ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПЛАСТОВ.

4.11. Техника и технология повышения продуктивности добывающих и приёмистости нагнетательных скважин

Энергия взрыва может использоваться для увеличения подвижности флюида в прискважинной зоне пласта. Для этих целей применяются пороха, горюче- окислительные составы (ГОС) или топливно – окислительные составы (ТОС). Скорость горения их на порядки меньше скорости детонации и поэтому их можно сжигать в скважинах в больших количествах, не нанося урон конструкции скважины. Cравнительно медленное выделение энергии, тем не менее, может обеспечить создание в стволе скважины давление до 100 МПа.и выше. Максимальное давление, которое необходимо получить в скважине, рассчитывается путём подбора одновременно сжигаемой массы пороха или ГОС в данных термобарических условиях скважины. Температура продуктов сгорания достигает 1000 ⁰С и более. Таким образом, в зоне сжигания пороховых зарядов создаются экстремальные термобарические условия. Проникая через перфорационные каналы раскалённые газы высокого давления создают в породе трещины и очищают прискважинную зону от асфальтенов и других высоковязких соединений. Деформация пород в таких термобарических условиях способствует сохранению образовавшихся трещин в раскрытом состоянии.

Размеры образовавшейся зоны увеличенной подвижности флюида вокруг скважины достигают 7 -10 м.

Базовым пороховым генератором давления является ПГДБК (пороховой генератор давления бескорпусный), разработанный Б.М.Беляевым и Р.А.Слиозбергом.

ПГДБК - представляет собой систему пороховых зарядов , имеющих центральные каналы. Внутри канала размещена опорная трубка из алюминиевого сплава. На концах трубки находятся штуцер и муфта . для соединения зарядов в гирлянду необходимой длины. Замок у трубок обеспечивает герметичное соединение. Низ сборки трубок герметизируется заглушкой, верх – кабельной головкой особой конструкции. Боковая поверхность зарядов изолирована хлопчатобумажной тканью , пропитанной эпоксидной смолой. Гирлянда зарядов спускается в скважину на геофизическом кабеле. На первом этапе через геофизический кабель подаётся электрический импульс для воспламенения пиропатрона, который вместе с пусковыми воспламенителями находится в герметически изолированных трубках .Горение пиропатронов и пусковых воспламенителей через стенки трубок поджигают заряды. Фронт горения продвигается по заряду от поверхности внутреннего канала к внешней поверхности заряда .Постоянное увеличение площади горения обеспечивает нарастание давления и, соответственно, скорости горения. В итоге в ПГДБК сгорание зарядов протекает значительно быстрее, чем в других системах (АДС5,АДС6).

Основные компоненты ПГДБК:

1 – кабельная головка;

2 – пиропатрон;

3 – трубка из сплава алюминия;

4 – заряд пороховой; 6 – нижняя заглушка.

В таблице №4.5 даны характеристики генераторов давления бескорпусных различной термостойкости (100 и 150С).

5 – соединительный узел

При обработке пластов ПГДБК необходимо учитывать эффекты, связанные с

образованием большого количества высокотемпературных газов (1000 литров газа на 1литр пороха ), в среде которых сгорает 100 – 150 метров геофизического кабеля в скважине

. Кроме того возможен выброс нескольких десятков метров кабеля из скважины.

Для предупреждения нежелательных эффектов основной кабель и его наконечник должны отстоять от кабельной головки ПГДБК не менее чем 150 - 200 метров. С этой целью между кабельным наконечником и головкой ПГДБК размещают <<косу>>, то есть отрезок старого геофизического кабеля, который сгорит при срабатывании ПГДБК.

Таблица№ 4.5.

Характеристики ПГДБК и аккумуляторов давления скважинных (АДС5 и АДС6)

Более сложная проблема – борьба с выбросом нескольких десятков метров кабеля с сильной деформацией его при формировании в скважине специфических волн.

Время нарастания давления до максимального значения в скважине при сжигании ПГДБК не превышает 1 секунды.

На рисунке №4.23. приведён график изменения давления в скважине при срабатывании ПГД100.

В настоящее время существует множество разработок пороховых генераторов, спускаемых в скважину на кабеле через НКТ. Одним из таких устройств является ПГД-42Т, разработанный специалистами ВНИПИВзрывгеофизики.

Рис.№4.24 Генератор давления ПГД-42Т,

1 – пороховой заряд; 2-воспламенитель;3- взрывной патрон;

4- геофизический кабель;5- груз;6- НКТ с воронкой ;7- генератор;8 –ОК; 9 – образованные трещины.

Технические характеристики ПГД- 42Т.

Габарит перфоратора -42 мм; предельное давление в скважине 100 МПа; предельная температура применения - 200 ⁰С; масса одного заряда ­- 1кг; максимальное число одновременно спускаемых зарядов -20.

Малогабаритный термостойкий пороховой генератор ПГД-42Т способен создавать высокоскоростной импульсный разрыв пласта при малой массе зарядов. Это обеспечила новая конструкция системы воспламенения. Генератор может применяться при реализации комплексных технологий совместно с КО и ГКО.

Создание пороховых генераторов с регулируемым импульсом давления также относится к приоритетным направлениям работ ВНИПИВзрывгеофизики.

Отличительной особенностью таких генераторов является возможность программирования количества импульсов давления и формы этих импульсов за один спуск в интервал воздействия . На рисунке №4.25. представлены изменения давления в скважине при обработке пласта пороховым генератором давления с регулируемым импульсом давления ПГД-42ТЦ. Генератор данного типа в зависимости от поставленной задачи может обеспечить как создание трещин в пласте, так и термообработку ПЗП с закачкой в пласт горячих носителей.

Рис 4.25.

Технические параметры генератора : габарит – 42мм; предельное давление применения – 100 МПа; предельная температура применения – 200 ⁰С; масса одного заряда -1кг; длина заряда – 500мм; число одновременно спускаемых зарядов- 15. На рисунке 4.26. представлен сам генератор с преобразователем взрывных процессов и схема воздействия на пласт в режиме создания трещин.

Идея совмещения процесса перфорации с разрывом пласта пороховым генератором давления всегда казалась привлекательной по нескольким причинам. Во- первых , порода не успевает отрелаксировать после перфорации и в минералах присутствует высокая концентрация дефектов различного типа. Это должно способствовать развитию трещин и возникновению новых фильтрационных путей. Во– вторых, исключается попадание в перфорационные каналы большого количества кольматанта, осыпающегося со стенок обсадных труб снижающего эфективность последующего применения пороховых генераторов давления. Тем более если между перфорацией и ПГД временной интервал составляет несколько часов. Имеется и негативная составляющая такой технологии. Она заключается в усилении воздействия на обсадную колонну. Как показано выше, возникающие при перфорации у пробитых отверстий трещины легко будут развиваться под действием газов ваысокого давления от сработавшего порохового генератора. Поэтому технология может быть применена только в тех случаях, когда интервал перфорации обсажен прочными трубами с высокой ударной вязкостью, а перфоратор формирует чёткие круглые отверстия без микротрещин.

Рис 4.27 Перфоратор - генератор комплексный

1 -кумулятивный заряд .2 – пороховой генератор давления