[go: up one dir, main page]

WO2016013960A1 - Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией - Google Patents

Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией Download PDF

Info

Publication number
WO2016013960A1
WO2016013960A1 PCT/RU2015/000460 RU2015000460W WO2016013960A1 WO 2016013960 A1 WO2016013960 A1 WO 2016013960A1 RU 2015000460 W RU2015000460 W RU 2015000460W WO 2016013960 A1 WO2016013960 A1 WO 2016013960A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
perforation
formation
helicoid
hydraulic
perforator
Prior art date
Application number
PCT/RU2015/000460
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Олег Анатольевич БОБЫЛЕВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Геликоид"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Геликоид" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Геликоид"
Priority to EA201600072A priority Critical patent/EA027572B1/ru
Priority to CA2926819A priority patent/CA2926819C/en
Priority to EP15824710.6A priority patent/EP3173575B1/en
Priority to CN201580002943.0A priority patent/CN105793519A/zh
Publication of WO2016013960A1 publication Critical patent/WO2016013960A1/ru
Priority to US15/189,156 priority patent/US10094204B2/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11—Perforators; Permeators
    • E21B43/114—Perforators using direct fluid action on the wall to be perforated, e.g. abrasive jets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11—Perforators; Permeators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11—Perforators; Permeators
    • E21B43/112—Perforators with extendable perforating members, e.g. actuated by fluid means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02—Determining slope or direction
    • E21B47/024—Determining slope or direction of devices in the borehole

