29. Выбор интервалов перфорации и количества отверстий на один метр колонны. Типы перфораторов. Охрана труда при перфорационных работ.

В однопластовых объектах разработки с узкой водонефтяной зоной скважины, как правило, перфорируются по всей толщине. В скважинах внешних рядов для продления безводного периода их эксплуатации целесообразно перфорировать только верхнюю часть пласта. В однопластовых объектах разработки с широкой водонефтяной зоной во всех добывающих скважинах, расположенных в чисто нефтяной зоне, кроме самых ближних к внутреннему контуру, перфорируют пласты по всей толщине. Для продления безводного периода работы скважин, расположенных в пределах водонефтяной зоны, интервалы перфорации в них располагают на некотором удалении от поверхности ВНК (на 2-4 м). Чем выше вертикальная проницаемость пласта и чем он однороднее, тем на большем расстоянии от ВНК необходимо располагать нижние перфорационные отверстия. При наличии на уровне ВНК или несколько выше непроницаемого пропластка со значительной площадью  распространения, пласт перфорируют до кровли нижнего непроницаемого прослоя.

В многопластовом объекте разработки в пределах внутреннего контура нефте-носности перфорируются все нефтенасыщенные прослои, в водонефтяной зоне перфорируются полностью нефтенасыщенные прослои,  а частично нефтенасыщен-ные только в том случае, если нефть на этом участке не подстилается водой, не может быть вытеснена из прерывистого пласта. Массивная залежь с большим этажом нефтеносности, если вытеснение нефти ВНК, разрабатывается обычно скважинами, в которых осуществляется последовательный перенос интервалов перфорации при разработке. Сначала в скважине перфорируют интервал толщиной 20-40 м в нижней части залежи, удаленный от начального ВНК на 10-15 м. Эксплуатация скважины продолжается до ее обводнения в результате подъема ВНК. После этого обводненный интервал изолируют и перфорируют следующий вышележащий интервал с некоторым отступлением от текущего ВНК. Количество переносов интервалов перфорации в каждой скважине зависит от высоты залежи, положения скважины на структуре, характера и степени неоднородности продуктивного разреза.

В редких случаях, когда пласт – коллектор характеризуется однородным строением, высокой проницаемостью по вертикали, допустима перфорация только самой верхней части залежи.

В сводовой газонефтяной залежи, подстилаемой водой, в каждой скважине должно выбираться оптимальное положение интервала перфорации, при котором нижние перфорационные отверстия находятся на определенном удалении от ВНК, а верхние – от ГНК. Обоснование оптимального положения интервала перфорации обычно производится расчетным или опытным путем.

Для сохранения прочности обсадной колонны число перфорационных отверстий не может быть сколь угодно большим: обычно их делают не более 40-50 на 1 метр длины.

Типы перфораторов:

ПУЛЕВАЯ ПЕРФОРАЦИЯ

Пулевой перфоратор представляет собой трубу длиной 1 м и диаметром 100 мм, которая заряжается спрессованным порохом и 10 стальными пулями.

На каротажном кабеле пулевой перфоратор спускают в скважину, заполненную глинистым раствором, устанавливают против заданного интервала продуктивного пласта и делают выстрелы. Глубина отверстий в породе не превышает 5-7 см. Многие пули застревают в эксплуатационной колонне, в цементном камне, и только небольшое число их пробивает колонну и цементный камень. Практически в настоящее время не находит применения.

КУМУЛЯТИВНАЯ ПЕРФОРАЦИЯ

Кумулятивные перфораторы имеют заряды с конусной выемкой, которые позволяют фокусировать взрывные потоки газов и направлять их с большой скоростью перпендикулярно к стенкам скважины.

Кумулятивная перфорация осуществляется стреляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов. Прострел колонны, цементного камня и породы достигается за счет сфокусированного взрыва. Такая фокусировка обусловлена конической формой поверхности заряда взрывчатого вещества, облицованной тонким металлическим покрытием. Энергия взрыва в виде тонкого пучка газов - продуктов облицовки - пробивает канал. Кумулятивная струя имеет скорость в головной части до 6-8 км/с и создает давление 3-5 тыс. МПа.

