Способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты)

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах. Обеспечивает уменьшение вредного воздействия взрыва на внутрискважинное оборудование, обсадную колонну и цементный камень, расположенные вне места взрыва. Сущность изобретения: способ включает размещение в интервале продуктивного пласта прострелочно-взрывной аппаратуры и демпфирующих элементов для ослабления воздействия взрыва на внутрискважинное оборудование, обсадную колонну и слой заколонного цементного камня, расположенных вне места взрыва. При проведении прострелочно-взрывных работ в скважинах со спущенными насосно-компрессорными трубами (НКТ) демпфирующие элементы размещают в нижней части насосно-компрессорных труб и выполняют их в виде жестких колец на внешней поверхности НКТ и в количестве, определяемом по аналитическому выражению. По второму варианту демпфирующие элементы размещают на трубе, располагаемой с одной или с двух сторон прострелочно-взрывной аппаратуры, и в количестве, которое тоже определяют по аналитическому выражению. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а конкретнее - к способам ведения прострелочно-взрывных работ (ПВР) в скважинах, в том числе - в скважинах со спущенными насосно-компрессорными трубами (НКТ), где необходимо уменьшить вредное воздействие взрыва на внутрискважинное оборудование, обсадную колонну и заколонный цементный камень, расположенные вне места взрыва.

Известны способы создания защитных экранов для предохранения от разрушения при взрыве обсадных труб и заколонного цементного камня, расположенных вне места взрыва, включающие размещение в скважине цементного или песочно-гравийных мостов-экранов. Постановка таких мостов-экранов требует применения специального оборудования и, главное, необходимость их разбуривания после взрыва для освоения скважин - длительный и трудоемкий технологический процесс.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах, включающий размещение в интервале продуктивного пласта прострелочно-взрывной аппаратуры и демпфирующих элементов для ослабления воздействия взрыва на внутрискважинное оборудование, обсадную колонну и слой заколонного цементного камня, расположенных вне места взрыва [1].

Недостатком известного способа является его недостаточная эффективность.

Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности ослабления воздействия взрыва прострелочно-взрывной аппаратуры (ПВА) на обсадную колонну и цементный камень вне очага взрыва.

Необходимый технический результат по первому варианту способа заключается в том, что по способу ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах, включающему размещение в интервале продуктивного пласта прострелочно-взрывной аппаратуры и демпфирующих элементов для ослабления воздействия взрыва на внутрискважинное оборудование, обсадную колонну и слой заколонного цементного камня, расположенных вне места взрыва, согласно изобретению при проведении прострелочно-взрывных работ в скважинах со спущенными насосно-компрессорными трубами демпфирующие элементы размещают в нижней части насосно-компрессорных труб и выполняют их в виде жестких колец на внешней поверхности насосно-компрессорных труб и в количестве (n), определяемом соотношением: где 0 - плотность скважинной жидкости, кг/м3; С0 - скорость звука в скважинной жидкости, м/с; Рд - избыточное давление в скважине над демпфирующими элементами, Па; Р0 - избыточное давление в скважине в интервале продуктивного пласта, Па; D0 - внутренний диаметр обсадной колонны, м; Dнкт - внешний диаметр насосно-компрессорных труб, м; Dд - внешний диаметр демпфирующих колец, м; - гидравлический коэффициент трения;
l0 - расстояние между кольцами.

Необходимый технический результат по второму варианту способа заключается в том, что по способу ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах, включающему размещение в интервале продуктивного пласта прострелочно-взрывной аппаратуры и демпфирующих элементов для ослабления воздействия взрыва на внутрискважинное оборудование, обсадную колонну и слой заколонного цементного камня, расположенных вне места взрыва, согласно изобретению демпфирующие элементы размещают на трубе, располагаемой с одной или с двух сторон прострелочно-взрывной аппаратуры, и выполняют в виде жестких колец на внешней поверхности трубы, которую спускают в скважину вместе с прострелочно-взрывной аппаратурой, при этом количество (n) колец определяют соотношением:

где 0 - плотность скважинной жидкости, кг/м3;
С0 - скорость звука в скважинной жидкости, м/с;
Рд - избыточное давление в скважине над демпфирующими элементами, Па;
Р0 - избыточное давление в скважине в интервале продуктивного пласта, Па;
D0 - внутренний диаметр обсадной колонны, м;
Dтр - внешний диаметр трубы с демпфирующими кольцами, м;
Dд - внешний диаметр демпфирующих колец, м;
- гидравлический коэффициент трения;
l0 - расстояние между кольцами.

