1 МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «СамГТУ») Студент: Бамбуров К.В. Группа: 6-ЗФ-9Б Руководитель: Шиповский К.А. Самара, 2016 Выпускная квалификационная работа СамГТУ ПЗ Тема: Проект бурения эксплуатационной скважины на Елховском месторождении с разработкой спец вопроса «Гидромеханическая щелевая перфорация»
2
3
Гидромеханическая щелевая перфорация Гидромеханическая щелевая перфорация (ГМЩП) - технология вторичного вскрытия пласта. Она заключается в следующем: 1) перфоратор, спущенный в скважину на насосно-компрессорных трубах и привязанный к нужному пласту геофизическим методом. 2) производит в обсадной колонне непрерывные длинные продольные щели. 3)после через эти щели под воздействием гидромониторной струи на горную породу и цементное кольцо, вымываются сплошные каверны. На сегодня, учитывая показатель цена-качество, ГМЩП (гидромеханическая щелевая перфорация) представляется самым оптимальным. В процессе испытаний было установлено, что если давление на горный материал гидромониторного воздействия составляет ат., а время воздействия более 30 мин., то общий радиус проникновения в пласт перфоратора будет в пределах 1-го метра. Штуцер перфоратора, расположенный под наклоном 45º, образовывает каверну, достигающую угла нормального откоса. Таким образом, при дальнейшем использовании скважины, из данной каверны не происходит осыпания пород, находящихся ниже уровня перфорации. Это даёт возможность добывать нефть на расстоянии в два-три метра от забоя и до нижнего уровня перфорации. Гидромеханические перфораторы ПГЩПМ предназначены для перфорации разведочных, добывающих и нагнетательных скважин, обсаженных колоннами диаметрами 146 и 168 мм. Щелевая перфорация скважин – операция создания в обсадной колонне щелей для сообщения между скважиной и пластом- коллектором. Перфорационные каналы используются для извлечения пластового флюида, а также для закачки в пласт воды, газа, цементного раствора и др. агентов. 4
Особенности гидромеханических перфораторов ПЩ (ПЩ-6-168) Позволяет: - произвести замену скважинной жидкости до и после перфорации; - создать продольные щели по м и шириной мм накатным диском на мм за пределы обсадной колонны, размыв цементного камня и горной породы через гидромониторную насадку по готовой щели на глубину мм; - при нахождении колонны в колонне вскрывать внутреннюю колонну, не повреждая наружную; - выполнять операции по вскрытию пластов без резких ударных нагрузок на цементный камень и призабойную зону пласта, которые могут привести к образованию вертикальных техногенных трещин и, как следствие, к быстрому обводнению скважин в водонефтяных зонах. 5
Схема демонстрирующая два одновременно сделанных прореза щелей в обсадной колонне, и сформированные каверны в пласте коллекторе 6
Схема демонстрирующая три одновременно сделанных прореза щелей в обсадной колонне, и сформированные каверны в пласте коллекторе 7
Отличительной особенностью многопрофильного перфоратора от гидромеханических щелевых (односторонних, двусторонних и пластических перфораторов) является: Использование 1-ой, 2-х, 3-х, 4-х фрез одновременно. Формирование прорезей в стенке обсадной колонны под углом 180°, 120°, 90° относительно друг друга. Выход каждой фрезы из перфоратора до 70 мм. Независимое расположение режущих фрез позволяет более качественно вскрывать обсадные колонны с выходом каждой фрезы за колонну мм гарантированно. Проведение химико-кислотной обработки продуктивного пласта без подъема перфоратора, что позволяет сократить затраты и время на спуско-подъемные операции; Совмещение перфоратора и пакера сокращает время проведения операции и обработки, экономит время на КРС и ускоряет ввод скважины в работу. Увеличена длина щели при вскрытии колонны за счет применения композитных материалов фрезы. Возможность вскрытия на нефти или других рабочих жидкостях с добавлением различных присадок. Не происходит уплотнение породы ПЗП и не изменяются ее естественные физические свойства. При одновременном формировании двух, трёх, четырёх щелей снимаются кольцевые сжимающие напряжения металла, что полностью исключает возможность: смыкание сформированных щелей, защемление режущих дисков в щели. Увеличены длина гидромониторов и разгонный путь жидкости вскрытия. Применение гидромониторов различного диаметра в зависимости от применяемых условий. 8
