2.3 Розкриття продуктивних пластів за допомогою кульової перфорації

Довжину каналу перфорації визначають за формулою:

, (2.5)

де – допустимий зазор між перфоратором і стінкою свердловини (табл. 2.2);

– товщина стінки обсадної труби;

– товщина цементного кільця;

– глибина каналу в породі.

Таблиця 2.2 – Мінімально допустимі зазори між перфоратором і стінкою обсадної колони по діаметру

Перфоратор			Діаметр, мм		Густина рідини, кг/яг		Мінімальний зазор, мм
вид	тип
1	2	3		4		5
Кумулятивний	ПК	80-105		1500		10–15
				1600-2300		15–22
	ПКО	73-89		1500		15–20
				1600-2300		22–30
	ПКС, КПР	65-105		1500		15–20
				1600-2300		22–30
	ПР, КПР, ПКС	33-65		800-1000		5–8
Кульовий	ПВН, ПВТ,	70-90		800-2300		25
	ПВК

Товщина стінки труби та товщина цементного кільця визначаються конструкцією свердловини і є відомими. Глибину каналу перфорації в породі обчислюють за рівнянням:

(2.6)

де – маса кулі;

– швидкість кулі на вході в породу;

– площа перерізу кулі;

– коефіцієнт форми головної частини кулі ( = sin²α, 2α = 18,5 –90°);

– густина породи;

– швидкість звуку в породі ( =4000 – 4500 м/с).

Щоб визначити швидкість кулі на вході в породу, попередньо обчислюють на вході в цементне кільце і втрати цієї швидкості в цементному кільці :

(2.7)

Швидкість кулі на вході в цементне кільце знаходять за формулою

(2.8)

де – початкова кінетична енергія кулі;

– пробивання стінки труби (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 – Залежність витрат енергії пробивання стінок труби від її діаметра: 1-25; 2-20; 3-12 мм

Залежність витрат енергії кулі на пробивання стінки обчислюють згідно з рис. 2.4.

Початкову енергію кулі визначають за формулою:

(2.9)

де – початкова швидкість кулі (табл. 2.3)

Таблиця 2.3 – Характеристики кульових перфораторів

Параметр	Тип перфоратора
	ПВН-90	ПВТ-73	ПВК-70
Маса кулі, г	120	120	210
Діаметр кулі, мм	20	20	25
Початкова швидкість кулі, м/с	850	930	750
Маса порохового заряду на одну кулю, г	55	90	75

Втрати швидкості в цементному кільці:

, (2.10)

де – густина цементного кільця ( =1800 кг/м3);

– швидкість звуку в цементному кільці ( = 2900 – 3600 м/с).

Можна розв'язати також і обернену задачу: знаючи довжину каналу в пласті та характеристики перепон, визначають необхідну початкову швидкість руху кулі перфоратора [71].