Известно [2] , что избыточное давление Р0=Р-Р00 - гидростатическое давление), созданное в скважине ПВА, с расстоянием Х уменьшается по закону

- гидравлический коэффициент трения (0,015-0,05);
0, С0 - плотность скважинной жидкости и скорость звука в ней;
D0 - внутренний диаметр обсадной колонны;
Dнкт - внешний диаметр НКТ.

Из соотношения следует, что увеличение гидравлического коэффициента приведет к увеличению ослабления перепада давлений от расстояния Х.

Если вдоль НКТ на длине L расположить демпфирующие элементы в виде колец в количестве "n" штук с расстояниями между ними "l0", то гидравлический коэффициент согласно [3] определится из соотношения

где

где Dд - диаметр демпфирующих колец.

Подставляя (2) в (1), получим количество демпфирующих элементов, необходимое для снижения избыточного давления от Р0 до Рд на расстоянии L = nl0:

На фиг.1-3 представлена схема расположения ПВА 1 в скважине 2 под НКТ 3, нижняя часть которых снабжена демпфирующими элементами в виде колец 4.

Нередко с целью ограничения зоны обработки продуктивного пласта скважины (фиг. 2) на НКТ устанавливают механические или гидравлические пакеры [1]. Использование демпфирующих элементов позволит в этих случаях значительно уменьшить воздействие взрыва на пакеры, сохранив их целостность.

Приведем пример реализации предлагаемого способа ведения ПВР в скважинах со спущенными НКТ.

Пусть в скважине (D0= 5"= 126 мм) со спущенными НКТ (Dнкт =73 мм) на глубине, соответствующей гидростатическому давлению Р0 = 50 МПа, необходимо провести обработку пласта малогабаритным пороховым генератором давления, спускаемым на кабеле. Известно [4], что для успешной обработки пласта пороховой генератор выбирают такой длины, т.е. массы, чтобы в скважине в зоне горения создать давление, равное горному, т.е. перепад давления Р0 = Рг - Р0 = 1,5Р0 = 75 МПа. Эти давления вызовут разрушение обсадной колонны и цементного камня. Чтобы снизить это давление до Р0 = 30 МПа, согласно выведенному соотношению необходимо снабдить спущенные НКТ в нижней части демпфирующими элементами в виде колец шириной 10 мм и расстояниями между ними l0 = 20 мм диаметром Dм = 113 мм в количестве

На длине L = nl0 = 4520 = 900 мм давление будет ослаблено до 30 МПа. Без колец давление было бы равно:

Таким образом, если нижнюю часть НКТ длиной всего в 900 мм снабдить демпфирующими элементами в виде колец в количестве 45 штук, то можно уменьшить перепад давления от 75 МПа до 30 МПа.

В случае, когда работы проводят в скважинах без спущенных НКТ, с целью ослабления воздействия взрыва ПВА на обсадную колонну и цементный камень вне очага взрыва предлагают ведение ПВР в скважинах, при котором сверху или с двух сторон ПВА, как показано на фиг.3, располагают трубу с демпфирующими элементами 1 и в скважину на кабеле 2 спускают всю систему.

Количество демпфирующих элементов определяют соотношением (3) при Dнкт = Dтр, где Dтр - внешний диаметр трубы с демпфирующими элементами.

Если в вышерассмотренном примере взять Dнкт = Dтр = 100 мм, то количество колец будет равно

На длине трубы L = nl0 = 4820 = 960 мм перепад давления будет ослаблен от 75 МПа до 30 МПа.

Источники информации
1. SU 1066254, 15.01,1994.

2. Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. - М.: Недра, 1975.

3. Альтшуль А.Д. Гидростатические сопротивления. - М.: Недра, 1982.

