Введение к работе
Актуальность проблемы. Анализ промысловых данных по эксплуатации скважин с перфорированным забоем свидетельствует о существовании множественных осложнений горно-геологического, технического и технологического характера, встречающихся как отдельно, так и в совокупности. В связи с этим крепь скважины и призабойная зона пласта зачастую находятся в неустойчивом состоянии, когда любое воздействие извне может привести к значительному ухудшению добычных возможностей и условий эксплуатации скважины.
Сохранить устойчивость системы крепь скважины - призабойная зона пласта возможно применением научно-обоснованных, щадящах воздействий на нее на всех этапах строительства и эксплуатации скважины.
В связи с этим представляется весьма актуальной задача совершенствования техники и технологии безударной гидромеханической перфорации: сохранение целостности крепи скванины, особенно в пластах с подошвенными водами, позволит значительно расширить (зачастую интервал пласта прилегающий к водонефтяному контакту не перфорируют из-за опасности эаколонных перетоков) и улучшить условия дренирования нефтенасыщенной толщины пласта, сократить объемы ремонтных работ; снижение нагрузок на продуктивный пласт при его малой прочности уменьшит вынос механических примесей; сочетание собственно гидромеханической перфорации с пескоструйной даст возможность получения перфорационных каналов значительной длины, а также новые возможности проведения ремонтных работ и работ по интенсификации притока.
Цель работы. Данная работа посвящена разработке безударных методов перфорации скважин и созданию техники для их осуществления.
Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи исследования:
разработка и научное обоснование методов вскрытия пластов в некоторых случаях возникновения интенсивного пескопроявления;
выработка рекомендаций по вскрытию пластов, недогруаенных горным давлением;
всестороннее сравнение существующих на сегодняшний день способов перфорации скважин;
разработка гидромеханического перфоратора на базе существующих в настоящее время;
создание различных типов привода гидромеханических перфораторов ;
создание гидромеханических перфораторов двойного комбинированного действия;
рассмотрение возможности использования перфораторов двойного комбинированного действия для ведения работ по интенсификации притока.
Методы решения конкретных задач. При решении задач, поставленных в работе, проводились стендовые и промысловые испытания с последующим приыенением численного анализа и математической обработкой получаемых результатов, привлекались, когда это было возможно, промысловые данные, обрабатываемые в дальнейшем статистическими методами.
Научная новизна. Предложена методика уменьшения выноса песка из призабойной зоны пласта при образовании в ней пластичной области, путем изменения плотности перфорации по толщине продуктивного пласта (найдено распределение плотности перфорации, опреде-
лены входящие в него коэффициенты). Разработан метод, позволяющий снизить влияние горного давления на деформируемый пласт-коллектор. Предложено устройство для привода гидромеханического перфоратора, спускаемого на кабеле, отличающееся от известных аналогов возможностью многократного применения за спуск. Разработан пробойник гидромеханического перфоратора: повышены надежность и стойкость, уменьшено усилие резания обсадной колонны. Сконструирован гидромеханический перфоратор двойного действия, сочетающий в себе преимущества гидромеханического и пескоструйного перфораторов: рез колонны осуществляется ножом-пробойником, а разрушение цементного камня и породы пласта - абразивной струей жидкости.
В работе защищаются следующие научные положения.
-
Гидромеханические перфораторы, как наиболее производительные из перфораторов щадящего типа, имеют ряд преимуществ над стреляющими и гидропескоструйными, особенно в случаях, когда пласт находится в осложненных горно-геологических условиях.
-
Вынос песка из призабойной зоны скважин можно уменьшить, при образовании пластической области, изменением плотности перфорации по толщине пласта по определенному закону.
-
Коллекторские свойства трещиноватого пласта, недогруженного горным давлением, возможно сохранить путем перфорации верхней части пласта с последующим созданием уплотненной зоны.
-
Гидромеханические перфораторы, спускаемые на кабеле, могут приводиться в действие устройством, работающим на принципе теплового расширения жидкости.
-
Щелевой гидромеханический перфоратор двойного действия может в качестве силового элемента иметь поршень увеличенного поперечного сечения.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Предложен способ ограничения выноса песка из скважины с по-
мощью изменения плотности перфорации по толщине пласта. Изучены закономерности выноса песка из пластичной зоны.
Разработан способ снияения влияния горного давления на пласт-коллектор. Способ позволяет сохранить начальную проницаемость большей части пласта.
По результатам выполненных работ получены патенты-: на изобретение, идет их внедрение на месторождениях Краснодарского края.
Даны рекомендации по изменению формы пробойника гидромеханического перфоратора с целью повышения его стойкости и уменьшения усилия прокалывания. Определены значения усилия съема перфоратора в зависимости от количества и взаимного расположения пробойников.
Создано устройство привода гидромеханического перфоратора, спускаемого на кабеле. Устройство обеспечивает многократное применение за спуск и гарантированную сборку перфоратора.
Разработан гидромеханический перфоратор двойного действия, работающий от серийного насосного оборудования. Исследованы вопросы обеспечения нормальной работы струи, уплотнения поршня, потребности в абразиве.
С учетом полученных результатов, создан гидромеханический перфоратор, прошедший испытания на месторождениях Западной Сибири.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на конференциях по проблемам ремонта скважин, организованных ВНИИКрнефть, заседаниях секций Ученого Совета ВНИИ по проблемам разработки месторождений, в ходе обучения организованного УЦ АООТ НПО "Бурение" в г.Нижневартовске, Мегионе, Лангепасе, Радужном (1995-1996 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 печатных работы.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, приложения. Изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 27 иллюстраций,
7 26 таблиц и список литературы, включающий 14 названий.
