Этот метод перфорации основан на использовании кинетической энергии и абразивных свойств струи жидкости с песком, истекающей с большой скоростью из насадок специального перфоратора и направленной на стенку скважины. За короткое время струя жидкости с песком образует отверстие или прорезь в обсадной колонне и канал или щель в цементном камне и породе пласта без других нарушений обсадных труб и цементного камня (рис. 162). Жидкость с песком подается к насадкам перфоратора по колонне насосно-компрессорных труб насосами, установленными у скважины.
Этот способ вскрытия пласта применяется как в новых скважинах, вышедших из бурения, так и в эксплуатирующихся скважинах с целью увеличения их производительности.
Кроме перфорации, гидропескоструйный метод может применяться для выполнения ряда других работ в скважинах:
— создания глубоких кольцевых и вертикальных щелей, облег
чающих образование трещин в заданном интервале пласта при осу
ществлении гидроразрывов; солянокислотных обработок или созда
ния водоизолирующего экрана в пласте;
|
|
— срезания обсадных, насосно-компрессорных и бурильных труб
в скважинах;
— разрушения металла, цементного стакана и твердых песчано-
глинистых пробок в скважине;
— расширения призабойной зоны в необсаженной части сква
жины.
Гидроперфоратор (рис. 163) имеет 10 гнезд для держателей насадок и заглушек. Держатель насадки имеет широкую наружную гайку, которая предохраняет в процессе обработки участок корпуса перфоратора с резьбой от разрушения его отраженной струей жидкости с песком. По мере износа гаек держатели и насадки заменяются.
Насадки перфоратора диаметром 4,5 мм и длиной 20 мм изготовляются из абразивостойких сплавов.
Диаметр перфоратора 100 мм. Его можно спускать в скважины, обсаженные эксплуатационными колоннами диаметром 127 мм и выше.
Рис. 162. Схема гидропескоструйной перфорации. |
В последних конструкциях гидроперфораторов насадки устанавливаются под углом 2—3° вниз к горизонтальной плоскости. Такая установка насадок повышает абразивное действие струи в результате изменения направления и снижения отрицательного действия отраженной струи, а также исключает разрушение корпуса насадок.
От насосов |
В зависимости, от вида перфорации насадки в перфораторе устанавливаются различно. Для вскрытия пласта путем создания горизонтальной круглой щели четыре насадки размещаются в одной горизонтальной плоскости, в остальные гнезда ввинчиваются заглушки.
При создании диаметрально противоположных вертикальных щелей насадки размещаются в вертикальной плоскости по две или три с каждой стороны перфоратора. Число и размещение насадок при создании каналов в породе определяются геоло-гопромысловыми условиями.
|
|
Рис. 163. Гидропер- форатор. 1 — хвостовик-перо; |
г — корпус; з — шариковый клапан; 4 — держатели- насадок; 5 — стопорное кольцо; в — насадки; 7 — заглушки. |
Гидроперфоратор спускают в скважину на на-сосно-компрессорных или бурильных трубах, с тщательным промером их до подошвы интервала, под-
лежащего вскрытию. Над перфоратором устанавливают гидравлический якорь или центрирующий фонарь, которые предохраняют перфоратор от осевых или радиальных смещений при прокачке жидкости.
Колонну спущенных труб перед перфорацией спрессовывают на рабочее давление, для чего над перфоратором устанавливается шариковый клапан.
После окончания опрессовки шарик извлекают на поверхность обратной промывкой, т. е. прокачкой жидкости в пространство между эксплуатационной колонной и насосно-компрессорными трубами.
Для гидропескоструйной перфорации в нефтяных скважинах в качестве жидкости-песконосителя применяют нефть, а в нагнетательных скважинах — воду. В качестве абразивного материала используют отсортированный кварцевый песок фракции 0,5—0,8 мм.
т
Концентрация песка в жидкости должна составлять 50—100 г/дм*.
Темп прокачки смеси жидкости с песком — в пределах 3,0— 4,0 л/с на одну насадку. При таком темпе закачки скорость выходящей из насадки струи жидкости равна 200—260 м, а перепад давления в насадках 18,5—22 МПа.
Продолжительность перфорации одного интервала продуктивного пласта 15—20 мин. После перфорации предыдущего интервала перфоратор устанавливают в следующем верхнем интервале. В новых интервалах установки перфоратора операция повторяется при том же режиме проведения процесса.
Колонна труб, на которой гидроперфоратор спускается в скважину, подвержена большим растягивающим нагрузкам от перепада давления, создающегося в насадках, от силы тяжести труб и жидкости. Поэтому, чтобы избежать обрыва труб при гидроперфорации, необходимо тщательно выбирать колонну труб для проведения процесса. При расчете колонны труб следует исходить из допустимой страгивающей нагрузки для резьбовых соединений.