Способ проведения прострелочно-взрывных работ в скважине Советский патент 1993 года по МПК E21B43/11 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проведения прострелочно-взрывных работ (ПВР) в обсаженных и зацементированных нефтяных и газовых скважинах, в частности при проведении ПВР вблизи зоны водо-нефтя- ного контакта.

Цель изобретения - повышение эффективности способа проведения ПВР в скважине за счет уменьшения разрушающего фугасного воздействия ПВА на крепь скважины.

Как показано величины давлений и массовых скоростей описываются простыми зависимостями, учитывающими квадратичный закон трения:

V

ДР /9bCoV(1) VH

4D Со

(2)

где Д Р - избыточное давление на фронте ударной волны в скважинной жидкости, кгс/м2;

РО плотность скважинной жидкости, кг/м ;

Со - скорость звука в скважинной жидкости, м/с;

V - текущая массовая скорость скважинной жидкости, м/с:

00

со

ю

ел о

VH - массовая скорость жидкости в начальный момент, м/с;

ft- гидравлический коэффициент трения, зависящий от шероховатости трубы;

D - внутренний диаметр обсадной тру- бы, м;

Н - расстояние от интервала перфорации до зоны недопустимого разрушения крепи скважины, м.

В начальный момент взрыва заряда (срабатывания ПВА)

VH

АРн

РО Со

(3)

где Д Рн - избыточное давление в скважин- ной жидкости в начальный момент, кгс/м . Представляя уравнение (2) в выражение (1) с учетом (3), получим значение давления в скважинной жидкости в зависимости от расстояния до заряда, свойств скважинной жидкости и шероховатости внутренней поверхности обсадной колонны (гидравлического коэффициента трения):

ДРн

1 +

Р&Рн 4ОроС$

Н

И)

Преобразуя уравнение (4), получим зависимость для определения гидравлического коэффициента трения, обеспечивающего на заданном расстоянии снижение избыточ- ного давления до величины, при которой не происходит разрушение крепи скважины. При этом пренебрегаем в сумме величиной ДР в силу ее малости по сравнению с Д Рн (в литературе принимается Д МПа, ДРн Х10...15 ГПа):

Р

ADpoCJ HZTP

(5)

Из зависимости (5) следует, что эффективное уменьшение избыточного давления до допустимой величины, при Которой не происходит пластическая деформация ко- лонны обсадных труб, эффективно может быть достигнуто за счет увеличения гидравлического трения скважины, например, путем нанесения на внутреннюю поверхность обсадной колонны покрытия из материала с шероховатой поверхностью перед проведением ПВР или до спуска обсадной колонны в скважину. Это позволит значительно уменьшить разрушающее фугасное воздействие взрыва на крепь скважины за счет

5

Q

5

0

5

0

5 .

45

0 ,-с

турбулизации потока на границе поверхность колонны - жидкость.

Изобретение поясняется чертежом. Обсаженная колонной обсадных труб 1 скважина заполнена жидкостью 2. На внутреннюю поверхность обсадной колонны нанесено покрытие 3 из материала с шероховатой поверхностью. Для, проведения ПВР в скважину опускается перфоратор 4.

Способ реализуется следующим обра зом.

На внутренней поверхности обсадной трубы 1 между интервалом перфорации и зоной недопустимого разрушения крепи скважины создается участок с повышенной шероховатостью, причем этот участок может перекрывать интервал перфорации. Повышенная шероховатость может быть создана за счет выполнения на соответствующем участке обсадной трубы рифлений, забоин, заусенцев и т.д., в том числе за счет нанесения на соответствующий участок внутренней поверхности обсадной трубы покрытия 3 из материала с шероховатой поверхностью (например, тонкостенная труба с заусенцами на внутренней поверхности, слой металлической стружки лп л металлической губки и т.д). Создание шероховатости на внутренней поверхности обсадной трубы может быть произведено на поверхности перед спуском колонны обсадных труб в скважину или непосредственно в скважине перед спуском ПВА, например, опустив в скважину между интервалом перфорации и зоной недопустимого разрушения крепи скважины тонкостенную трубу с заусенцами на внутренней поверхности и подорвав в ней, например, шнуровую торпеду, нанеся тем самым на внутреннюю поверхность обсадной трубы покрытие 3 из материала с шероховатой поверхностью. Например, при проведении перфорационных работ перфоратором ПКС105 в интервале 1871...2001 м перед его спуском в скважину над интервалом перфорации разместили цилиндрическую тонкостенную алюминиевую трубу, внутренняя поверхность которой выполнена с заусенцами высотой 0,8...1,2 мм. Внутри трубы разместили и взорвали шнуровую торпеду, нанеся тем самым на поверхность колонны обсадных труб 1 в интервале 1850...1870 м покрытие 3 из материала с шероховатой поверхностью. Коэффициент / при этом составил величину в 9 раз большую, чем для гладкой обсадной трубы (0.0467).

После подрыва перфоратора 4 поток скважинкой жидкости 2 проходит по участку обсадной трубы 1 с покрытием 3 из материала с шероховатой поверхностью. При этом параметры гидропотока (скорость V и давление Р) уменьшаются значительно быстрее, чем при прохождении по гладкой трубе. В описанном выше случае давление в жидкости после подрыва на расстоянии 70 м от интервала перфорации составило 17,3 МПа. Крепь по показаниям АКЦ сохранила целостность на расстоянии более 15 м от интервала перфорации.

Предварительный расчет экономиче- с кого эффекта показывает, что применение предложенного способа на одной скважине позволяет получить не менее 2,5 тыс.руб. экономии за счет сокращения простоя скважины при ремонте (в случае разрушения крепи).

Формула изобретения

1. Способ проведения прострелочно- взрывных работ в скважине, включающий спуск прострелочно-взрывного аппарата в заполненную жидкостью скважину, размещение его в интервале проведения простре-

лочно-взрывных работ и инициирование, о т- личающийся тем, что, с целью повьш&- ния его эффективности за счет уменьшения разрушающего фугасного воздействия взрыва прострелочно-взрывного аппарата на крепь скважины и элементы ее конструкции, после инициирования прострелочно- взрывного аппарата турбулиэируфт за ударной волной поток скважинкой жидкости, размещенной между интервалом проведения прострелочно-взрывных работ и интервалом недопустимого разрушения крепи скважины, путем создания перед спуском прострелочно-взрывного аппарата шероховатости на внутренней поверхности обсадной трубы в интервале турбулиэации потока.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем. что поток скважинкой жидкости дополнительно турбулизируют в интервале проведения прострелочно-взрывных работ.

3.Способ по пп.1 и 2. отличающий- С я тем, что шероховатости на внутренней поверхности обсадной трубы создают нанесением непосредственно в скважине на внутреннююповерхность обсадных труб покрытия из материала с шероховатой поверхностью.

I

Использование: в обсаженных и зацементированных нефтяных и газовых скважинах. Способ включает спуск прострелочно-взрывной аппаратуры в заполненную жидкостью скважину. Затем производят инициирование прострелочно- взрывной аппаратуры. После этого турбули- зируют за ударной волной поток скважинной жидкости, размещенной между интервалом проведения прострелочно- взрывных работ и интервалом недопустимого разрушения крепи. При этом перед спуском прострелочно-взрывного аппарата создают шероховатости на внутренней по- верхкости обсадной трубы в интервале тур- булигации потока. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С