Введение в "Технологию двухэтапной перфорации скважин"

Повышение нефтеотдачи
О важности трещин для гидропроводности ПЗП и повышения нефтеотдачи пластов.

   

1. При перфорации 1 погонного метра колонны d=139,7мм зарядами с глубиной пробития 1000мм при диаметре отверстия 15 мм плотностью 20 отв/м, суммарная площадь (S = πR²) отверстий в колонне составляет 0,8% от площади поверхности (S = 2πRL)  1 погонного метра колонны (S 20отв. = 0,0035м²; S 1п/м колонны =0,44м²).
2. На расстоянии 0,5м от колонны при убывании диаметра перфорационного отверстия с 15мм до 7,5мм, суммарная площадь 20 отверстий составит 0,05% от площади кольцевой поверхности 1 погонного метра породы (S 20отв./0,5м от колонны = 0,0009м²; S 1п/м поверхности породы/0,5м от колонны =3,14м²).
3. На расстоянии 1,0м от колонны при убывании диаметра перфорационного отверстия с 15мм до 0,1мм, суммарная площадь 20 отверстий составит 0,0000025% от площади кольцевой поверхности 1 погонного метра породы (S 20отв./1,0м от колонны = 0,00000016м²; S 1п/м поверхности породы/1,0м от колонны =6,28м²).

	Показатель / расстояние от ствола скважины	0м (стенка колонны)	0,5м (порода)	1,0м (порода)
1	Площадь 20 перфорационных отверстий / регресс показателя	0,0035 м² / 1	0,0009 м² / снижение в 4 раза	0,00000016м² / снижение  в 22 тыс. раз
2	Площадь 1 погонного метра кольцевой поверхности / прогресс показателя	0,44м² / 1	3,14м² / рост в 7 раз	6,28м² / рост в 14 раз
3	Соотношение площади отверстий и площади перфорируемой кольцевой поверхности / регресс показателя	0,8% /1	0,03% / снижение в 27 раз	0,0000025% / снижение в 320 тыс. раз

Площадь 20 перфорационных отверстий в колонне равна всего 0,8% от площади поверхности 1 метра колонны, а при движении кумулятивных струй от ствола скважины в глубь пласта на расстояние 1,0 м снижается в 22 тысячи раз. Одновременно с этим площадь перфорируемой кольцевой поверхности породы увеличивается в 14 раз. Эти разнонаправленные показатели говорят о малой роли классической кумулятивной перфорации в деле улучшения фильтрационных свойств ПЗП. И эту проблему невозможно решить увеличивая плотность перфорации, фазировку зарядов, глубину пробития. Это проблема предельности свойств и возможностей кумулятивной перфорации.

 Даже при использовании очень хороших зарядов с глубиной пробития 1000мм и диаметром входного отверстия 15мм, площадь перфорационных отверстий на расстоянии 0,5м от ствола скважины равна всего 0,03% кольцевой площади вскрытого коллектора, а на расстоянии 1,0м - составляет слабо представимую величину 0,0000025% кольцевой площади вскрытого коллектора. При этом площадь перфорационных отверстий сокращается в 320 тысяч раз по отношению к площади перфорируемой кольцевой поверхности при движении от колонны на 1метр в глубь пласта!

Для создания высоких фильтрационных свойств ПЗП нужен способ перфорации, который позволил бы в сотни раз увеличить площадь и объем каналов фильтрации нефти к стволу скважины. Так как величина плотности перфорации ограничена, остается один возможный способ – создание помимо перфорационных каналов системы протяженных трещин вокруг каждого перфорационного канала. За счет взаимного многократного пересечения и соединения этих трещин ПЗП приобретет качественно новые фильтрационные свойства.

Использование для создания трещин пороховых генераторов давления не является оптимальным методом из-за их очень низкого КПД. При срабатывании генератора волна давления расходясь мгновенно достигает колонны и импульс давления попадает в перфорационные каналы. Но как показано выше даже при использовании очень хороших зарядов площадь перфорационных отверстий составляет 0,8% от площади поверхности перфорируемой части колонны. То есть, только 0,8% энергии генератора производит полезную работу, а 99,2% энергии расходуется бесполезно – на расширение колонны и на подъем жидкости глушения. Эти полезные 0,8% энергии генератора способны лишь снизить перфорационный скин за счет разуплотнения породы вокруг перфрационных каналов. Например, при использовании 3-х метровой сборки генератора ПГДБК-100/50 общий вес заряда генератора составит 10,2 кг. То есть, полезную работу будут производить лишь 81,6 гр. взрывчатого вещества. Для сравнения при перфорации 3 метрового интервала с помощью зарядов ЗКПО 102 плотностью 20 отв/м будет истрачено 1920 гр. бризантного взрывчатого вещества.

Ясно, что энергии генератора давления не достаточно для превращения ПЗП в систему пересекающихся и соединяющихся трещин.

Требуется принципиально иной метод. Для превращения ПЗП в систему трещин была разработана "Технология двухэтапной перфорации», объединяющая в себе а)перфоратор с новыми свойствами и б)технологию его применения.

Суть этой технологии состоит в том, что момент подрыва бескорпусного перфоратора корпуса зарядов изготовленные по особой технологии испаряются и образуют плотный "металлический газ", который как поршень с большой скоростью загоняет скважинную жидкость в перфорационные каналы и разрывает их. Происходит образование множественных не требующих закрепления протяженных трещин, что многократно увеличивает гидропроводность ПЗП и ближней зоны пласта. Были произведены одновременные перфорации двух только что вышедших из бурения одинаковых скважин одного месторождения, расположенных в 300м друг от друга. В одном случае применялся перфоратор с глубиной пробития 1000мм, в другом перфоратор для технологии двухэтапной перфорации с глубиной пробития 500мм. Результат: технология двухэтапной перфорации обеспечила в 7,7 раз больший дебит скважины.

Фото.1. Корпус заряда отлитый по технологии беспорового литья в разрезе.

Автор технологии Родионов С.О.

RsGeo2011@gmail.com

НА ГЛАВНУЮ СТР.: Интенсификация добычи нефти