Технология двухэтапной перфорации скважин

Интенсификация добычи и повышение нефти

Это технология создания газово-гидравлического клина, образующего в призабойной зоне пласта сеть протяженных и многочисленных трещин, способствующих повышению нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи.

         Основным принципом «Технологии двухэтапной перфорации скважин»^® как метода интенсификации добычи нефти является выполнение перфорации в два этапа (два спуска) за один подход к скважине, при чем, один перфоратор может быть любой, а другой – обязательно бескорпусной типа link с корпусами зарядов, отлитыми из цветного металла.

 Фото 1. Корпуса кумулятивных зарядов, изготовленные методом литья.

После срабатывания зарядов происходит испарение их литых корпусов, что является их главным отличием от стальных. Сублимация (испарение) корпуса заряда проявляется в переходе кристаллического вещества корпуса заряда сразу в газообразное состояние минуя жидкую фазу (фазовый переход первого рода).

Для достижения испарения корпусов разработана и реализована технология беспорового литья корпусов зарядов.

Фото 1.  Отсутствие пор в корпусах.

В момент испарения литых корпусов зарядов образуется одноатомный пар - «металлический газ», обладающий высокой плотностью. Объемно расширяясь в скважинном пространстве после выхода кумулятивной струи, «металлический газ» загоняет находящиеся в интервале перфорации а)скважинную жидкость и б)газы от ВВ в перфорационные каналы. Это явление работает как газово-гидравлический клин разрывая перфорационные каналы и создавая трещины, превосходящие по длине и объему длину и объем каналов. В результате происходит разуплотнение породы.

Механика процессов происходящих в скважине

при реализации «Технологии двухэтапной перфорации».

По механизму воздействия на пласт и картине трещинообразования в породе коллектора наш метод существенно отличается от применяемых на практике пороховых генераторов давления и известных систем совмещающих в себе перфоратор и генератор давления. Основное преимущество метода состоит в том, что:

1. При первом спуске, на первом этапе перфорации создаются каналы как условие создания протяженных трещин на втором этапе в результате перфорации бескорпусным перфоратором.  Так как скорость движения головной части кумулятивной струи при входе в породу доходит до 3-5 км/сек., то уже на первом этапе, за счет импульса давления создаваемого кумулятивной струей, развивается давление на породу превышающее в сотни раз горное давление и в ПЗП образуется сеть локальных трещин. Мы всегда наглядно видим эти трещины, когда разбираем бетонную мишень после отстрела по ней кумулятивного заряда.

Фото 3. Трещины в бетонной мишени после выстрела кумулятивного заряда.

2. При втором спуске, на втором этапе работ в результате перфорации бескорпусным перфоратором с литыми испаряющимися корпусами зарядов:

- в перый момент - момент срабатывания заряда бескорпусного перфоратора и выхода кумулятивной струи - производится динамическое нагружение горной породы и создается напряженное состояние в пласте со скоростью до 10⁶ МПа/с; это напряжение передается на породу через вновь созданные на втором этапе перфорационные каналы; при этом происходит  встряхивание кусочков породы, образующих трещиноватую структуру вокруг перфорационных каналов созданных на первом этапе, их сдвиг  друг относительно друга, и в результате – расклинивание перфорационных трещин  созданных на первом этапе;

- во второй момент - в момент входа плотного одноатомного пара («металлического газа»)  во вновь созданные на втором этапе перфорационные каналы - производится поддержание динамического напряжения горной породы в пределах 10²-10⁴ МПа/с; в этот момент происходит расклинивание перфорационных трещин, созданных на втором этапе;

- в третий момент – момент  когда «металлический газ» загоняет находящиеся в интервале перфорации а)скважинную жидкость и б)газы от ВВ в перфорационные каналы - создается газово-гидравлический клин разрывающий перфорационные каналы, образованные и на первом и на втором этапах работ, и создающий трещины, превосходящие по длине и объему длину и объем каналов; в этот момент производится поддержание динамического напряжения в пределах 10-10² МПа/с.

Механизм возникновения газово-гидравлического клина состоит в следующем:

- при срабатывании зарядов бескорпусного перфоратора с испаряющимися корпусами зарядов между ними всегда находится несжимаемая скважинная жидкость; под действием плотного «металлического газа» от сработавших зарядов жидкость находящаяся между двумя соседними зарядами оказывается «запертой» в объеме ограниченном обсадной колонной (работает вся жидкость находящаяся в промежутке между верхним и нижним зарядами бескорпусного перфоратора); жидкость обжимается этим плотным газом и с огромной силой загоняется в перфорационные каналы; скважинная жидкость разрывает каналы созданные и на 1-ом и на 2-ом этапах работ;

- следом за этим в работу вступает газ от сдетонировавшего взрывчатого вещества зарядов находящийся так же в замкнутом скважинном пространстве; этот газ сжимаем, поэтому имеют задержку по времени относительно работы несжимаемой скважинной жидкости; газы от ВВ додавливают скважинную жидкость принудительно загнанную в перфорационные каналы и заканчивают работу по разрыву породы ПЗП.

Описанное выше механическое воздействие создает в ПЗП разветвленную систему остаточных трещин, производит разрушение водонефтяной эмульсии, очистку призабойной зоны от продуктов химических реакций и песчано-глинистых частиц, осадков АСПО и солевых отложений. Образующиеся при этом трещины не требуют закрепления. Это обусловлено свойствами  горных пород необратимо деформироваться при высокоскоростных динамических нагрузках.

В результате происходит дилатантное разуплотнение породы. Дилатансия — «переупаковка» элементов скелета горной породы и пустотности, ведущая к изменению проницаемости и пористости нефтегазонасыщенного коллектора. Литофизическая природа дилатансии заключается в дроблении пород и образовании системы трещин.  Это явление приводит к увеличению пористости и проницаемости пород коллектора, что в итоге увеличивает дебит скважин и добычу нефти.

Автор технологии Родионов Сергей Олегович

      Тел.: 8-927-221-67-17 

      E-mail: arsenal-geo@yandex.ru

НА ГЛАВНУЮ СТР.: Повышение нефтеотдачи пластов