Definitions

  • the invention relates to the oil industry and can be used to increase oil recovery through the most complete development of formations in complicated mining and geological conditions.
  • the next level is a variation of 25 sandblasting perforation - slotted sandblasting perforation, which performs the opening of the formation in a plane (vertical or horizontal).
  • This method of opening the seams is the most sparing in relation to the cement stone of the well and gives a good connection with the seam, as it allows you to get clean channels (Development of technical support and methods for monitoring the process of hydromechanical slotted perforation.
  • the method of the secondary opening of the reservoir which allows to obtain the maximum hydrodynamic connection between the reservoir and the well, is hydraulic fracturing (A method for improving the hydrodynamic connection of a well with a producing formation (RU 2485296, IPC ⁇ 21 ⁇ 43 / 16, published on 06/20/2013)).
  • This technology is widely used due to its high efficiency, however, it, as well as slit hydro-sandblasting perforation, reveals the formation in the plane direction (vertical or horizontal).
  • this technology has limitations on its applicability in complicated mining and geological conditions (the presence of gas caps or active bottom water), since the hydraulic fracture has a large vertical extent and can go beyond the boundaries of the reservoir.
  • the main drawback of this technology is the mandatory presence in the well between the reservoir and other water or gas-bearing strata of powerful water-retainers that would prevent the propagation of a fracture fracture in other layers.
  • Perforation is carried out in the interval of the well with slit-like sections located relative to each other with a given step in a spiral line around the axis of the column.
  • the formation of a gap in each area is carried out by moving the cutter axis in the slot formation plane along a predetermined path with the simultaneous reciprocating movement of the hammer in the vertical direction relative to the casing.
  • the speed of the punch is selected from the design conditions for opening 5 of the reservoir.
  • the disadvantage of this method is the limitation of the height and depth of perforation of the long stroke of the disk cutter.
  • the problem solved by the claimed invention is the creation of the largest possible channel for filtering formation fluid into the well.
  • the technical result achieved by using the proposed method is the creation of an open bottom of the well (cavity) with a radius of more than 0.5 m, a decrease in filtering resistances, a decrease in the risk of getting a “stop” during hydraulic fracturing, and an increase in the filtration efficiency.
  • the specified technical result is achieved due to the fact that the perforation is performed by moving the punch along the axis of the well and at the same time rotate it around its own axis with the formation of 35 perforation channels, and the speed of movement and rotation the perforator is selected based on the condition that the resulting perforation is a helicoid with the formation of a hollow space in the treated formation, while a hydraulic perforation nozzle (hydraulic perforator) is used as a perforator, and the pitch of the obtained helicoid is 10 cm, and the pitch of the helicoid is 0, 7 maximum slit heights.
  • Perforation channels are combined with each other in the formation, due to the small pitch of the helicoid and in annular space a cylindrical mine is formed with a radius of more than 0.5 m.
  • the area of fluid filtration from the formation into the well is 5 times higher than for an open wellbore, which leads to a decrease skin factor to the level of hydraulic fracturing without destroying the roof or sole of the formation or jumpers inside the formation.
  • FIG. 1 is a sectional view of the bottomhole zone of a well in the case of cutting separate screw slots / perforation channels (screw pitch> slot height);
  • FIG. 2 is a sectional view of the bottomhole zone of the well in the case of cutting connected screw slots / perforation channels into a single hollow space (screw pitch ⁇ 0.7 gap height).
  • Helicoid perforation allows you to open the reservoir in its entirety, and not pointwise (cumulative, hydraulic perforation) or in the plane (slotted perforation, hydraulic fracturing).
  • Helicoid perforation includes a hydraulic perforator (hydraulic perforation nozzle) and a mechanism with the possibility of moving the perforator along the axis of the well and its rotation. Rotation and movement along the axis of the hydraulic punch is carried out in 3 possible ways: by hydraulic, mechanical and mechanical-hydraulic methods.
  • Hydraulic way There is equipment that allows the lifting of a downhole hydraulic perforator using a downhole device for vertical movements of a hydraulic perforator (Patent RU 2175378, IPC E21 B43 / 114, publ. 10/27/2001). Joining a deep hole drill device together with a rotary drive - The deep rotator VG-1 (Temporary instructions for the hydro-sandblasting method of perforating and opening the formation. M., 1967, All-Russian Research Institute, p. 5; p. 33), will allow the nozzle of a hydraulic puncher to describe a helicoid and to perforate the desired configuration.
  • the mechanical-hydraulic method It is a combination of the two above methods. With this method, a predetermined pitch of the helicoids (setting of the rolling rollers at a known angle to the axis) and the maximum working pressure of the liquid jet (sealed mouth) will be provided.
  • the novelty is the combination of two nodes and the installation of an additional throttle between them, which is configured for specific cutting parameters, providing for a given pressure drop the desired trajectory of the hydraulic perforation nozzle.
  • the novelty is the installation of knurled rollers at an estimated angle to the axis of the well, providing the desired trajectory of the hydraulic perforation nozzle (hydraulic perforator) when the tubing string moves up and down, allowing you to combine the cut perforation channels (slots) into a single cavity.
  • the novelty is also the installation of knurled rollers at an estimated angle to the axis of the well, providing the desired trajectory of the hydraulic perforation nozzle when translational motion created with the help of a deep device for vertical movements.
  • a spool mechanism is installed between two devices - a deep device for vertical movement of the punch and a deep rotator.
  • the equipment layout is lowered into the specified interval of the treated formation on the tubing string.
  • the first device ZO starts to lift the hydraulic hammer with a given speed, which is provided by the pressure drop.
  • the fluid in the tubing, passing through the spool mechanism enters the second device with a given pressure (lower than in the first device), which leads to its rotation and, accordingly, transfers this rotation to the hydraulic hammer drill.
  • the outgoing jet describes the helicoid and performs cutting not in one plane, but in volume (in three axes).
  • the size of the spool device is calculated according to well-known formulas to ensure a quantitative ratio of translational and rotational motion in the amount of the distance between the cut slits (helicoid pitch) of 10 cm (70% of 15 cm of the average proven width of the sandblast), an open cavity is formed on the well the height of the punch with the depth specified by the parameters of the punch, the mechanical properties of the rock and the pressure drop. After lifting the punch using the depth device for vertical movement, it is necessary to lift the entire layout for reloading.
  • the calculation of the angle is made through the formula:
  • ⁇ is the angle of inclination of the rollers to the axis, deg
  • D is the inner diameter of the production casing, m
  • T is the required pitch of the helicoid, m
  • the angle will be 77.7 ° for a single-shot punch (1 nozzle), 66.4 ° for a double-start (2 nozzle) and 56.8 for a three-start (3 nozzle) °
  • the perforator is lowered to a predetermined depth, while the wellhead is equipped with a gland device that provides vertical lifting of the tubing string.
  • the working fluid under pressure is supplied to the NTK string, due to which the rollers exit their grooves and destroy the metal of the production string at the contact point.
  • the destruction of the cement stone occurs, and formation rocks due to the kinetic energy of the jet of working fluid.
  • the pressure at the well outflow from the well increases sharply, but as the cavity is cut, it drops and further stabilizes.
  • the advantage of this method over the first is the ability to accurately control the speed of the tubing string, respectively, and the perforator, which ultimately affects the achievement of parameters for the depth of the cavity.
  • Another advantage of this method is the possibility of obtaining a cavity of unlimited height, since it is not necessary to raise the layout of the equipment for its "recharge” as in the first method.
  • the height of the resulting cavity may be limited by the time of continuous operation of the hydraulic nozzles due to their abrasive wear by a jet of working fluid.
  • the third way to obtain an open cavity is a combination of the previous two.
  • the equipment layout is lowered from a downhole device for vertical movement and a hydraulic rotary hammer drill.
  • the perforator is lowered, the working fluid under pressure is supplied to the NTK string, due to which the rollers exit their grooves and destroy the metal of the production string at the contact point.
  • the destruction of cement stone and formation rock occurs due to the kinetic energy of the jet of working fluid.
  • the deep device for vertical movement begins to lift the hydraulic hammer, the latter will rotate due to the rolling rollers installed at an angle.

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Edible Oils And Fats (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Shearing Machines (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи посредством наиболее полной выработки пластов в осложненных горно-геологических условиях. Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией, включает перфорацию, которую выполняют перемещая перфоратор вдоль оси скважины и одновременно вращают его вокруг собственной оси с образованием перфорационных каналов, причем скорости перемещения и вращения перфоратора выбирают исходя из условия, что полученная в результате перфорация представляет собой геликоиду с образованием полого пространства в обрабатываемом пласте, при этом в качестве перфоратора используют гидравлическую перфорационную насадку (гидравлический перфоратор), а шаг полученной геликоиды составляет 10 см., причем шаг геликоиды составляет 0,7 максимальной высоты щели. Перфорационные каналы объединяются друг с другом в пласте, благодаря малому шагу геликоиды и в заколонном пространстве образуется цилиндрическая горная выработка радиусом более 0,5 м. Площадь фильтрации жидкости из пласта в скважину в 5 раз выше, чем для открытого ствола скважины, что приводит к снижению скин-фактора до уровня гидравлического разрыва пласта без разрушения кровли или подошвы пласта или перемычек внутри пласта. Изобретение позволяет создать открытый забой скважины (полости) радиусом более 0,5 м, снизить фильтрационные сопротивления, снизить степень риска получения «стопа» при гидравлическом разрыве пласта и повысить эффективности фильтрации.

Description

СПОСОБ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ
ГЕЛИКОИДНОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ
Область техники
5 Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи посредством наиболее полной выработки пластов в осложненных горно-геологических условиях.
Предшествующий уровень техники
ю Наиболее часто используемыми способами вторичного вскрытия продуктивных пластов являются: пулевая, кумулятивная перфорации, сверлящая, гидропескоструйная, а так же гидравлический разрыв пласта (Повышение качества первичного и вторичного вскрытия нефтяных пластов / Н.А. Петров, В. Г. Султанов, И.Н. Давыдова, Г.В. Конесев; под ред. проф. Г.В. Конесева. - СПб.: 15 ООО «Недра», 2007. - 548 с).
На сегодняшний день наибольшее распространение получила кумулятивная перфорация скважин, так как она легче всего может быть реализована в любых условиях. Однако такая легкость в реализации не говорит о наибольшей эффективности технологии. Так пулевая, кумулятивная, сверлящая 20 и гидропескоструйная перфорации относятся к точечному типу, т.е. вскрытие пласта происходит в точке (в проекции на стенку скважины) и для повышения качества связи необходимо выполнить многократное вскрытие пласта таким способом.
Следующим уровнем, по качеству вскрытия, является разновидность 25 гидропескоструйной перфорации - щелевая гидропескоструйная перфорация, которая производит вскрытие пласта в плоскости (вертикальной или горизонтальной). Данный способ вскрытия пластов является наиболее щадящим по отношения к цементному камню скважины и дает хорошую связь с пластом, так как позволяет получить чистые каналы (Разработка технического обеспечения и зо методов контроля процесса гидромеханической щелевой перфорации.
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Назаров СВ. 2005 г.). Существует большое количество модификаций данного способа вторичного вскрытия пластов, сочетающих в себе как механическое вскрытие эксплуатационной колонны ножами, роликами, так и 35 полностью гидравлическое вскрытие колонны и нарезку фильтрационного канала и щели. Недостатком данного способа является получение связи скважины с пластом только в одной, двух или трех вертикальных плоскостях (в зависимости от числа насадок).
На сегодняшний день способом вторичного вскрытия пласта, позволяющим получить максимальную гидродинамическую связь между пластом и скважиной является гидравлический разрыв пласта (Способ улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом (RU 2485296, МПК Е21В43/16, опубл. 20.06.2013)). Данная технология получила большое распространение благодаря своей высокой эффективности, однако она, так же как и щелевая гидропескоструйная перфорация, вскрывает пласт в плоскостном направлении (вертикальном или горизонтальном). Так же данная технология имеет ограничения по применимости в осложненных горно-геологических условиях (наличие газовых шапок или активных подошвенных вод), так как трещина гидроразрыва имеет большую протяженность по вертикали и может выйти за пределы продуктивного пласта. Таким образом, основным недостатком данной технологии является обязательное наличие в скважине между продуктивным пластом и другими водо- или газоносными пластами мощных водоупоров, которые бы препятствовали распространению трещины разрыва в другие пласты.
За основу для реализации технологии максимизации качества гидродинамической связи была взята технология щелевой гидравлической резки пласта, так как данная технология позволяет работать в осложненных горно- геологических условиях, и имеет потенциал для улучшения.
В данной области в последнее время существует очень большое количество вариантов формирования щели, однако практически все они сводятся к нарезке вертикальных щелей либо в постоянном режиме (RU 2282714, МПК Е21 В43/114, опубл. 27.08.2006), либо в интервальном со сращиванием щелей уже в пласте (RU 2365742, МПК Е21В43/11 , опубл. 27.08.2009).
Также широко известны способы вскрытия продуктивных пластов щелевой перфорацией (RU 2397317, МПК Е21 В43/112, опубл. 20.08.2010), когда перфоратор опускают в скважину на заданную глубину, с последующим перемещением перфоратора вверх и прорезанием щели в стенке обсадной трубы/эксплуатационной колонны выдвижной дисковой фрезой. Перфорацию осуществляют в интервале скважины щелеобразными участками, расположенными относительно друг друга с заданным шагом по спиральной линии вокруг оси колонны. Образование щели на каждом участке осуществляют перемещением оси фрезы в плоскости щелеобразования по заданной траектории с одновременным возвратно-поступательным перемещением перфоратора в вертикальном направлении относительно обсадной колонны. Скорость перемещения перфоратора выбирают из проектных условий вскрытия 5 продуктивного пласта. Недостатком данного способа является ограничение высоты и глубины перфорации длинной хода дисковой фрезы.
Наиболее близким аналогом предлагаемого способа можно считать (патент RU 2393341 , МПК Е21 В43/114, опубл. 27.06.2010) «Перфоратор ю гидромеханический щелевой». Автор данного патента наиболее близко подошел к решению вопроса объемной перфорации скважин, который предложил установить накатные ролики перфоратора под углом к вертикальной оси для получения винтовых щелей. Целью данного автора являлось создание таких щелей, которые бы позволяли обсадной колонне противостоять горизонтальной горной
15 составляющей для предотвращения сминания колонны. В итоге автор констатирует, что данный прибор позволяет оборудовать скважину системой протяженных крестообразных каналов. Недостатком данного способа является наличие каналов, а именно создание щелей вместо полного удаления горной породы в зоне контакта, т.е. вскрытие пласта происходит по геликоидной
20 поверхности и в развертке является плоскостным вариантом, что приводит к возникновению дополнительных фильтрационных сопротивлений при фильтрации флюидов из пласта в скважину.
Раскрытие изобретения
25 Задачей, решаемой заявленным изобретением, является создание максимально большого канала фильтрации пластовой жидкости в скважину.
Технический результат, достигаемый при использовании предложенного способа - создание открытого забоя скважины (полости) радиусом более 0,5 м, снижение фильтрационных сопротивлений, снижение степени риска получения зо «стопа» при гидравлическом разрыве пласта и повышение эффективности фильтрации.
Указанный технический результат достигается за счет того, что перфорацию выполняют перемещая перфоратор вдоль оси скважины и одновременно вращают его вокруг собственной оси с образованием 35 перфорационных каналов, причем скорости перемещения и вращения перфоратора выбирают исходя из условия что полученная в результате перфорация представляет собой геликоиду с образованием полого пространства в обрабатываемом пласте, при этом в качестве перфоратора используют гидравлическую перфорационную насадку (гидравлический перфоратор), а шаг полученной геликоиды составляет 10 см., причем шаг геликоиды составляет 0,7 максимальной высоты щели. Перфорационные каналы объединяются друг с другом в пласте, благодаря малому шагу геликоиды и в заколонном пространстве образуется цилиндрическая горная выработка радиусом более 0,5 м. Площадь фильтрации жидкости из пласта в скважину в 5 раз выше, чем для открытого ствола скважины, что приводит к снижению скин-фактора до уровня гидравлического разрыва пласта без разрушения кровли или подошвы пласта или перемычек внутри пласта.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в разрезе призабойной зоны скважины в случае нарезки обособленных винтовых щелей/перфорационных каналов (шаг винта>высота щели);
Фиг. 2 - вид в разрезе призабойной зоны скважины в случае нарезки соединенных винтовых щелей/перфорационных каналов в единое полое пространство (шаг винта<0,7высота щели).
Вариант осуществления изобретения
Геликоидная перфорация позволяет вскрывать пласт во всем объеме, а не точечно (кумулятивная, гидравлическая перфорации) или в плоскости (щелевая перфорация, гидравлический разрыв пласта). Геликоидная перфорация включает гидравлический перфоратор (гидравлическую перфорационную насадку) и механизм с возможностью перемещения перфоратора вдоль оси скважины так и его вращения. Вращение и перемещение вдоль оси гидравлического перфоратора осуществляется 3 возможными способами: гидравлическим, механическим и механико-гидравлическим способами.
Гидравлический способ. Существует оборудование, позволяющее производить подъем забойного гидравлического перфоратора при помощи глубинного устройства для вертикальных перемещений гидроперфоратора (Патент RU 2175378, МПК Е21 В43/114, опубл. 27.10.2001). Соединение вместе глубинного устройства для подъема перфоратора с приводом для вращения - Глубинный вращатель ВГ-1 (Временная инструкция по гидропескоструйному методу перфорации и вскрытию пласта. М., 1967 г. ВНИИ, стр.5; стр.33), позволят соплу гидравлического перфоратора описывать геликоиду и производить перфорацию требуемой конфигурации. Для регулирования шага геликоиды между двумя устройствами встраивается золотниковое устройство, которое необходимо регулировать для каждого конкретного случая. Недостатком гидравлического способа является сложность контролирования величины шага геликоиды, так как он зависит от перепада давления, который может существенно изменяться в процессе резки горных пород, а встраиваемый золотниковый механизм позволяет получить среднее значение шага.
Механический способ. Существует оборудование для выполнения винтовой щелевой гидравлической перфорации, совмещенное с функцией резки металла обсадной трубы твердыми накатными роликами. Недостатком известного оборудования является создание щелей вместо полного удаления горной породы в зоне контакта. Решением данного недостатка является точный расчет шага винта перфоратора для того, чтобы происходило смыкание нарезаемых щелей для создания объемной полости.
Механико-гидравлический способ. Является комбинацией двух вышеперечисленных способов. При данном способе будет обеспечен заданный шаг геликоиды (установка накатных роликов под известным углом к оси) и максимальное рабочее давление струи жидкости (герметичное устье).
По первому варианту новизной является совмещение двух узлов и установка между ними дополнительного дросселя, который настраивается для конкретных параметров резки, обеспечивая при заданном перепаде давления требуемую траекторию движения гидравлической перфорационной насадки.
По второму варианту новизной является установка накатных роликов под расчетным углом к оси скважины, обеспечивающим требуемую траекторию движения гидравлической перфорационной насадки (гидравлического перфоратора) при движении колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) вверх- вниз, позволяющее объединить нарезаемые перфорационный каналы (щели) в единую полость.
По третьему варианту новизной является так же установка накатных роликов под расчетным углом к оси скважины, обеспечивающим требуемую траекторию движения гидравлической перфорационной насадки при поступательном движении, создаваемым при помощи глубинного устройства для вертикальных перемещений.
Заданный шаг движения гидравлической перфорационной насадки по геликоиде требуется для создания полого пространства. Так на фиг. 1 приведен
5 вариант полого пространства, получаемого в случае, когда шаг геликоиды больше максимальной ширины нарезаемой щели (перфорационного канала) (3), при этом перфорационный каналы не смыкаются между собой. В случае уменьшения шага геликоиды и достижения его значения максимальной ширины нарезаемой щели происходит смыкание нарезаемых щелей в точках максимальной ширины. Для ю достижения устойчивого соединения получаемых полостей предложено уменьшить шаг геликоиды до 0,7 максимальной высоты щели, что позволит получить единое пустотное (полое) пространство (4) в обрабатываемом пласте (1) (продуктивном пласте), обеспечивающее максимальный приток жидкости из пласта к скважине (2) (фиг. 2). Глубина такого полого пространства будет зависеть
15 от механических свойств горной породы, геометрических параметров гидравлического перфоратора, физических свойств жидкости перфорации и используемого абразива, а так же создаваемого перепада давлений в гидравлическом перфораторе. Следует отметить, что при создании такого пустотного пространства его глубина будет больше чем для щелевой резки и для
20 просто гидравлической перфорации, так как рабочая струя практически не будет гаситься обратной струей флюида.
Промышленная применимость
Для создания полого пространства в скважине выполняются следующие
25 операции. По первому варианту устанавливается золотниковый механизм между двумя устройствами - глубинным устройством для вертикального перемещения перфоратора и глубинным вращателем. Компоновку оборудования спускают в заданный интервал обрабатываемого пласта на колонне НКТ. В заданном интервале при подаче жидкости в НКТ под высоким давлением первое устройство зо начинает поднимать гидравлический перфоратор с заданной скоростью, которая обеспечивается перепадом давления. Жидкость в НКТ, проходя через золотниковый механизм приходит во второе устройство с заданным давлением (ниже, чем в первом устройстве), что приводит к его вращению и соответственно передает это вращение гидравлическому перфоратору. Далее, жидкость
35 поступает в гидравлический перфоратор и выходя через его сопло (или сопла) приобретает высокую кинетическую энергию, которая тратится на разрушение обсадной колонны и обрабатываемого пласта, тем самым намывая каверну (пустотное (полое) пространство или как его еще называют открытую полость). В связи с тем, что, гидравлический перфоратор поднимается и одновременно вращается, исходящая струя описывает геликоиду и выполняет нарезку не в одной плоскости, а в объеме (в трех осях). Так как размер золотникового устройства рассчитан по известным формулам для обеспечения количественного соотношения поступательного и вращательного движения в размере расстояния между нарезаемыми щелями (шаг геликоиды) в 10 см (70% от 15 см средней доказанной ширине гидропескоструйной щели), то в скважине формируется открытая полость на высоту подъема перфоратора с глубиной, задаваемой параметрами перфоратора, механическими свойствами горной породы и перепадом давления. После окончания подъема перфоратора при помощи глубинного устройства для вертикального перемещения необходимо провести подъем всей компоновки для перезарядки.
По второму варианту производится установка накатных роликов двухстороннего гидромеханического щелевого перфоратора под углом, обеспечивающим расстояние между нарезаемыми щелями гидравлического перфоратора в 10 см. Расчет угла производится через формулу:
φ= tan-1— ,
где φ - угол наклона роликов к оси, град;
D - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м;
Т - требуемый шаг геликоиды, м;
п - число заходов винта перфоратора (1 ,2 или 3).
Тогда для эксплуатационной колонны с внутренним диаметром 146 мм для получения шага в 10 см для однозаходного перфоратора (1 насадка) угол будет равен 77,7°, для двузаходного (2 насадки) 66,4° и для трехзаходного (3 насадки) 56,8°
Производится спуск перфоратора на заданную глубину, при этом устье скважины оборудуется сальниковым устройством, обеспечивающим вертикальный подъем колонны НКТ. После спуска перфоратора в колонну НТК подается рабочая жидкость под давлением, благодаря чему ролики выходят из своих пазов и производят разрушение металла эксплуатационной колонны в точке контакта. Одновременно с этим происходит разрушение цементного камня, и породы пласта за счет кинетической энергии струи рабочей жидкости. В первоначальный момент пуска давление на выкиде из скважины резко возрастает, но по мере нарезки полости происходит его падение и дальнейшая стабилизация. После стабилизации давления начинается этап подъема колонны НКТ, которое приводит к вращению гидравлического перфоратора, так как ролики, установленные под углом к оси скважины преобразуют поступательное движение во вращательно-поступательное. В этот момент начинается нарезка винтовой щели в пласте. Происходит нарастание давления жидкости на выкиде. После того как второй виток щели будет нарезан, произойдет смыкание полости второго витка с полостью первого с образованием единой горной выработки, что выразится в снижении давления на выкиде скважины. Так как щелевой перфоратор имеет две гидромониторные насадки, то данный эффект будет наблюдаться при подъеме колонны НКТ на высоту 10/2=5 см. После этого наступает этап дальнейшей нарезки полости до проектной величины. Преимуществом данного способа перед первым является возможность точного регулирования скорости подъема колонны НКТ, соответственно и перфоратора, что в итоге отражается на достижении параметров по глубине получаемой полости. Так же преимуществом данного способа является возможность получения полости не ограниченной высотой, так как не требуется поднимать компоновку оборудования для его «перезарядки» как в первом способе. Высота получаемой полости может ограничиваться временем непрерывной работы гидромониторных насадок по причине их абразивного износа струей рабочей жидкости.
Третий способ получения открытой полости, как уже отмечалось, является комбинацией двух предыдущих. На забой скважины спускают компоновку оборудования из глубинного устройства для вертикального перемещения и гидравлического перфоратора с накатными роликами. После спуска перфоратора в колонну НТК подается рабочая жидкость под давлением, благодаря чему ролики выходят из своих пазов и производят разрушение металла эксплуатационной колонны в точке контакта. Одновременно с этим происходит разрушение цементного камня и породы пласта за счет кинетической энергии струи рабочей жидкости. Так же за счет перепада давления между НКТ и в межтрубном пространстве глубинное устройство для вертикального перемещения начинает поднимать гидравлический перфоратор, последний за счет накатных роликов, установленных под углом, будет вращаться. В результате этого происходит нарезка винтовой щели (геликоиды) по ранее заданной траектории с образованием полого пространства в пласте без разрушения перфорационных каналов. Преимуществом данного способа является возможность создания больших перепадов давления, а значит создания глубоких щелей и в итоге большего полого пространства.

