Виды перфораций. Меры безопасности при проведении перфорации. Документация

Билет №9

1. Газовый фактор: его роль в фонтанировании скважин.

Газовый фактор - содержание газа в продукции нефтяных скважин. Измеряется в м³/м³, м³/т. Различают первоначальный и текущий газовый фактор. Первый характеризует нефтяную залежь в начале разработки, второй – на каждом ее этапе. На газовый фактор влияет также режим работы залежи. При водонапорном режиме газовый фактор не меняется в течение всего периода разработки, при газонапорном – в последней стадии разработки быстро возрастает, при режиме растворенного газа – вначале быстро повышается, затем по мере истощения залежи интенсивно падает.

Подъем жидкости из скважин нефтяных месторождений практически всегда сопровождается выделением газа. При движении газожидкостной смеси по длине подъемника от башмака НКТ меняется газонасыщенность потока. Поэтому структура газожидкостной смеси в трубах зависит от скорости движения жидкости и газа, а также от газонасыщенности потока и зависит от объемного соотношения газа и жидкости, диаметра НКТ, средней скорости смеси.

Структуры газожидкостного потока: а - эмульсионная; б - четочная; в - стержневая.

В зависимости от физических свойств жидкости могут возникать различные структуры движения ГЖС в трубе, которые существенным образом влияют на энергетические показатели подъема жидкости. В фонтанных скважинах на участке НКТ, где давление меньше давления насыщения, выделяющийся из нефти свободный газ образует тонкодисперсную структуру, называемую эмульсионной. Мелкие газовые пузырьки более или менее равномерно пронизывают массу нефти, образуя практически однородную смесь газа и жидкости. Вследствие своей малости и большой плотности газовые пузырьки обладают малой подъемной силой, поэтому их скорость всплытия относительно жидкости пренебрежимо мала. Это происходит до тех пор, пока в результате уменьшения давления при движении смеси вверх по трубе газовые пузырьки, расширяясь, увеличивают объемное газосодержание потока до 20-25%. При дальнейшем уменьшении давления и поступлении из нефти новых количеств газа пузырьки, сливаясь, образуют глобулы больших размеров. Скорость всплытия таких глобул в результате действия подъемной силы становится большой. Такая структура называется четочной.

При больших расходах газа возникает стержневая структура, при которой газ с распыленными в нем каплями жидкости движется непрерывным потоком, увлекая за собой по стенкам трубы волнистую пленку жидкости.

Жидкость поднимается газом под действием движущей силы поднимающегося газа. Подъемная сила газа действует на жидкость путем непосредственного давления на нее посредством трения газа о жидкость. Для того чтобы газожидкостная смесь поднималась по вертикальным трубам, необходим перепад между башмаком НКТ и устьем скважины. Поэтому производится расчет газожидкостного подъемника для выбора оборудования и установления технологического режима эксплуатации скважины.

Виды перфораций. Меры безопасности при проведении перфорации. Документация.

Перфорация - операция, проводимая в скважине при помощи специальных стреляющих аппаратов (перфораторов) с целью создания в обсадной колонне отверстий, служащих для сообщения между скважиной и пластом-коллектором. Эти отверстия используются как для извлечения пластового флюида, так и для закачки в пласт воды, газа, цемента и др. агентов.

Применяются различные методы перфорации скважин: пулевая, торпедная, кумулятивная и гидропескоструйная.

При разработке процесса перфорации должны учитываться геолого-промысловая характеристика залежи, тип коллектора и технико-технологические данные по скважине:

ПУЛЕВАЯ ПЕРФОРАЦИЯ

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

На каротажном кабеле пулевой перфоратор спускают в скважину, устанавливают против заданного интервала продуктивного пласта и делают выстрелы. Глубина отверстий в породе не превышает 5-7см. 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. Энергия взрыва в виде тонкого пучка газов пробивает канал. Кумулятивная струя имеет скорость в головной части до 6-8км/с и создает давление 3-5тыс. МПа.

При выстреле кумулятивным зарядом в колонне и цементном камне образуется узкий перфорационный канал глубиной до 350мм и диаметром в средней части 8-14мм. Все кумулятивные перфораторы разделяются на корпусные и бескорпусные. Корпусные перфораторы после их перезаряда используются многократно. Бескорпусные - одноразового действия. Для бескорпусных перфораторов кумулятивные заряды делают в стеклянных или пластмассовых оболочках и устанавливают в круглые сквозные отверстия алюминиевой ленты.

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 3-6мм. 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 80-100кг/м, диаметр частиц кварцевого песка 03-0.8мм.

Выбор перфоратора, метода и технологии перфорации зависит от назначения скважины, цели перфорации, прочности, толщины и типа пласта, состояния обсадной колонны, размеров ствола скважины, давления, температуры и др.

- Способ, тип и плотность перфорации и технология ее проведения должны обеспечивать возможно полное гидродинамическое совершенство скважины и в то же время не вызывать побочных нарушений в обсадных трубах (смятие или разрушение обсадных труб и перемычек между интервалами перфорации и др.).

- Ствол скважины перед перфорацией необходимо заполнять жидкостью (буровым раствором), исключающей возможность нефтегазопроявлений, обеспечивающей максимальное сохранение естественной проницаемости и нефтенасыщенности коллектора и не вызывающей затруднений при вызове притока жидкости в скважину.

Документация: Акт готовности скважины к проведению ПВР, тех. проект на проведение ПВР, акт о перфорации скважины.