4. Инструкция по применению пороховых генераторов давления ПГД.БК в скважинах. - М.: ВИЭМС, 1989.


Формула изобретения

1. Способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах, включающий размещение в интервале продуктивного пласта прострелочно-взрывной аппаратуры и демпфирующих элементов для ослабления воздействия взрыва на внутрискважинное оборудование, обсадную колонну и слой заколонного цементного камня, расположенных вне места взрыва, отличающийся тем, что при проведении прострелочно-взрывных работ в скважинах со спущенными насосно-компрессорными трубами демпфирующие элементы размещают в нижней части насосно-компрессорных труб и выполняют их в виде жестких колец на внешней поверхности насосно-компрессорных труб и в количестве n, определяемом соотношением:

где 0 - плотность скважинной жидкости, кг/м3;
С0 - скорость звука в скважинной жидкости, м/с;
Рд - избыточное давление в скважине над демпфирующими элементами, Па;
Р0 - избыточное давление в скважине в интервале продуктивного пласта, Па;
D0 - внутренний диаметр обсадной колонны, м;
Dнкт - внешний диаметр насосно-компрессорных труб, м;
Dд - внешний диаметр демпфирующих колец, м;
- гидравлический коэффициент трения;
l0 - расстояние между кольцами, м.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что над демпфирующими элементами на насосно-компрессорных трубах устанавливают гидравлический или механический пакер.

3. Способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах, включающий размещение в интервале продуктивного пласта прострелочно-взрывной аппаратуры и демпфирующих элементов для ослабления воздействия взрыва на внутрискважинное оборудование, обсадную колонну и слой заколонного цементного камня, расположенных вне места взрыва, отличающийся тем, что демпфирующие элементы размещают на трубе, располагаемой с одной или с двух сторон прострелочно-взрывной аппаратуры и выполняют в виде жестких колец на внешней поверхности трубы, которую спускают в скважину вместе с прострелочно-взрывной аппаратурой, при этом количество n колец определяют соотношением

где 0 - плотность скважинной жидкости, кг/м3;
С0 - скорость звука в скважинной жидкости, м/с;
Рд - избыточное давление в скважине над демпфирующими элементами, Па;
Р0 - избыточное давление в скважине в интервале продуктивного пласта, Па;
D0 - внутренний диаметр обсадной колонны, м;
Dтр - внешний диаметр трубы с демпфирующими кольцами, м;
Dд - внешний диаметр демпфирующих колец, м;
- гидравлический коэффициент трения;
l0 - расстояние между кольцами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в особенности к взрывным работам в скважинах, и может быть использовано для увеличения продуктивности нефтяных скважин

Изобретение относится к нефтяной, газовой и вододобывающей промышленности и может быть использовано при перфорации скважин

Изобретение относится к устройствам для перфорирования скважин, а именно к кумулятивным перфораторам, и предназначено для вторичного вскрытия продуктивных пластов нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для проведения изоляционных работ в эксплуатационных скважинах при нарушении целостности цементного кольца в заколонном пространстве

Изобретение относится к средствам вскрытия продуктивных пластов при интенсификации добычи полезных ископаемых скважинным способом

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к взрывным устройствам для вскрытия продуктивных пластов нефтегазовых скважин

Изобретение относится к нефтедобывающей и горной промышленности, предназначено для повышения проницаемости путем гидроразрыва и трещинообразования призабойной зоны пласта

Изобретение относится к области горной промышленности и конкретно к устройствам для воздействия на стенки скважины в открытом стволе для увеличения поверхности фильтрации и интенсификации притока флюида в добывающих скважинах, увеличения приемистости в нагнетательных скважинах, вскрытия продуктивных пластов в обсаженных скважинах, а также перерезания труб в скважинах

Изобретение относится к области защиты взрывчатых веществ, используемых в скважинах

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей отрасли, и предназначено для снижения обводнения скважины при добыче нефти или газа

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии продуктивных пластов в нефтяных, газовых и водяных скважинах кумулятивными перфораторами, спускаемыми на кабеле или трубах

