способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты)
Классы МПК: | E21B43/116 пулевые или кумулятивные перфораторы |
Автор(ы): | Гайворонский И.Н., Крощенко В.Д., Павлов В.И., Санасарян Н.С., Грибанов Н.И., Залогин В.П. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество Всероссийский научно- исследовательский и проектно-конструкторский институт по использованию энергии взрыва в геофизике, Закрытое акционерное общество "Импульс" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-02-18 публикация патента:
10.04.2003 |
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.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
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:![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-11t.gif)
где
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202012/961.gif)
С0 - скорость звука в скважинной жидкости, м/с;
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
D0 - внутренний диаметр обсадной колонны, м;
Dнкт - внешний диаметр насосно-компрессорных труб, м;
Dд - внешний диаметр демпфирующих колец, м;
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202011/946.gif)
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
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-12t.gif)
где
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202012/961.gif)
С0 - скорость звука в скважинной жидкости, м/с;
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
D0 - внутренний диаметр обсадной колонны, м;
Dтр - внешний диаметр трубы с демпфирующими кольцами, м;
Dд - внешний диаметр демпфирующих колец, м;
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202011/946.gif)
l0 - расстояние между кольцами.
Описание изобретения к патенту
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:![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-2t.gif)
где
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202012/961.gif)
С0 - скорость звука в скважинной жидкости, м/с;
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
D0 - внутренний диаметр обсадной колонны, м;
Dнкт - внешний диаметр насосно-компрессорных труб, м;
Dд - внешний диаметр демпфирующих колец, м;
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202011/946.gif)
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:
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-3t.gif)
где
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202012/961.gif)
С0 - скорость звука в скважинной жидкости, м/с;
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
D0 - внутренний диаметр обсадной колонны, м;
Dтр - внешний диаметр трубы с демпфирующими кольцами, м;
Dд - внешний диаметр демпфирующих колец, м;
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202011/946.gif)
l0 - расстояние между кольцами. Известно [2] , что избыточное давление
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-4t.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202011/946.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202012/961.gif)
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
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-5t.gif)
где
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-6t.gif)
где Dд - диаметр демпфирующих колец. Подставляя (2) в (1), получим количество демпфирующих элементов, необходимое для снижения избыточного давления от
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-7t.gif)
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
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202009/916.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-8t.gif)
На длине L = nl0 = 45
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202004/8226.gif)
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-9t.gif)
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
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202036/2202036-10t.gif)
На длине трубы L = nl0 = 48
![способ ведения прострелочно-взрывных работ в скважинах (варианты), патент № 2202036](/images/patents/268/2202004/8226.gif)
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.
Класс E21B43/116 пулевые или кумулятивные перфораторы