Что такое перфорация пласта
Виды перфорации при бурении нефтяных скважин
После спуска эксплуатационной колонны в интервале продуктивного пласта необходимо создать каналы – связь пласта с внутренним пространством труб в скважине. Это можно сделать, если прорезать отверстия в колонне, цементном камне и породе пласта. Потом по этим каналам из пласта будет поступать продукт: нефть, газ, газовый конденсат, вода. Перфорация – это и есть создание таковых каналов.
Из существующих видов перфорации нефтесервисные компании в основном пользуются этими 3 способами создания сообщения скважины с пластом:
Перфорация с использованием энергии взрыва
Перед спуском эксплуатационной колонны геофизический отряд проводит на скважине ГИС (геолого-исследовательские работы). На каротажном кабеле в скважину опускают приборы, которые записывают полную информацию: электрическое сопротивление пластов, наличие и профиль каверн, азимут и углы отклонения, определяют интервал продуктивного пласта, а также другие работы для составления точного профиля скважины.
Повторное определение интервала перфорации проводят после спуска и цементирования колонны. Затем готовят скважину к перфорации. Если это куст, то буровую установку двигают к точке бурения новой скважины. Устанавливают передвижную самоходную установку для выполнения перфорации и вызова притока из пласта. Установка имеет вышку для спуска насосно-компрессорных труб (НКТ), подъемник и гидравлический насос.
Гидропескоструйная перфорация
Она имеет преимущество перед взрывной перфорацией:
Специально оборудованная труба с несколькими соплами (насадки, устойчивые к воздействию абразивной струи) спускается в скважину на НКТ. На сопла по трубам подается абразивная жидкость с содержанием песка. Труба внизу имеет седло для посадки шара. После установки сопла в нужный интервал внутрь НКТ бросают шар, который, достигнув седла, перекрывает поток и направляет его через сопла. Струя режет колонну, цемент и породу пласта, делая глубокие до 0,5 метра каналы.
Гидромеханическая прорезка вертикальных щелей в колонне
Этот метод применяют при вторичной эксплуатации месторождений. В скважину на НКТ спускают оборудование для прорезки вертикальных щелей в колонне напротив продуктивного пласта.При создании давления в трубах выдвигаются режущие диски, которые упираются в стенку колонны. Выполняя возвратно-поступательные движения вверх-вниз, диски прорезают щели. Над дисками есть промывочные отверстия с гидромониторами, струя, попадая в щель, разрезает цементный камень и проникает глубоко в пласт. Так улучшается проницаемость пласта и дебит скважины.
К гидромеханической перфорации можно отнести вырезку бокового окна:
Это основные виды перфораций скважин. Каким способом и оборудованием она будет выполнена зависит от конкретных геологических условий, плана работ, утвержденного Заказчиком.
НОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИН – КОМПЛЕКСНАЯ ПЛАСТИЧЕСКАЯ ПЕРФОРАЦИЯ
На месторождениях ОАО «Томскнефть» ВНК технология применяется с 2005 года, общий объем выполненных работ составляет свыше 120 скважиноопераций. Основной объем работ выполняется при комплексной обработке продуктивных интервалов нагнетательных скважин. Продолжительность эффекта составляет в среднем 6 месяцев.
Использование комплексной пластической перфорации с намывом каверн в призабойной зоне пласта обеспечивает наиболее эффективное гидродинамическое сообщение скважины с пластом, и как следствие, создает идеальные условия для дальнейшей реализации мероприятий, направленных на увеличение производительности скважин. Преимущество использования метода совместно с кислотной обработкой призабойной зоны (ОПЗ) в том, что при проведении ОПЗ закачиваемые химические составы проникают, преимущественно, в хорошо промытые зоны пласта и оказывают слабое воздействие на проблемные зоны околоствольной части пласта. При прокачке указанных составов через гидромониторные насадки комплексного пластического перфоратора происходит принудительное равномерное воздействие струями на все участки призабойной зоны пласта, в том числе, с возможностью акцентированного воздействия на самые проблемные неработающие участки. Возможность проведения ОПЗ с закачкой химических составов в пласт позволяет оказать на призабойную зону как физическое (разрушающее), так и химическое воздействие, что является преимуществом в отношении стандартной схемы проведения ОПЗ через спущенную на насосно-компрессорные трубы (НКТ) воронку.
