Файл: Мамедов, А. А. Нарушения обсадных колонн при освоении и эксплуатации скважин и способы их предотвращения.pdf

Эрозионный метод перфорирования скважин находится в ста­ дии промышленного испытания.

Применение того или иного метода перфорирования или кон­ струкции перфораторов определяются в основном характером вскрываемой породы и условиями в забое скважины в момент ее заканчивания (параметрами промывочной жидкости, свойст­ вами цемента, глубиной, температурой и т. п.).

Пулевые перфораторы рекомендуется применять для вскры­ тия пластов, сложенных из мягких пород. Перфораторы кумуля­ тивного действия считаются более эффективными при вскрытии твердых пород и позволяют простреливать обсадные колонны малых диаметров.

Однако в результате отсутствия единого общепринятого мне­ ния по оценке эффективности и недостатков применение того или иного метода перфорации по отдельным нефтяным районам не диктуется целиком приведенными выше соображениями.

В тех горизонтах, пласты которых представлены трещинова­ тыми и кавернозными породами с низкими пластовыми давле­ ниями, рекомендуют спускать обсадную эксплуатационную колонну с готовым фильтром (в ее нижней части) и цементиро­ вать ее до кровли продуктивного пласта.

АНАЛИЗ РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ВЛИЯНИЯ ПЕРФОРАЦИИ НА ПРОЧНОСТЬ ОБСАДНЫХ ТРУБ

В работе [64] проанализированы промысловые данные влия­ ния пулевой залповой перфорации на целостность обсадных эксплуатационных колонн в НГДУ Кировнефть, Бузовнынефть, Лениннефть, Ширваннефть, Орджоникидзенефть, Азизбековнефть и Сиазаньнефть Азербайджанской ССР, простреленных в

1960—1961 гг.

Установлено, что из рассмотренных 608 скважин у 602 ко­ лонны прострелены пулевыми залповыми перфораторами типа АПХ, а у 6 — перфораторами кумулятивного действия. Продол­ жительность появления нарушений колонн распределяется сле­ дующим образом: через 1—10 сут — 9,4%; через 11—20 сут —

11,7%, через 21—30 сут— 14,0%, через 31—40 сут — 7,0%, через

41—50 сут— 11%, через 51—60 сут'— 3,9% и, наконец, через более 60 сут — 43%. Как видно из приведенных выше цифр, чис­ ло скважин, колонны которых нарушились не позже чем через 30—40 сут, составляет 35,1—42,1% (т. е. более 200 скважин). Причиной нарушения колонны в этих скважинах авторы счи­ тают применение пулевых перфораторов залпового действия.

В работе [26] приведены результаты перфорации обсадной эксплуатационной колонны скв. 206 Бахметьевского нефтяного месторождения. Эксплуатационная колонна диаметром 168 мм, составленная из труб группы прочности Д, была спущена в эту скважину на глубину 2283 м с поднятием цемента на высоту

9

1134 м от забоя. Перфорацию колонны производили в интервале 646—656 м корпусным кумулятивным перфоратором ПК-103, бескорпусным кумулятивным перфоратором ПКР-55 и гидропес­ коструйным перфоратором.

В интервале перфорации толщина стенки трубы была 10 мм, цементный камень за колонной отсутствовал. Исследование пер­ форированных участков колонны, впоследствии извлеченной из скважины, показало, что в результате перфорации бескорпусным перфоратором ПКР-55 образовалась прерывистая щель общей длиной 1200 мм и шириной 1,5—2 мм; щель имела вид ломаной линии в соответствии с расположением отверстий. Края отвер­ стий на наружной поверхности трубы вспучены на 1—2 мм.

Наиболее характерными для оценки результатов перфориро­ вания являются данные, приведенные в работе [27]. В этой работе приводятся результаты перфорации эксплуатационных колонн в двух скважинах. Эксплуатационная колонна водяной скв. 17 а, составленная из труб диаметром 168 мм, изготовлен­ ных из стали группы прочности Д с толщиной стенки 8 мм, была спущена в Волгоградской области на глубину 190 м. Цементный камень за колонной отсутствовал, и скважина была заполнена промывочной жидкостью. Колонну прострелили кумулятивным перфоратором типа ПК-ЮЗ на глубинах 80—90 м и 45—50 м. Как было установлено при последующем извлечении, перфори­ рованная часть труб оказалась нарушенной трещинами длиной от 250 до 1300 мм.