Основные преимущества данной технологии: Использование 1-ой, 2-х, 3-х, 4-х фрез позволяет сформировать одновременно две, три, четыре щели, расположенные строго на 180°, 120°, 90° относительно друг друга. Отсутствие ударного воздействия на эксплуатационную колонну в процессе вскрытия (фугасность=0). Не нарушается целостность цементного кольца выше и ниже зоны перфорации, что исключает возможность заколонных водоперетоков. При использовании двух, трёх, четырёх фрез с толщиной диска 10 мм. площадь вскрытия составляет (20000, 30000, мм 2) на метр, при толщине диска 12 мм. – площадь вскрытия (24000, 36000, мм 2 ). Радиус проникновения 0,5-1,5 метра, в зависимости от геологического строения продуктивного пласта; Возможность вскрытия обсадных колонн в горизонтальных скважинах, в том числе и в хвостовиках малого диаметра; Использование многопрофильной режущей перфорации с фазировкой фрез 180, 120, 90 градусов способствует более высокой эффективности проведения ГРП, т. к. направление полученных щелей после многопрофильной режущей перфорации увеличивает вероятность совпадения с направлением «стресса» пласта. Операция осуществляется в любое время суток. 9
Дополнительные преимущества данной технологии: Проведение прямой или обратной промывки скважины. Возможность глушения скважины и других работ при НГВП. Проведение химико-кислотной обработки продуктивного пласта без подъема перфоратора, что позволяет сократить затраты и время на спуско-подъемные операции. Совмещение перфоратора и пакера сокращает время проведения операции и обработки, экономит время на КРС и ускоряет ввод скважины в работу; Проведение обязательного геологического сопровождения по подбору скважин; Позволяет проводить освоение скважины без подъема перфоратора. Разработаны и внедрёны новые типы гидромониторных насадок. Конструктивные особенности насадок позволяют преобразовать турбулентный режим течения жидкости в ламинарный, и далее, за счет использования «разгонной» камеры, увеличить скорость струи. Высокая скорость струи необходима не только для эффективного разрушения цементного кольца и формирования фильтрационных каналов, но и сведения к минимуму эффекта «затопленной» струи. Качество вскрытия обсадной колонны при применении многопрофильного перфоратора вышло на новый качественный уровень, благодаря применению новейших разработок в конструкции перфоратора 10
Технические характеристики перфоратора 11
Отличительные особенности многопрофильных перфораторов от перфораторов других типов. Важной особенностью многопрофильных режущих перфораторов – является возможность их трансформации под любые задачи. Инженер – технолог в течении 1 часа может подготовить многопрофильный режущий перфоратор для перфорации щелей в одной, двух, трех и четырех проекциях 1)Возможность вскрытия колон одним, двумя, тремя, четырьмя роликами одновременно. 2)Выход ролика за колонну увеличен за счет независимости роликов друг от друга, что позволяет более качественно вскрывать цементное кольцо за колонной из-за применения особого принципа распределения давлений гидравлики внутри механизма прибора. 3)Возможность вскрытия колонн после проведения ремонтно-изоляционных работ прибором меньшего диаметра, что невозможно в приборах каро мысленного типа, так как они ограничены длиной коромысла и отклоняющей поверхности угла. 4)Внедрён новый тип гидромониторных насадок, что позволяет увеличить проникающую способность струи при намыве. 5)Давление при намыве каверны многопрофильным перфоратором составляет 150 атм., что позволяет применять стандартную качающую технику (типа ЦА-320, СИН-32, СИН-35). В перфораторах других производителей число гидромониторов составляет от 4-6 шт., что увеличивает расход жидкости и требует поддержание высокого давления до 200 атм. и более. В таком случае необходимо для размыва каверны применять высокопроизводительный насосный агрегат (АН-700 или др. аналоги, что увеличивает затраты на применение техники). 6)Исходя из основных законов гидродинамики, для проведения обработки призабойной зоны путем намыва гидромониторными струями, было принято решение увеличить диаметр гидромониторных насадок с 4 мм до 6 мм, в связи с чем увеличилась энергия струи в 6 раз. 7)Благодаря новым технологиям изготовления режущих элементов появилась возможность вскрытия многопрофильным перфоратором марки колонны типа (Л) Ни один из существующих на рынке гидромеханических перфораторов не способен вскрывать колонну с такими прочностными свойствами. 12
Многопрофильный перфоратор Перфораторы каро мысленного типа 13
Пример формирования разреза в обсадной колонны 14
Комплексное вскрытие пластов 15
16 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!