвешенным в ней песком, выходящим под высоким давлением из узкого отверстия (сопла).

Такая струя в течение нескольких минут создает в обсадной трубе, цементном кольце и породе глубокий канал, обеспечивающий надежное сообщение между скважиной и пластом.
Аппарат спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах, по которым подается под высоким давлением жидкость с песком.

Вытекая из сопел с большой скоростью, достигающей нескольких сот метров в секунду, жидкость с песком пробивает эксплуатационную колонну, цементное кольцо и внедряется в породу на глубину до 1 м.
В процессе перфорации под действием абразивной струи жидкости (вверх или вниз вдоль ствола скважины) может образоваться щелевой канал или (при круговом вращении струи) обрезаться колонна по кольцу, что необходимо, например, для извлечения части обсадной колонны.

Торпедирование в скважине — взрыв, производимый при помощи торпеды (заряда взрывчатого вещества).

Торпеда кроме заряда взрывчатого вещества содержит средства для взрыва:

• взрыватель, состоящий из электрозапала и чувствительного к взрыву капсюля-детонатора,
• шашку взрывчатого вещества, усиливающего начальный импульс детонации.

Спускают ее в скважину на каротажном кабеле, жилу которого используют для приведения в действие взрывателя и всего заряда торпеды.
Торпедирование применяют для разрушения пород продуктивных пластов — образования в них трещин для лучшей отдачи нефти или газа, а также с целью обрыва или встряски прихваченных бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб, раздробления металлических предметов на забое скважины (шарошек, долот и т. д.).

Иногда торпедирование применяют с целью удаления песчаных пробок, образовавшихся в стволе скважины, очистки призабойной зоны от глинистых осадков, очистки фильтра, пробивания окна в обсадной колонне для бурения нового ствола и т. д.

Источник