Вторая скв. 329 Коробковского нефтяного месторождения, с эксплуатационной колонной диаметром 168 мм, составленной из труб группы прочности Д, была спущена на глубину 1414 м и зацементирована до устья. Здесь перфорирование колонны про­ изводилось в интервале 1404—1384 м кумулятивным перфора­ тором из расчета 20 отверстий на один метр в условиях наличия в колонне глинистого раствора. Вследствие недостаточности при­ тока и появления пластовых вод, решили изолировать этот ин­ тервал и перейти несколько выше.

Однако установленный в интервале 1406—1388 м цементный мост, перекрывая фильтровый участок снизу на 2 м и сверху на 6 м, не обеспечил герметичности колонны, так как она оказалась нарушенной еще выше. Лишь цементный мост, повторно установ­ ленный выше в интервале 1370—1368 м, позволил изолировать нарушенный участок и обеспечил герметичность колонны. Авто­ ры работы предполагают, что нарушение колонны в зоне фильтра явилось результатом прострела перфоратором ПКС-105.

В работе [2] также приведены результаты экспериментов по перфорированию колонны, подлежащей извлечению из скв. 7357 третьего промысла НГДУ Орджоникидзенефть.

Обсадная колонна из труб диаметром 219 мм, находящаяся внутри предыдущей колонны диаметром 273 мм и имеющая длину 571,7 м, до извлечения из скважины была подвергнута

10

прострелу в интервале 530—504 м различными перфораторами. Цементный камень за колонной отсутствовал, скважина была заполнена водой. Прострел производили поочередно пулевыми перфораторами АПХ-84, АПХ-98, ППМ-60, ППМ-68 и корпусным кумулятивным перфоратором ПК-ЮЗ по три залпа. Ленточным кумулятивным перфоратором ПКС-105 сделали один залп пятью зарядами, снарядными перфораторами ТПК-22 и ТПМ-86 — по три выстрела.

В процессе осмотра труб, извлеченных после перфорации, об­ наружили: при простреле перфораторами АПХ-98 труба разру­ шалась, имея трещину по образующей 470 мм, при этом одна пуля рикошетировала и не пробила колонну; все три прострела снарядным перфоратором ТПК-22 дали. трещины в разные сто­ роны от отверстий длиной 70—120 мм и шириной до 2 мм; при простреле перфоратором ППМ-60 три пули попали в муфту и не пробили ее; результаты остальных перфораторов оказались удовлетворительными.

В работах [78, 79] приведены результаты стендовых испыта­ ний по прострелу натурных образцов обсадных труб пулевыми залповыми перфораторами и некоторые наблюдения из опыта осзоения и испытания скважины в объединении Укргаз. Автором исследованы возможные нарушения обсадных труб в случае пулевой залповой перфорации, а также влияние среды и условий забоя на результаты перфорации скважины.

На основе опытов, проведенных на специальном стенде, автор утверждает, что не все пули пробивают колонну, цементное коль­ цо и внедряются в породу. Часть из них застревает в трубе или в цементном кольце. Поэтому количество сквозных отверстий в колонне и цементном кольце не равно количеству выстрелов перфоратора. Кроме того, автор приходит к заключению, что эффективность перфорации под давлением и в жидкой среде оказывается значительно ниже, чем при отсутствии жидкости и высокого давления в колонне. По мнению автора, это объяс­ няется чрезмерным повышением сопротивления среды движению' пули, которая в результате несовершенства способа герметиза­ ции ствола до стенки колонны перемещается вместе со стальной прокладкой. Причем трещины и нарушения возникают лишь в тех случаях, когда пуля не пробивает трубу или застревает в ней.

Далее автор заключает, что перфорация, проводимая в гли­ нистом растворе, вследствие более низкой пробивной способно­ сти пули менее эффективна и вызывает большее количество трещин в колонне и цементном кольце, чем перфорация, прово­ димая в газовой среде.

Значительные исследования по выявлению влияния перфора­ ции на повреждение обсадных колонн в лабораторных условиях проведены в работе [851. Здесь рассмотрена пробивная способ­ ность пулевых, корпусных и бескорпусных перфораторов и уста-

П