В то же время, перфоратор может работать в режиме воронки при использовании его циркуляционных отверстий для прокачки жидкостей в пласт и из пласта при освоении скважины. Намыв каверн перед закачкой реагирующих составов в пласт дает возможность очистить призабойную зону от загрязнителей (остатки бурового раствора, тампонажный цемент, асфальто-смолисто-парафиновые отложения и т.д), что позволяет закачиваемым в последствии химическим составам глубже проникать в призабойную зону и является непременным преимуществом относительно стандартных схем ОПЗ.
Виды перфорации скважин
Методы вскрытия пласта. Геологическая характеристика месторождения, физико-механические свойства пород, пластовое давление. Наличие подошвенных и локальных вод и их гидрогеологическая характеристика. Пулевая, кумулятивная и гидропескоструйная перфорация.
Размещено на http://www.stud.wiki/
Размещено на http://www.stud.wiki/
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Кафедра геологии нефти и газа
Виды перфорации скважин
Выполнил: Михайлов С.Н. 371 гр.
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:
v ФЕС призабойной и удаленной зон пласта;
v литофациальная характеристика пласта;
v расстояние до контактов водонефтяного (ВНК), газонефтяного (ГНК) и газоводяного (ГВК);
v пластовое давление;
v температура в интервале перфорации;
v число обсадных колонн в интервале перфорации;
v минимальный внутренний диаметр в колонне труб;
v максимальный угол отклонения скважины от вертикали;
v состояние обсадной колонны и ее цементной оболочки;
v 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/
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/
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/
пласт месторождение вскрытие 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/
Выбор п ерфоратора, м етода и т ехнологии п ерфорации завис ит от н азначения с кважины, ц ели п ерфорации, п рочности, толщ ины и типа п ласта, с остояния о бсадной к олонны, р азмеров с твола скважины, д авления, т емпературы и др.
Для технолога-разработчика в ажно с облюдение т рех основн ых принципов:
1. о беспечить в ысокое гидродинамическое соверш енство скважины;
2. с охранить п рочность к олонны и ц ементного к ольца;
3. достичь м инимальных з атрат с редств и в ремени.
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)
Размещено на stud.wiki
Подобные документы
Эффективность разработки месторождения, дебиты добывающих скважин, приемистость нагнетательных и доля пластовой энергии на подъем жидкости непосредственно в скважине. Гидравлический разрыв пласта, гидропескоструйная перфорация и торпедирование скважин.
презентация [1,8 M], добавлен 28.10.2016
Характеристика пластовых флюидов. Состояние разработки месторождения. Методы вскрытия продуктивного пласта. Техника и технология гидропескоструйной перфорации. Анализ технологической эффективности проведения ГПП на скважинах Смольниковского месторождения.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 11.03.2017
Инженерно-геологическая характеристика разреза Самотлорского месторождения. Литолого-стратиграфическая характеристика и физико-механические свойства пород по разрезу скважины. Выбор жидкости разрыва, качества песка. Оборудование для гидроразрыва пласта.
курсовая работа [152,4 K], добавлен 04.07.2014
Стратиграфический разрез месторождения. Физико-литологическая характеристика пласта. Коллекторские свойства пород. Физико-химическая характеристика нефти, газа и конденсата. Построение цифровой геологической модели. Моделирование свойств коллектора.
дипломная работа [561,0 K], добавлен 16.10.2013
Геологическая характеристика Сосновского месторождения, тектоника и нефтегазоносность. Анализ структуры фонда скважин, технологические показатели разработки и эксплуатации; пластовое давление в зонах отбора и закачки; выработка запасов нефти из пластов.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 22.04.2013
Общие сведения о месторождении. Характеристика геологического строения, слагающих пород и продуктивного пласта. Методы интенсификации притока нефти к добывающей скважине. Операции по гидроразрыву пласта, их основные этапы и предъявляемые требования.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 24.09.2014
Понятие приведенного радиуса скважины, особенности техники ее перфорации. Основные виды перфорации и перфораторов. Схема обвязки поверхностного оборудования при работе по замкнутому циклу. Специальные рабочие жидкости. Характеристика насосного агрегата.
