Виды перфорации скважин

     Казанский (Приволжский)  федеральный университет

     Геологический факультет

     Кафедра геологии нефти и газа 
 
 
 
 
 
 

     Виды перфорации скважин 
 
 
 
 
 
 
 

     Выполнил: Михайлов С.Н. 371 гр.

     Проверил: Вафин Р.Ф. 
 
 
 
 
 

     Казань 2011г.

     Введение

     Перфорация - операция, проводимая в скважине при помощи специальных стреляющих аппаратов (перфораторов) с целью создания в обсадной колонне отверстий, служащих для сообщения между скважиной и пластом-коллектором. Эти отверстия используются как для извлечения пластового флюида, так и для закачки в пласт или затрубиое пространство воды, газа, цемента и др. агентов. /2/

     Выбор метода вскрытия пласта зависит от геологической характеристики месторождения, физико-механических свойств пород продуктивных отложений, пластового давления (изменения по этажу продуктивности).

     Геологические условия, влияющие на выбор метода вскрытия пласта: общая толщина продуктивных месторождений, наличие подошвенных и локальных вод и их гидрогеологическая характеристика. /1/

     После того как обсадные трубы спущены в скважину и зацементированы, против продуктивной части пласта при помощи перфораторов делают отверстия в эксплуатационной колонне и цементном камне для соединения продуктивной части пласта с забоем скважины. Эта операция называется перфорацией. Применяются различные методы перфорации скважин: пулевая, торпедная, кумулятивная и гидропескоструйная. /4/

     При разработке процесса перфорации должны учитываться геолого-промысловая характеристика залежи, тип коллектора и технико-технологические данные по скважине:

• Толщина;
• ФЕС призабойной и удаленной зон пласта;
• Расчлененность;
• литофациальная характеристика пласта;
• вязкость нефти;
• расстояние до контактов водонефтяного (ВНК), газонефтяного (ГНК) и газоводяного (ГВК);
• пластовое давление;
• температура в интервале перфорации;
• число обсадных колонн в интервале перфорации;
• минимальный внутренний диаметр в колонне труб;
• максимальный угол отклонения скважины от вертикали;
• состояние обсадной колонны и ее цементной оболочки;
• свойства и состав жидкости, применявшейся при первичном вскрытии пласта.

     В нефтегазодобывающих скважинах интервал перфорации определяется насыщенностью пород пластовыми флюидами и устанавливается геологической службой предприятий, ведущих буровые работы.

     В случае вскрытия скважиной нефтенасыщенного пласта он перфорируется по всей толщине продуктивного объекта./3/

     ПУЛЕВАЯ ПЕРФОРАЦИЯ.

     Пулевой перфоратор представляет собой трубу длиной 1 м и диаметром 100 мм, которая заряжается спрессованным порохом и 10 стальными пулями. /1/

     На каротажном кабеле пулевой перфоратор спускают в скважину, заполненную глинистым раствором, устанавливают против заданного интервала продуктивного пласта и делают выстрелы. Глубина отверстий в породе не превышает 5-7 см. Многие пули застревают в эксплуатационной колонне, в цементном камне, и только небольшое число их пробивает колонну и цементный камень. Практически в настоящее время не находит применения. /4/

     КУМУЛЯТИВНАЯ  ПЕРФОРАЦИЯ.

     Кумулятивные перфораторы имеют заряды с конусной выемкой, которые позволяют фокусировать взрывные потоки газов и направлять их с большой скоростью перпендикулярно к стенкам скважины.

     Кумулятивная перфорация осуществляется стреляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов. Прострел колонны, цементного камня и породы достигается за счет сфокусированного взрыва. Такая фокусировка обусловлена конической формой поверхности заряда взрывчатого вещества, облицованной тонким металлическим покрытием. Энергия взрыва в виде тонкого пучка газов - продуктов облицовки - пробивает канал. Кумулятивная струя имеет скорость в головной части до 6-8 км/с и создает давление 3-5 тыс. МПа. /5/

     При выстреле кумулятивным зарядом в колонне и цементном камне образуется узкий перфорационный канал глубиной до 350 мм и диаметром в средней части 8-14 мм. Все кумулятивные перфораторы имеют горизонтально расположенные заряды и разделяются на корпусные и бескорпусные. Корпусные перфораторы после их перезаряда используются многократно. Бескорпусные - одноразового действия. В кумулятивных перфораторах выстрелы производят замыканием электрической цепи в установке. За один спуск делают 10-12 выстрелов. Для бескорпусных перфораторов кумулятивные заряды делают в стеклянных или пластмассовых оболочках и устанавливают в круглые сквозные отверстия алюминиевой ленты.

     Бескорпусные перфораторы спускают в скважину на каротажном кабеле. При выстреле стеклянные или пластмассовые оболочки полностью разрушаются. Бескорпусные перфораторы позволяют значительно увеличить массу кумулятивных зарядов и, следовательно, их пробивную способность. /5/ 

     ГИДРОПЕСКОСТРУЙНАЯ ПЕРФОРАЦИЯ. 

     На нефтяных промыслах применяют также гидропескоструйный перфоратор. Гидропескоструйный перфоратор состоит из толстостенного корпуса, в который ввинчивается до десяти насадок из абразивно-стойкого материала (керамики, твердых сплавов) диаметрами отверстий 3-6 мм. Гидропескоструйный перфоратор спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах. Перед проведением перфорации скважины с поверхности в НКТ бросают шар, который перекрывает сквозное отверстие перфоратора. После этого с помощью насосных агрегатов через НКТ в скважину закачивают жидкость с песком. Нагнетаемая жидкость с песком выходит только через насадки. Концентрация песка в жидкости обычно составляет 80-100 кг/м, диаметр частиц кварцевого песка 03-0.8 мм. /1/

     Однако, поскольку этот метод довольно трудоемкий, его применение целесообразно лишь в тех случаях, когда более дешевые методы пулевой, снарядной и кумулятивной перфорации не дают нужного эффекта

     Гидропескоструйную перфорацию применяют для вскрытия пластов в процессе опробования разведочных скважин, вскрытия пластов в скважинах, оборудуемых для раздельной эксплуатации двух и более пластов одной скважиной, вскрытия пластов с трещиноватыми коллекторами. При таком способе вскрытия пласта не получают должного эффекта в интервалах, ранее обработанных соляной кислотой или после гидроразрыва, а также после повторного вскрытия высокопроницаемых пластов с низким пластовым давлением.

     В карбонатных коллекторах с низкой проницаемостью используют комбинированный способ вскрытия пласта: перфорированием или открытым забоем с последующей солянокислотой обработкой. /4/

     Заключение.

    Выбор перфоратора, метода и технологии перфорации зависит от назначения скважины, цели перфорации, прочности, толщины и типа пласта, состояния обсадной колонны, размеров ствола скважины, давления, температуры и др.

    Для технолога-разработчика важно соблюдение трех основных принципов:

1. обеспечить высокое гидродинамическое совершенство скважины;
2. сохранить прочность колонны и цементного кольца;
3. достичь минимальных затрат средств и времени.

     Список  использованной литературы

1. В.И.Щуров  «Технология и техника добычи нефти»,-Москва,Изд «Недра»,1983г. (стр.67-69)

2. Словарь по геологии нефти и газа.— Л.: Недра, 1988г. (стр. 414)

3. Кудинов А.И. «Основы нефтепромыслового дела», - Изд. Удм. Универс.,2008г. (стр.218-224)

4. Краткий справочник по прострелочно-взрывным работам. 3е издание, - Москва, Изд «Недра»,1990г. (стр.56-102)