Claims

Формула изобретения
1. Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов, включающий подъем гидравлического перфоратора вдоль оси скважины с перфорацией эксплуатационной колонны, перемещение гидравлического перфоратора вдоль оси скважины и одновременное вращение его вокруг собственной оси с нарезанием винтовых перфорационных щелей, отличающийся тем, что выполняют винтовую щелевую перфорацию, представляющую собой геликоид, с шагом, составляющим 0,7 от максимальной высоты нарезаемой щели и смыкания указанных щелей в единое полое пространство горной выработки.
2. Способ по п.1 , отличающийся тем, что выполняют винтовую щелевую перфорацию с шагом, составляющим 10 см.
ю
PCT/RU2015/000460 2014-07-25 2015-07-17 Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией WO2016013960A1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201600072A EA027572B1 (ru) 2014-07-25 2015-07-17 Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией
CA2926819A CA2926819C (en) 2014-07-25 2015-07-17 Method for repeated completion of production formations by helicoid perforation
EP15824710.6A EP3173575B1 (en) 2014-07-25 2015-07-17 Method for re-opening productive formations using helicoid perforation
CN201580002943.0A CN105793519A (zh) 2014-07-25 2015-07-17 使用螺旋射孔重新打开开采层的方法
US15/189,156 US10094204B2 (en) 2014-07-25 2016-06-22 Methods for processing production formations by helicoid perforation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014130917/03A RU2576269C2 (ru) 2014-07-25 2014-07-25 Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией
RU2014130917 2014-07-25

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/189,156 Continuation US10094204B2 (en) 2014-07-25 2016-06-22 Methods for processing production formations by helicoid perforation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016013960A1 true WO2016013960A1 (ru) 2016-01-28

Family

ID=55163383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000460 WO2016013960A1 (ru) 2014-07-25 2015-07-17 Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10094204B2 (ru)
EP (1) EP3173575B1 (ru)
CN (1) CN105793519A (ru)
CA (1) CA2926819C (ru)
EA (1) EA027572B1 (ru)
RU (1) RU2576269C2 (ru)
WO (1) WO2016013960A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160168969A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-16 Oil Well Consulting, LLC Method for Increasing Productivity of Wells
CN113653478B (zh) * 2021-09-10 2022-06-21 中国石油大学(北京) 用于水力压裂模拟实验的射孔装置、试验系统及实验方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU10775U1 (ru) * 1999-02-26 1999-08-16 Белонин Михаил Даниилович Скважинное устройство перфорационного вскрытия пластов
RU2212526C1 (ru) * 2002-05-21 2003-09-20 Белонин Михаил Даниилович Гидроабразивный перфоратор
EA008083B1 (ru) * 2003-11-12 2007-02-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ сокращения выноса песка из ствола скважины
RU78519U1 (ru) * 2008-08-05 2008-11-27 Игорь Александрович Гостев Перфоратор гидромеханический щелевой