презентация [853,8 K], добавлен 29.08.2015
Основные этапы и закономерности проведения, а также обоснование целесообразности гидропескоструйной перфорации, используемые методы, подбор оборудования. Анализ эффективности использования данного метода, разработка и оптимизация новых технологий.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.12.2015
Физико-механические свойства горных пород. Анализ горных работ, границы карьера. Система разработки, её параметры. Вредные производственные факторы. Разработка альтернативных вариантов развития участка «Северный» с учетом дефицита отвальных емкостей.
дипломная работа [232,2 K], добавлен 17.06.2012
Геологическое строение месторождения: стратиграфия, тектоника, общая гидрогеологическая обстановка, нефтегазоносность, физико-химическая характеристика нефти и газа. Анализ структуры фонда скважин, состояния выработки запасов пласта, величины нефтеотдачи.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 19.09.2011
Оборудование и технология для глубокой перфорации скважин
Перфобуры выполнены в одно-, двух- или многосекционном вариантах. Они (рисунок 2) состоят из следующих основных узлов: труба-толкатель диаметром 50 мм, соединенная сверху с переливным клапаном, а внизу – с размещенными в трубном корпусе поворотным узлом и направляющим переходником, связанным посредством гидротолкателя и гибкой трубы с криволинейным специальным двухсекционным винтовым двигателем Д-42 (либо Д-43) и долотом типа PDC. Снизу к трубному корпусу подсоединены уипсток (отклонитель) и якорь, работающий с опорой на забой (или тяжелый низ).
Рисунок 2 – Конструктивная схема перфобура ПБ50-10-140
Известные способы перфорации обеспечивают глубину каналов: 90-120 мм при сверлящей; 400-600 мм при кумулятивной и гидропескоструйной перфорациях, а предлагаемым перфобуром – от 5000 до 40000 мм.
В компоновку перфобура включен инклинометрический регистратор положения КНБК (рисунок 3), автономного принципа действия (разработчик НПФ ВНИИГИС – 3ТС).
Рисунок 3
На перфобур разработан технический проект с рабочей чертежной документацией. Работоспособность отдельных узлов перфобура апробированы на других технологиях (в КНБК колтюбингового комплекса КМ4001 при опытном бурении горизонтальных скважин) и лабораторном стенде (рисунок 4).
Так как предлагаемая технология позволит создавать перфорационные каналы в 20-30 раз большей длинны, чем любой из существующих методов перфорации, то, естественно, увеличивается и площадь поверхности зоны фильтрации, что приведет к повышению среднесуточного дебита. Это позволит эксплуатировать скважины в «щадящем» режиме при более высоком коэффициенте их продуктивности. Тем самым, заметно снизятся пескопроявления, темпы образования «воронок» нефтеводяных контактов и технологических отложений в ПЗП и колонне насосно-компрессорных труб. Вследствие этого сократятся затраты времени и материалов на вызов притока нефти из пласта, ремонт скважин и будет получен доход от дополнительно добытой нефти.
При выборе параметров устройства для создания осевой нагрузки на долото были оценены потери на трение в перфорационном канале. Для чего проводились соответствующие расчеты потерь на трение бурильной колонны (совместно с Ляговым И.А. – ст. гр. МП-06-02 УГНТУ) на участках набора кривизны различного радиуса и на наклонных слабоискривленных участках перфорационного канала различной протяженности. Профиль перфорационного канала схематично представлен на рисунке 5.
Коэффициент трения (сопротивления движению) в случае поступательного движения колонны в стволе скважины принимался μ =0,24…0,7 (для поверхности горной породы, смоченной водой).
Потери осевой нагрузки на наклонных слабоискривленных участках канала соответствуют величине [2]:
ΔРН = q Lн μ sinα, (1)
где Lн– длина наклонного слабоискривленного участка перфорационного канала; q – удельный вес гибкой трубы; α– зенитный угол скважины.
Дифференциальное уравнение изогнутой оси перфорационной КНБК с забойным двигателем будет иметь вид: 
(4)
где P – осевая нагрузка на долото, до Р=6000Н (для двигателя Д43); Q – отклоняющая сила; E•1 – изгибная жесткость турбобура (определялась экспериментально); q1 – поперечная составляющая от собственного веса единицы длины КНБК и винтового двигателя: q1 = qВ •sinα, где qВ – вес единицы длины КНБК винтового двигателя в промывочной жидкости; α – зенитный угол скважины; Rk – реакция стенки скважины. Решение уравнения (4) находится в виде: 
(5)
где C1 и C2 постоянные интегрирования;
Выбраны следующие граничные условия [1]:
при x=0, y=0, 
, 
; при x=lk, y=r, 
, 
где lk – расстояние от долота до точки касания винтового двигателя стенки скважины.
Подставляя граничные условия в выражение (4), получим систему уравнений: 
(6)
Решая систему относительно Q, С1 и С2, получим
(7)
(8)
Сопоставляя полученное выражение и уравнение (7), получаем
(10)
Уравнение (10) использовалось для определения расстояния от долота до точки касания колонны со стенками скважины lk,решая данное уравнение относительно q, получим:
Полученное выражение устанавливает взаимосвязь зенитного угла перфорационного канала и расстояния до точки касания перфорационной компоновки со стенкой канала.
В результате расчетов получены кривые изгибающих моментов, действующих на перфорационную компоновку, которые показали на их соизмеримость с крутящим моментом двигателя, исходя из чего подбиралось оборудование КНБК (рисунок 7).
Рисунок 9
Рисунок 10
Сд.пр. =
Автор: Калинин О. А. – студент гр. МП-03-02, Научные руководители – д.т.н. Лягов А. В., к.т.н. Шамов Н. А., г. Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет
Перфорация скважин
Способы перфорации скважин
Выбор способа перфорации скважин определяется с учётом конструкции скважины, геологии пласта, условий бурения, сопутствующих побочных эффектов и некоторых других факторов. При этом определяется плотность прострела, необходимый тип перфоратора, а также технология последующих работ. Выбранный метод перфорации сначала испытывается на стендах в условиях, приближённых к настоящим.
На сегодня есть несколько способов перфорации скважин, такие как:
Недостатки основных способов перфорации
Главным образом, работы по вскрытию продуктивных пластов выполняются кумулятивным способом перфорации скважин, при этом используются кумулятивные (беспулевые) перфораторы, а иные способы перфорации применяются редко. Однако, обеспечивая довольно большую длину каналов, этот метод влечет за собой увеличение негативного воздействия на прочность цементного камня и обсадную колонну.
При сильном механическом воздействии цементное кольцо растрескивается, отслаивается от эксплуатационной колонны и даже разрушается. При возникающих за колонной дефектах появляются нежелательные токи жидкости, повышается заводненность добываемой нефти и полностью нарушается изоляция пластов.
Чтобы этого избежать, используют щадящую перфорацию, т.е. перфорацию слабыми зарядами. Она оказывает сравнительно небольшое воздействие на заколонное цементное кольцо. Однако глубина и количество перфорационных отверстий при этом сводятся к минимуму, что негативно влияет на продуктивность эксплуатационной скважины. К тому же, кумулятивные перфораторы пробивают колонну точечно, в результате чего вскрываются далеко не все проводящие каналы пласта.
Например, гидропескоструйная перфорация скважин оказывает более щадящее воздействие на цементное кольцо и эксплуатационную колонну, но при такой перфорации глубина каналов невелика, поэтому образуется малая площадь фильтрации.
Сущность различных методов
Кумулятивная перфорация
Кумулятивная перфорацияВ плотных породах при использовании метода кумулятивной перфорации создаются каналы глубиной от 200 до 250 мм (при увеличении мощности зарядов, глубина может быть больше) и диаметром от 16 до 18 мм. Тогда как пулевые перфораторы при тех же исходных данных создают каналы глубиной от 50 до 100 мм и диаметром от 8 до11 мм. Иногда кумулятивную перфорацию следует применять совместно с торпедной и пулевой.
Пулевая перфорация
При подобной перфорации скважин пуля, двигается по стволу (каналу) перфоратора, а на отклоняющем участке определённым образом меняет направление своего полёта и уходит в продуктивный пласт. К тому же вертикальное расположение каналов перфоратора позволяет их делать довольно длинными, а скорость пули при высоком давлении пороховых газов заряда составляет около 900 м/c.
Торпедная перфорация
Перфорация торпедная выполняется аппаратами, которые опускаются на кабеле и стреляют разрывными снарядами, имеющими диаметр 22 мм.