Введение к работе
Процесс строительства любой эксплуатационной скважины для добычи углеводородного сырья состоит из двух важнейших этапов - это первичное вскрытие пласта бурением и вторичное вскрытие этого пласта перфорацией после спуска и цементажа обсадной колонны. От качества и эффективности этих двух операций напрямую зависят эксплуатационные возможности объекта разработки.
В западной Сибири природно-климатические и геолого-гидрографические условия местности объективно обусловили развитие кустового способа строительства скважин , когда с одной площадки размером 50 х 200 метров бурится от 12 до 30 наклонно-направленных скважин, что накладывает целый ряд специфических условий и технологических особенностей на технологию проведения прострелочно-взрывных работ (ПВР) в скважинах на кустовых площадках.
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ заключается в том, что многолетний опыт проведения ПВР с использованием серийных прострелочно-взрывных аппаратов (ПВА) практически в экстремальных условиях (длительная морозная зима, короткий световой день, работа в окружении десятков действующих электроустановок) свидетельствуют о том, что при совершенствовании ПВА, улучшении их технических характеристик, мало внимания уделялось одному из основных элементов технологической цепочки использования ПВА на скважине - исполнителю работ, человеку. Постоянная работа производственного персонала на грани риска в условиях психологического давления, чувства опасности, имеющие место несчастные случаи, тяжело отражаются на психо-физическом состоянии персонала перфораторных партий. Это вызывает необходимость более тщательного учета всех технологических аспектов при совершенствовании ПВА, разработке новых конструкций, которые бы наряду с улучшением технико-экономических показателей больше внимания уделяли
эргономическим вопросам их применения, сводя уровень риска и возникновения несанкционированного взрыва ПВА к нулю и обеспечения 100 % безопасности проведения ПВР на скважинах.
Настоящая диссертационная работа посвящена разработке нового поколения ПВА и средства взрывания (СВ), максимально учитывающих недостатки существующих. Новые разрабатываемые типы ПВА и СВ максимально приспособлены к условиям эксплуатации в экстремальных условиях Западной Сибири.
Разработка новых типов ПВА и СВ проводилась по заданию Минтопэнерго РФ и ОАО «Ноябрьскнефтегазгеофизика» силами специалистов Центральной геофизической лаборатории и специалистов предприятий оборонной промышленности с непосредственным участием автора и под его руководством.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - повышение технических и эргономических показателей прострел очно-взрывных аппаратов и средств взрывания к ним применительно к природно-климатическим, геолого-промысловым и организационно-техническим условиям проведения прострелочно-взрывных работ в скважинах на месторождениях нефти и газа в Западной Сибири.
-
Анализ отечественного опыта проведения ПВР на нефтяных месторождениях Крайнего Севера;
-
Теоретический анализ и экспериментальные работы по исследованию систем, обеспечивающих защиту СВ от несанкционированного взрыва;
3. Разработка конструкций средств инициирования для ПВА,
защищенных от действия токов и напряжений промышленной
частоты;
4. Оценка безопасности и степени защищенности СВ в
производственных условиях;
5. Организация работ по серийному производству СВ нового
поколения;
6.Внедрение в практику ПВР безопасной системы электровзрывания для ПВА.
1. Экспериментальными исследованиями на основании
производственного опыта определены пути обеспечения
безопасности электровзрывания ПВА в условиях действия
«посторонних» токов промышленной частоты напряжением до
380 В, постоянного тока до 500 В и статического электричества
до 25 КВ.
Определены технические решения, исключающие использование промышленных средств взрывания не по своему прямому назначению.
-
Впервые в практике производства прострелочно-взрывных работ в скважинах, найдены научно обостнованные инженерные решения, обеспечивающие высокую степень безопасности работы на принципы гальванической развязки электрической цепи мостика накаливания взрывного патрона и «боевой линии» - геофизического кабеля.
-
Разработано три типа конструкций безопасных взрывных патронов для производства ПВР в скважинах как для герметичных так и для негерметичных перфораторов ПВПД-Н, ПГН-150,ПГН-165.
Положения пунктов 1, 2, 3 защищены патентами РФ N 2028576, N 2071029 и авторским свидетельством на изобретение N1773098.
4. Впервые в отечественной и зарубежной практике ПВР
научно обоснована конструкция малогабаритного
низкофугасного корпусного перфоратора полного заводского
снаряжения.
5. Впервые разработан принцип сборки корпусов
перфораторов в длинномерную конструкцию с использованием
безрезьбовых элементов крепления по методу разъемных байонетно-шаровых затворов, что обеспечивает высокую эргономичность и производительность работ.
6. Проведенными исследованиями выявлена
возможность передачи детонации между модульными секциями
снаряженных перфораторов посредством метательных пистонов
как через воздушную, так и жидкостную среды.
7. Разработан ряд оригинальных конструкций зарядных
модулей (секций) полного заводского снаряжения для
корпусных перфораторов. Инженерные решения защищены
патентами CCCPN1831561 и РФ N2068493.
На ряд конструктивных решений, используемых в разработанных конструкциях ПВА и СВ представленных в работе, поданы заявки на изобретения во ВНИИГПЭ, по которым приняты решения о выдаче патентов, положительные решения по существу N94 010696/02,N96 109634/02,N96 109635/03.
1.Разработка и реализация в промышленном производстве безопасной системы электровзрывания для герметичных и негерметичных перфораторов;
2. Разработка и освоение в промышленном производстве модульных корпусных перфораторов и зарядных модулей полного заводского снаряжения для вскрытия наклонно-направленных и горизонтальных скважин протяженностью до 150-400 м.
Безопасная система электровзрывания для ПВА, модульные перфораторы и зарядные модули обеспечивают высокую степень безопасности и эргономичности при проведении ПВР в суровых природно-климатических условиях
Западной Сибири, при этом проблема безопасности ПВР и их эффективности обеспечивается не субъективной волей производственного персонала, а техническими параметрами используемых ПВА и С В
Все представленные в работе СВ и ПВА прошли промышленные испытания. Изделия ПМИ-48, ПВГТН-Н, ГТГН-150, ЗПКМО-73/89 выпускаются серийно промышленностью на предприятиях гСарова (ВНИИЭФ), г.Снежинска (ВНИИТФ), г.Санкт-Петербурга (ГНПП «Краснознаменец»), г.Балашиха (ВНИИИИ) и используются в практике геофизических работ в ОАО «Ноябрьскнефтегазгеофизика», ОАО «Когалымнефтегеофизика», ОАО «Юганскнефтегеофизика», ОАО «Пермьнефтегеофизика».
Основные положения диссертации докладывались автором ежегодно на защите годовых отчетов на расширенном НТС ОАО ННГ и ОАО ННГГФ, в 1994-1995 гг. На НТС Минтопэнерго РФ (Секция «техника и технология работ по вторичному вскрытию» в г.Сургуте), представлялись на международной выставке "Нефть-газ-1996", на межотраслевой конференции в Лермонтово (тезисы доклада) -1988, школе-семинаре на ВДНХ СССР в Москве (тезисы доклада) 1989 год.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации принято 5 научно-технических отчетов, опубликовано 19 работ, втом числе получено авторских свидетельств и патентов на изобретение 11, подано во ВНИИГПЭ и принято к рассмотрению 2 заявки на изобретения.
Работа содержит 149 страниц компьютерного текста, 21 рисунок, 18 таблиц, состоит из 6 глав, 5 приложений, список литературы - 96 наименований.
Весь комплекс работ, результаты которых представлены в диссертации, выполнены автором лично, при его непосредственном участии или под его руководством в Центральной геофизической лаборатории ОАО «Ноябрьскнефтегазгеофизика», которая являлась базовым предприятием Минтопэнерго России по внедрению, испытанию и оценке новых технических средстви технологий вторичного вскрытия и интенсификации добычи нефти и газа на месторождениях Западной Сибири, в период с 1990 по 1996 год. Работы выполнялись по заказу Минтопэнерго РФ и ОАО «Ноябрьскнефтегазгеофизика». В качестве соисполнителей работ привлекались специалисты подразделения НИО-18 ГНПП «Краснознаменец», 28-го отделения ВНИИЭФ, НИО-6 ВНИИТФ, ВНИИИ г.Балашиха, ВНИГШвзрывгеофизика.
Автор выражает искреннюю благодарность специалистам и руководителям, которые организационно, финансово и морально оказывали содействие в ускорении решения задач по поставленной теме - зам. министра Минтопэнерго России, к.т.н.В.З.Гарипову, генеральному директору ОАО «Ноябрьскнефтегазгеофизика» Г.Х.Шагаеву, научным руководителям д.т.н. профессору А.И.Фионову, к.т.н. И.Н.Гайворонскому.
Автор выражает глубокую признательность за активнуюпомощь и сотрудничество, оказанные при выполнении прикладных и исследовательских работ по теме диссертации д.т.н.А.Н.Бовту, д.т.н. С.П.Антипинскому, д.т.н. Н.Т.Бидыло, д.т.н. В.К.Чернышеву, к.т.н. Б.Е.Гриневич, к.т.н. А.Ф.Шакирову, к.т.н. В.Е.Коваленко, к.т.н. А.В.Найченко, к.т.н. В.А.Котюкову, к.т.н. Г.Г.Лютикову, к.т.н.А.С.Иванову, к.т.н.Г.Г.Шахназарову, к.т.н. В.Н.Галкину, к.т.н. В.М.Тебякину, к.т.н. Н.А.Волдаеву, К.г-
к.г.-м.н. И.П.Бриченко, к.т.н. А.Е.Скворцову, Ж.А.Поздееву, М.П.Пасечнику, И.А.Завальнюку, Г.И.Божко, В.М.Михайлову, Б.С.Пантюхину, В.Н.Смотрову, В.В.Вахрушеву, А.И.Шумскому, Г.П.Сыромятникову, В.Н.Сокову, А.С.Корякову, А.П.Таушканову, А.Г.Гайфутдинову, М.Л.Наточину.
Автор выражает сердечную благодарность Н.С.Павленко, Е.В.Молчанову за ценные критические замечания, советы и реальную помощь, способствовавшие завершению работы.
Автор искренне благодарит всех сотрудников и коллег Центральной геофизической лаборатории ОАО ННГГФ, а также коллег и специалистов НИО-18 ГНПП «Краснознаменец», 28-го отделения ВНИИФ, НИО-4, НКО-6 ВНИИТФ и ОАО «ВНИПИвзрывгеофизика» за принципиальную активную помощь и сотрудничество в реализации научных и инженерных задач в рамках рассматриваемой темы.