Изобретение относится к области добычи жидких или газообразных текучих сред из буровых скважин. Способ перфорирования скважины заключается в загрузке реакционноспособного кумулятивного заряда в корпус, при этом реакционноспособный кумулятивный заряд включает реакционноспособную гильзу, включающую компоненты, выбранные из металлов и оксидов металлов; спуске корпуса с зарядом в ствол скважины и размещении его рядом с подземным пластом; подрыве кумулятивного заряда с целью создания первого и второго взрывов, при этом первый взрыв создает перфорационный туннель в примыкающем пласте, и этот перфорационный туннель имеет зону дробления, расположенную вдоль его стенок, а второй взрыв инициируется первым взрывом и создается экзотермической интерметаллической реакцией между реакционноспособными компонентами гильзы кумулятивного заряда, при этом второй взрыв выталкивает обломочный материал из зоны дробления внутри перфорационного туннеля в ствол скважины и вызывает по крайней мере один разрыв пласта на конце перфорационного туннеля, и этот по крайней мере один разрыв включает разрыв пласта, содержащего углеводороды, и соединяется с внутренней частью перфорационного туннеля; и нагнетании флюида, содержащего расклинивающий наполнитель, в перфорационный туннель под давлением, достаточным для того, чтобы нагнетаемый флюид проник по крайней мере в один разрыв пласта на конце перфорационного туннеля, чтобы ввести туда расклинивающий наполнитель и поддерживать открытым по крайней мере один разрыв пласта для увеличения дебита углеводородов. Обеспечивается повышение эффективности нагнетания и интенсификации добычи нефти или газа из подземного пласта. 7 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к области добычи жидких и газообразных текучих сред из буровых скважин. Скважинный перфоратор содержит загрузочную трубу, включающую заряд взрывчатого вещества, электрический проводник и детонационный шнур; взводящее устройство, включающее детонатор и электрический соединитель и выполненное с возможностью перемещения между исходным положением и положением на «взрыв», причем в исходном положении взводящее устройство электрически подключено к загрузочной трубе и не подключено баллистически к загрузочной трубе, а в положении на «взрыв» взводящее устройство электрически и баллистически подключено к загрузочной трубе; и блокировочное устройство, допускающее вращательное движение взводящего устройства относительно загрузочной трубы между исходным положением и положением на «взрыв» и блокировочное устройство, блокирующее осевое перемещение взводящего устройства относительно загрузочной трубы, когда взводящее устройство находится в положении на «взрыв». Обеспечивается возможность взведения перфоратора, не прерывая электрическую неразрывность, установленную между электрическими проводниками, которые были установлены в исходное положение. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к взрывным устройствам для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных скважинах и может использоваться в кумулятивных боевых частях. Кумулятивный заряд содержит корпус с размещенной в нем шашкой взрывчатого вещества, имеющей кумулятивную выемку, покрытую облицовкой, состоящей из двух слоев, выполненных из различных материалов, внешний слой прилегает к кумулятивной выемке, а внутренний струеобразующий слой выполнен из меди, причем внешний и внутренний слои облицовки размещены относительно друг друга с зазором, составляющим не более двух толщин стенки внешнего слоя облицовки, а внешний слой облицовки выполнен из материала плотностью 2-3 г/см3, например хлористого натрия NaCl. Техническим результатом изобретения является увеличение пробивной способности и стабильности работы кумулятивного заряда при отсутствии пестообразования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области прострелочно-взрывных работ. Устройство для перфорации скважин содержит по меньшей мере один перфорационный заряд; инициирующее устройство, которое содержит баллистическую цепь, приспособленную для поджигания по меньшей мере одного перфорационного заряда, при этом баллистическая цепь содержит детонатор и детонаторный шнур; и баллистический перекрывающий затвор, расположенный между детонатором и детонаторным шнуром, причем баллистический перекрывающий затвор предотвращает воспламенение детонаторного шнура, и при этом баллистический перекрывающий затвор выполнен с возможностью удаления из позиции между детонатором и детонаторным шнуром при поступлении команды с поверхности. Обеспечивается предотвращение преждевременной детонации скважинного перфоратора, одновременно сокращается объем операций с электропроводкой, выполняемых на поверхности. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх