Прострілювальні та вибухові роботи у свердловинах

Прострілювальні та вибухові роботи у свердловинах проводяться з метою перфорації об-садних колон і цементу для розкриття нафтогазоносних і водоносних пластів; зрізування у свердловині колон і труб для їх підняття на поверхню; відбору зразків гірських порід в не-закріплених свердловинах; відбору проб пластових рідин і газів випробувачами пластів.

Вибухові роботи проводяться з метою підвищення продуктивності експлуатаційних свердловин, відокремлення пластів, очистки фільтрів, звільнення і підняття труб зі свердло­вини під час аварій, боротьби з поглинанням ПР під час буріння, ліквідації відкритих фон­танів і погашення пожеж на свердловинах та ін.

Розкриття пластів виконується з допомогою спеціальних апаратів - перфораторів. Для перфорації свердловин використовуються комулятивні, кульові й торпедні перфоратори. Тип перфоратора і кількість перфораційних отворів на одиницю довжини свердловини виз­начається конструкцією останньої і літологією колектора. Кумулятивний заряд складається з вибухівки, детонатора, металевої воронки і захисного корпусу. Під час вибуху детонатора хвиля детонації, переміщуючись вздовж осі заряду, досягає основи кумулятивної виїмки. Продукти вибуху стискують металеву воронку, створюючи рідинний металевий струмінь вздовж осі металевої воронки. Швидкість струменя досягає 6-8 км/с, що створює тиск до 10⁴ МПа, глибоко проникає в породу і створює канал значної довжини. Глибина каналу за­лежить від густини і механічних властивостей матеріалу і обсадної колони, гідростатичного, гірського і пластового тисків, температури та інших факторів.

Кумулятивні перфоратори діляться на дві групи - корпусні й некорпусні. До корпусних належить перфоратори багато - і одноразової дії. У таких перфораторах заряди, детоную­чий шнур і вибуховий патрон вмонтовані у стальний герметичний корпус, здатний витри-

мати гідростатичний тиск і дію ударної хвилі під час вибуху. Кумулятивні перфоратори ба­гаторазової дії витримують від 10 до 50 залпів. Перфоратори одноразової дії типу ПКО і ПКС під час вистрілу руйнуються. Кумулятивні перфоратори типу ПНКТ, які спускаються на насосно-компресорних трубах, за принципом дії аналогічні перфораторам ПКО і ПКС, але дають змогу розкривати продуктивні пласти з використанням рідини малої густини в умовах депресії і в герметично закритій свердловині без лубрикатора.

Некорпусні кумулятивні перфоратори виготовляються у вигляді гірлянди з окремих за­рядів, кожний з яких герметизується і сприймає зовнішній гідростатичний тиск. Під час ви­буху корпус заряду руйнується. Застосовуються також некорпусні стрічкові кумулятивні перфоратори типу ПКС. Вони складаються із головки, тонких металевих стрічок (лент) із розташованими в них герметичними кумулятивними зарядами, детонуючого шнура в алюмінієвій оболонці, вибухового патрону і чавунного тягаря. Заряди запресовані у скляні або металеві оболонки.

Пробивна здатність некорпусних перфораторів типу ПКС, КПРУ і корпусних перфора­торів одноразового користування типу ПКО і ПКОС вища, ніж корпусних перфораторів ба­гаторазового використання.

Дія кульових і торпедних перфораторів основана на викиді куль і стрільн під дією енергії розширення порохових газів. У кульових перфораторах з вертикально-кри-волінійними стволами ствол складається з прямолінійної частини, паралельної осі апарату, і викривленої частини для спрямування кулі в стінку свердловини, що дає змогу одержати високу швидкість кулі. Потужні великокаліберні кульові перфоратори залпової дії з верти­кально-криволінійними стволами забезпечують високу пробивну здатність куль, які через стінку обсадних колон і цементне кільце проникають у породу, утворюючи в ній глибокий канал і систему тріщин.

Кульові й торпедні перфоратори мають стальний корпус, у якому розташовані порохові камери, стволи з зарядами і кулями і запалювальні пристрої. За послідовністю вистрілювання куль або стрільн вони поділяються на апарати залпової дії (всі кулі вистрілюють одночасно) і селективної дії (кулі і стрільна вистрілюють почергово через різні проміжки часу).

Перфоратори опускаються у свердловину на одножильному броньованому кабелі з до­помогою спеціального підйомника. Для запалювання порохових зарядів і підривання дето­наторів застосовуються електрозапали і піропатрони різних типів. Для ініціювання підривання зарядів бризантних вибухових речовин застосовуються капсули-детонатори, електродетонатори, підривні та детонуючі шнури.

Окрім кумулятивних і торпедних перфораторів застосовують гідропіскоструменеві пер­форатори. Для пробивання каналів застосовується струмінь рідини з піском, який під дією великого тиску вилітає із сопла з великою швидкістю. Такий струмінь утворює в колоні, це­ментному кільці та породі канал для сполучення пласта зі свердловиною. Гідропіскоструменевим перфоратором можна створювати канал у вигляді щілини, обрізувати колону по діаметру з метою виймання її на поверхню, а також руйнувати це­ментні мости і предмети, залишені у вибої. Дані перфоратори складаються із труби, в яку встановлено декілька сопел. Апарат опускається у свердловину на насосно-компресорних трубах, через які подається під високим тиском рідина з піском.

Залежно від розмірів насадки, перепаду тиску й інших факторів розхід робочої рідини на один канал становить 1-7 м³, піску — 50-700 кг.

Торпедування. Для виконання вибуху у свердловині використовуються так звані торпеди. Вони складаються із засобу для підривання (електрозапал, капсула-детонатор) і шашки високобризантної вибухової речовини, що підсилює початковий імпульс детонації.

Розрізняють фугасні та кумулятивні торпеди. Фугасні торпеди типу ТШ і ТШТ мають негерметичний тонкостінний корпус із алюмінію, у якому розміщений заряд із циліндричних шашок вибухової речовини ПР, або торпеди з герметичною

оболонкою — підривник — патрон. Кумулятивні торпеди характеризуються спрямованим вибухом, застосо­вуються кумулятивні осьові торпеди типу ТКО і ТКОТ і кумулятивні труборізи ТРК.

Основна задача торпедування при розкритті пласта - утворення у ньому тріщин великої протяжності. Це здійснюється фугасними зарядами. Для максимального збільшення при­пливу пластового флюїду використовуються вибухи великих зарядів. Маса вибухівки у та­ких випадках може досягати декількох тонн.

За даними вибухових робіт ліквідуються неполадки, що трапляються при бурінні: при­хоплювання бурового інструменту внаслідок обвалу порід, "прилипання" бурильної колони до стінки свердловини під дією перепаду тиску, заклинювання долота металевими предме­тами та ін. Прихоплення труб у свердловинах ліквідується способом вигвинчування колони з використанням вибуху, звільнення колони шляхом вибуху, обриву труб вище зони при-хоплення та ін. Прихоплені труби обривають з допомогою вибуху і одночасного їх натягу. Для обриву колони використовуються фугасні торпеди і кумулятивні труборізи типу ТРК. З допомогою шнурових торпед проводиться очистка фільтрів свердловин. Заряд при цьому повинен перекривати фільтр.

Для збільшення віддачі та прийомисгості пластів-колекторів проводяться різні види робіт: гідророзрив, солянокислотна обробка, промивка гарячою водою, обробка поверхнево-активними речовинами, електронагрів, торпедування і термогазохімічна дія. Висока ефек­тивність методів термогазохімічної дії на пласт досягається з допомогою порохових генера­торів тиску. Застосовуються порохові генератори тиску, які поділяються на герметичні типу ПТ і ДБК і негерметичні - акумулятори тиску типу АДС. При згорянні порохових зарядів на пласт діють механічний, тепловий і фізико-механічний фактори. Механічний фактор спри­чиняється до значного збільшення тиску до 100 МПа і більше, в результаті чого пласт розри­вається. При цьому газорідинна суміш через сформовані канали і тріщини проникає в пласт.

Значну роль у процесі обробки пласта відіграє і тепловий фактор. Під час горіння поро­ху на поверхні заряду температура сягає 3500 °С. Частина цього тепла передається породі, що приводить до зниження в'язкості нафти, сприяє плавленню твердих бітумів, а в кінцевому результаті - збільшенню притоку нафти.

Фізико-хімічна дія продуктів горіння вуглекислого газу, азоту і хлористого водню про­являється у розчиненні карбонатних порід і цементу, зниженні в'язкості нафти і її поверх­невого натягу на контакті з гірською породою. Застосування порохових генераторів тиску ПІТ для розриву пласта найефективніше у нафтових і газових, а також у нагнітальних свердловинах при наявності ущільнених тріщиноватих карбонатних порід і піщаних негли-нистих колекторів.

Встановлення роз'єднувальних мостів у свердловинах. Під час дослідження свердловин виникає необхідність у роз'єднанні пластів, тобто в ізолюванні нижнього гори­зонту від інших, що підлягають випробуванню. Цим самим запобігається приплив флюїду в свердловину із пластів, які вже випробувані.

Найефективніше роз'єднуються пласти з допомогою вибухового пакера. Він скла­дається з товстостінного герметичного стакана із алюмінієвого сплаву, заповненого порохо­вим зарядом. Під дією порохових газів під час згоряння корпус роздувається і прилягає до внутрішньої поверхні обсадної колони, утворюючи герметичний розподільчий міст.

Вибухові пакери дають змогу надійно розділяти пласти без цементної заливки, ізолювати пласти малої товщини, що залягають близько один до одного, зберігати колек-торські властивості пласта, не забруднюючи перфораційні отвори. Розрізняють три типи вибухових пакерів: звичайний ВП, шліпсовий ВПШ і кільцевий ВПК. Для надійної герме­тизації над пакером типу ВП або ВПШ ставиться цементний міст висотою 3-5 м. Якщо умо­вами робіт застосовується солянокислотна обробка пласта або порохові генератори тиску, то заливка цементного мосту обов'язкова.

Відбір зразків порід і проб пластових флюїдів. Зразки гірських порід та про­би рідини або газу відбирають з метою одержання даних про їх літологію і колекторські вла­стивості водо-, нафто- і газонасичених пластів.

Зразки порід відбираються із стінок свердловин з допомогою бокових свердлячих кер-новідбірників і стріляючих ґрунтоносів. До свердлячих керновідбірників належать СКО-8-9, СКМ-8-9, СКТ-1-2, а також дисковий керновідбірник ДІЖ-140. Бокові стріляючі ґрун­тоноси типу МСГ і ГБС застосовуються для відбору зразків вугілля і піщано-глинистих порід низької і середньої щільності.

Результати лабораторних досліджень зразків порід, відібраних керновідбірниками і ґрунтоносами, дозволяють встановити літологію розрізу, визначити фільтраційні та ємнісні властивості, глинистість і залишкову нафтонасиченість порід.

Поиск по сайту: