Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: перфорация
Часть 1: Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: теория
Кто читает мои статьи по нефтегазовой тематике, тот помнит устройство скважины. А также знает, что большинство новых (вводных) скважин (по крайней мере, нефтяных) представляют собой своеобразный герметичный «стакан». Т. е скважина – длинная цилиндрическая горная выемка, обсажена специальными толстостенными обсадными трубами, которые снаружи залиты цементом. Для того, чтобы в скважину начался приток скважинной жидкости (флюид), надо проделать в стенках скважины множество отверстий – перфораций. (Легко ли добыть нефть. Устройство нефтяной скважины. Часть 1.)
Процесс перфорирования стенок скважины еще называют вторичным вскрытием. Первичное вскрытие происходит во время бурения при заходе породоразрушающего инструмента в пласт.
Но проблема в том, что перфорацию можно сделать некачественно. Неправильно рассчитали зону перфорации, неправильно рассчитали заряд перфоратора, во время перфорации произошло оплавление стенок отверстий – притока нет. Или очень слабый. Но и даже удачная перфорация со временем способна «зарастать». Во время эксплуатации выпадают соли, которые забивают отверстия. Могут они забиваться асфальтосмолистыми и парафинистыми веществами, которые имеются в нефти. Разрушается скелет пласта, частицы забивают отверстия. Все это приводит к падению дебита. А цель нашего небольшого исследования – как восстановить производительность скважины.
Что делать? Самый простой вариант – очистить зону перфорации. Промывками, специальными скребками (скреперами), закачкой химических веществ. Но этот метод далеко не всегда приводит к нужному эффекту. В этом случае остается только один надежный способ восстановить приток в скважину флюида – провести повторную перфорацию.
Как это проводится? Существует множество способов, но чаще всего это делают старым добрым способом – используют кумулятивный перфоратор. Название говорит само за себя, пробивной эффект заключается в действии мощнейшей струи полужидкого металла, которая концентрируется в небольшом диаметре, создает давление в несколько тонн и пробивает обсадную трубу и расположенный за ней цементный камень.
Какой-то бессмертный на фоне перфораторов
Перфоратор состоит из механической части и зарядного комплекта. Кумулятивный заряд состоит из прессованной шашки взрывчатого вещества, в кумулятивную выемку которой впрессована металлическая облицовка, а с противоположной оси строго по центральной оси заряда расположен промежуточный детонатор.
Если скважина вертикальная, то перфоратор спускают на специальном бронированном грузонесущем геофизическом кабеле. Достигнув нужной глубины подают электрический импульс и перфоратор срабатывает. Если скважина имеет горизонтальный участок, то перфоратор спускают на насосно-компрессорных трубах (НКТ). После этого на специальной прочной стальной проволоке спускают ударник, которым бьют по детонатору.
Перфорация с помощью кумулятивного перфоратора называется в капитальном ремонте скважин прострелочно-взрывными работами. Перед ее проведением устанавливают отбойные щиты и дистанционные тяги к превентору, даже если это не предусмотрено схемой противовыбросового оборудования. (Легко ли добыть нефть. КРС: шарик и превентор - победители фонтанов-2)
Это проводится потому, что сразу после ПВР скважина может начать «работать» и может начаться выброс. Поэтому либо перед ПВР, либо сразу после ПВР проводят глушение скважины, чтобы избежать выбросов и открытого фонтанирования.
Щит отбойный с надписями. Hand made rukozop
Другой способ перфорации заключен в абразивном действии струи водопесчаной смеси.
Гидропескоструйный перфоратор представляет собой корпус с тремя твердосплавных форсунок с фазировкой в 120 градусов, отстоящих на определенном расстоянии друг от друга. Смесь делают на дневной поверхности и подают по НКТ, концентрация песка (или пропанта мелкой фракции) составляет 100-150 г/литр. Часто используют не только воду, но и безводную нефть. Необходимая скорость подачи струи достигается расчетным давлением.
Под действием водопесчаной смеси в стенках скважины и породах пласта вымываются отверстия грушевидной формы с очень чистыми стенками. Перфорация может быть как точечная, так и щелевидная, последнее достигается медленным и равномерном движении перфоратора вниз.
Качество перфорации выше, чем при кумулятивной перфорации. Но работы значительно дороже. Кроме того, такой способ неприменим на активно поглощающих пластах. Они поглотят воду, а песок забьёт каверны.
Кроме этих двух способов есть и другие способы перфорации. Хотя они применяются или в строго определенных условиях, либо находятся в стадии эксперимента. Например, перфоратор сверлящий. Он представляет собой комплекс электромеханических и гидравлических систем, благодаря которым перфоратор закрепляется в скважине и сверлит глубокие отверстия, глубиной до 50 сантиметров. Такой перфоратор применяется обычно тогда, когда за колонной находится твёрдый закольматированный (загрязненный) слой пласта. Или на маломощных пластах вблизи водонефтяного контакта, когда перфорация может зайти в зону обводнения, что приведет к резкому обводнению добываемой жидкости.
Другая экспериментальная разработка – гидромеханическая перфорация. Суть ее заключается в том, что специальная дисковая фреза разрезает стенку скважины. Но глубина вскрытия очень небольшая, она не прорезает цементный камень, а не то, что пласт. Поэтому рядом с фрезой имеется гидромониторная насадка. Под давлением подётся вода, которая разрушает цементный камень и породу пласта.
Гидромеханический щелевой перфоратор
Планировал написать еще про СКО, но материала много. Поэтому тема следующая будет обзорная про солянокислотные обработки, обзорно, т. к. у меня есть цикл статей по ним, а большая часть будет посвящена переходу на другие горизонты (пласты),и, возможно, если поместится – РИР (ремонтно-изоляционным работам)