При выстреле кумулятивным зарядом в колонне и цементном камне образуется узкий перфорационный канал глубиной до 350 мм и диаметром в средней части 8-14 мм. Все кумулятивные перфораторы имеют горизонтально расположенные заряды и разделяются на корпусные и бескорпусные. Корпусные перфораторы после их перезаряда используются многократно. Бескорпусные - одноразового действия. В кумулятивных перфораторах выстрелы производят замыканием электрической цепи в установке. За один спуск делают 10-12 выстрелов. Для бескорпусных перфораторов кумулятивные заряды делают в стеклянных или пластмассовых оболочках и устанавливают в круглые сквозные отверстия алюминиевой ленты.

Бескорпусные перфораторы спускают в скважину на каротажном кабеле. При выстреле стеклянные или пластмассовые оболочки полностью разрушаются. Бескорпусные перфораторы позволяют значительно увеличить массу кумулятивных зарядов и, следовательно, их пробивную способность.

ГИДРОПЕСКОСТРУЙНАЯ ПЕРФОРАЦИЯ

На нефтяных промыслах применяют также гидропескоструйный перфоратор. Гидропескоструйный перфоратор состоит из толстостенного корпуса, в который ввинчивается до десяти насадок из абразивно-стойкого материала (керамики, твердых сплавов) диаметрами отверстий 3-6 мм. Гидропескоструйный перфоратор спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах. Перед проведением перфорации скважины с поверхности в НКТ бросают шар, который перекрывает сквозное отверстие перфоратора. После этого с помощью насосных агрегатов через НКТ в скважину закачивают жидкость с песком. Нагнетаемая жидкость с песком выходит только через насадки. Концентрация песка в жидкости обычно составляет 80-100 кг/м, диаметр частиц кварцевого песка 03-0.8 мм.

Однако, поскольку этот метод довольно трудоемкий, его применение целесообразно лишь в тех случаях, когда более дешевые методы пулевой, снарядной и кумулятивной перфорации не дают нужного эффекта

Гидропескоструйную перфорацию применяют для вскрытия пластов в процессе опробования разведочных скважин, вскрытия пластов в скважинах, оборудуемых для раздельной эксплуатации двух и более пластов одной скважиной, вскрытия пластов с трещиноватыми коллекторами. При таком способе вскрытия пласта не получают должного эффекта в интервалах, ранее обработанных соляной кислотой или после гидроразрыва, а также после повторного вскрытия высокопроницаемых пластов с низким пластовым давлением.

Охрана труда при перфорационных работ.

Безопасность является чрезвычайно важной стороной при проведении прострелочно-взрывных работ. Так как при разработке и производстве перфорационного оборудования принимаются во внимание все возможные факторы, влияющие на безопасность, то об; ращение с взрывчатыми веществами и зарядами в полевых условиях – это относительно безопасная операция. На скважине весь персонал, включая буровую бригаду, должен быть осведомлен о наличии на скважине взрывчатых веществ и четко знать порядок выполняемых работ во время проведения перфорации.

Обращаться со взрывчатыми веществами должен только квалифицированный, имеющий на это разрешение, персонал, прошедший полноценное и жесткое обучение и имеющий большой опыт в безопасном обращении и использовании перфорационного оборудования. Весь второстепенный персонал должен немедленно покинуть место проведения работ.

Взрывчатые вещества могут детонировать от тепла, исходящего от пламени, искры, в результате трения, пропускания электрического тока и проведения химической реакции, и поэтому их надо изолировать от потенциальных источников этого типа воздействия. В эту группу входят двигатели, нагреватели и химикаты, которые могут контактировать с зарядами с выделением тепла.

Перфорационное оборудование необходимо держать вдали от электрических проводов и генераторов. В радиусе 250 футов (75 м) от места проведения взрывных работ не должно быть никаких мобильных передатчиков (радио или телефонов). Любые металлические приспособления и постройки, которые могут иметь контакт с перфорационным оборудованием, должны иметь надежное электрическое заземление. Ни в коем случае нельзя выполнять взрывные работы во время грозы или пыльных бурь.

Все вопросы, касающиеся безопасности, должны незамедлительно решаться с участием ответственного руководителя взрывных работ.