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5076355A (en) * 1990-12-21 1991-12-31 Baker Hughes Incorporated Perforating gun with auger
EA002458B1 (ru) * 1998-07-01 2002-04-25 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ и инструмент для разрыва подземного пласта
RU20538U1 (ru) * 2001-07-11 2001-11-10 Белонин Михаил Даниилович Устройство для гидроабразивной щелевой винтовой перфорации скважин
US20080060810A9 (en) * 2004-05-25 2008-03-13 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for treating a subterranean formation with a curable composition using a jetting tool
RU2274735C1 (ru) * 2004-10-11 2006-04-20 Закрытое акционерное общество "ЗапСибГаз" Способ повышения производительности добывающей или нагнетательной скважины уменьшением напряженного состояния прискважинной зоны
RU2282714C1 (ru) * 2005-05-30 2006-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕНСИФИКАЦИЯ" Способ вторичного вскрытия продуктивного пласта щелевой гидропескоструйной перфорацией и пуска скважины в эксплуатацию
US7497259B2 (en) * 2006-02-01 2009-03-03 Schlumberger Technology Corporation System and method for forming cavities in a well
RU2393341C2 (ru) * 2008-08-05 2010-06-27 Игорь Александрович Гостев Перфоратор гидромеханический щелевой
RU2397317C1 (ru) * 2009-04-20 2010-08-20 Владимир Михайлович Зюрин Способ скважинной щелевой перфорации обсадной колонны и устройство для его осуществления
CN201934086U (zh) * 2010-12-29 2011-08-17 西安通源石油科技股份有限公司 携带支撑剂的复合射孔装置
CN103573285A (zh) * 2013-10-25 2014-02-12 山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿 一种用于三低煤层抽取煤层气的圆柱式开采方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU10775U1 (ru) * 1999-02-26 1999-08-16 Белонин Михаил Даниилович Скважинное устройство перфорационного вскрытия пластов
RU2212526C1 (ru) * 2002-05-21 2003-09-20 Белонин Михаил Даниилович Гидроабразивный перфоратор
EA008083B1 (ru) * 2003-11-12 2007-02-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ сокращения выноса песка из ствола скважины
RU78519U1 (ru) * 2008-08-05 2008-11-27 Игорь Александрович Гостев Перфоратор гидромеханический щелевой

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3173575A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3173575A4 (en) 2018-04-04
RU2014130917A (ru) 2016-02-20
RU2576269C2 (ru) 2016-02-27
CA2926819C (en) 2021-05-18
CN105793519A (zh) 2016-07-20
US10094204B2 (en) 2018-10-09
EP3173575B1 (en) 2019-07-31
EA201600072A1 (ru) 2016-06-30
US20160326852A1 (en) 2016-11-10
CA2926819A1 (en) 2016-01-28
EP3173575A1 (en) 2017-05-31
EA027572B1 (ru) 2017-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9410376B2 (en) Drill with remotely controlled operating modes and system and method for providing the same
CA2752461C (en) Enhanced permeability subterranean fluid recovery system and methods
CN104405349B (zh) 利用多段高压水射流提高底水油藏水驱开发效果的方法
US20130161004A1 (en) Method of fracturing while drilling
RU2369728C2 (ru) Секторный способ щелевой гидромеханической перфорации скважины
WO2016013960A1 (ru) Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией
CN105134213B (zh) 一种区域钻井采煤的工艺方法
RU2509884C1 (ru) Способ разработки обводненного нефтяного месторождения
RU2422624C1 (ru) Перфоратор лазерный гидравлический щелевой
CA3058132C (en) Mills with swarf disposal in wellbores
RU2393341C2 (ru) Перфоратор гидромеханический щелевой
RU2746398C1 (ru) Способ создания обсаженного перфорационного канала в продуктивном пласте нефтяной или газовой обсаженной скважины
RU2645059C1 (ru) Способ щелевой гидропескоструйной перфорации
RU2616016C9 (ru) Способ разработки плотных карбонатных коллекторов
RU78519U1 (ru) Перфоратор гидромеханический щелевой
RU2177541C2 (ru) Способ направленного гидравлического разрыва пласта
RU2520033C1 (ru) Способ строительства горизонтальной нефтедобывающей скважины
RU2270331C2 (ru) Способ вторичного вскрытия пласта и устройство для его осуществления
RU100551U1 (ru) Перфоратор лазерный гидравлический щелевой
RU2559985C2 (ru) Способ ввода в эксплуатацию продуктивных коллекторов в скважинах на поздней стадии разработки
RU2307236C1 (ru) Зарядный модуль кумулятивного перфоратора однократного применения
RU2205942C2 (ru) Способ вторичного вскрытия продуктивного пласта
RU2003127693A (ru) Способ получения перфорационных щелей в эксплуатационной колонне и способ вскрытия пластов
EA040106B1 (ru) Устройство и способ для перфорирования скважинной формации
EA027000B1 (ru) Устройство для вскрытия пластов и способ для его осуществления

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201600072

Country of ref document: EA

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15824710

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2926819

Country of ref document: CA

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015824710

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015824710

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE