EA010189B1 - Скважинный перфоратор и способ увеличения глубины перфорации - Google Patents
Скважинный перфоратор и способ увеличения глубины перфорации Download PDFInfo
- Publication number
- EA010189B1 EA010189B1 EA200601525A EA200601525A EA010189B1 EA 010189 B1 EA010189 B1 EA 010189B1 EA 200601525 A EA200601525 A EA 200601525A EA 200601525 A EA200601525 A EA 200601525A EA 010189 B1 EA010189 B1 EA 010189B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- charges
- cumulative
- group
- detonation
- charge
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 title 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 61
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 195
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 23
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 241000406799 Deto Species 0.000 claims 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 55
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 10
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 7
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 4
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910001104 4140 steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N Pentaerythritol Tetranitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(CO[N+]([O-])=O)(CO[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
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
- E21B43/119—Details, e.g. for locating perforating place or direction
-
- 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
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
- E21B43/117—Shaped-charge perforators
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Fuses (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Скважинный перфоратор (110) для создания каналов, по которым флюид может протекать между пластом (64) и стволом скважины, облицованным обсадной трубой (116), содержит корпус, детонатор и детонационный шнур (136). Перфоратор (110) содержит также одну или более групп кумулятивных зарядов (122, 124, 126), каждый из которых функционально связан с детонационным шнуром (136). Перфорационная полость (152, 154) образуется в результате взаимодействия струй (141, 142), формируемых при детонации по меньшей мере двух кумулятивных зарядов (122, 126), которые создают в пласте (114) ослабленную зону (148) с последующей детонацией по меньшей мере одного кумулятивного заряда (124), который формирует струю (150), проходящую сквозь ослабленную зону (148).
Description
Изобретение относится в широком смысле к перфорации обсаженной скважины, которая проходит через подземный нефтегазоносный (продуктивный) пласт, а более конкретно - к скважинному перфоратору, снабженному группами кумулятивных зарядов, которые, детонируя, генерируют струи, взаимодействующие между собой с образованием перфорационных полостей.
Уровень техники
Уровень техники будет описан далее (без внесения тем самым каких-либо ограничений в объем изобретения) применительно к перфорации подземного пласта с помощью скважинного перфоратора.
После проходки той части подземной скважины, которая пересекает пласт, производят сборку отдельных металлических труб относительно большого диаметра с образованием колонны обсадных труб (обсадной колонны) и устанавливают ее в скважину. Такая обсадная колонна повышает стабильность скважины и формирует канал для выведения флюидов из продуктивных интервалов на поверхность. Обычно производят цементирование обсадной колонны в скважине. Чтобы обеспечить поступление флюидов внутрь обсадной колонны, необходимо создать отверстия (называемые перфорационными отверстиями), проходящие сквозь стенку обсадной трубы и цементный камень и проникающие на короткое расстояние в пласт.
В типичном случае такие перфорационные отверстия создают за счет детонирования серии кумулятивных зарядов, которые размещают внутри обсадной колонны вблизи пласта. Более конкретно, кумулятивные заряды размещают в одном или более носителях зарядов и соединяют с детонатором посредством детонационного шнура. После этого носители зарядов связывают друг с другом внутри пробивного устройства (перфоратора), который опускают в скважину на конце колонны труб, электрического кабеля, колонны гибких труб или аналогичного средства. После того как носители зарядов будут установлены в требуемое положение в скважине, соответствующее размещению кумулятивных зарядов вблизи участка, подлежащего перфорации, кумулятивные заряды могут быть подорваны. В результате детонации каждый кумулятивный заряд генерирует поток металлических частиц под высоким давлением в форме струи, которая пробивает обсадную трубу и цементный камень и проникает в пласт.
Процесс перфорации имеет целью создать отверстия в обсадной трубе и тем самым сформировать канал, обеспечивающий связь между пластовым резервуаром и скважиной. Однако было обнаружено, что различные факторы, связанные с процессом перфорации, могут оказать существенное влияние на продуктивность скважины. Например, в фазе бурения скважины частицы бурового глинистого раствора могут образовать фильтрационную корку на стенках скважины. Хотя подобная корка предотвращает дополнительное проникновение бурового раствора в пластовый резервуар, ее наличие может отрицательно влиять на поступление флюидов из пластового резервуара. Соответственно, эффективные перфорационные отверстия должны быть выполнены не только в обсадной трубе и в цементе, но также и в корке, образовавшейся из бурового раствора и забойной породы.
В качестве другого фактора, оказывающего существенное влияние на эффективность процесса перфорации, можно отметить характеристики давления в скважине во время осуществления данного процесса. Более конкретно, перфорация может производиться в режимах положительного или отрицательного дифференциального давления. В первом режиме перфорационное отверстие в обсадной трубе создается в условиях, когда гидростатическое давление внутри обсадной трубы превышает давление в пластовом резервуаре. При таком режиме перфорации существует тенденция к возникновению потока скважинного флюида в пласт, в котором находится резервуар. Перфорация при отрицательном дифференциальном давлении имеет место при создании отверстия в обсадной трубе в условиях, когда гидростатическое давление внутри обсадной трубы ниже давления в пластовом резервуаре. В этом случае существует тенденция к возникновению потока флюида из пластового резервуара в скважину. Как правило, предпочтительным является режим отрицательного давления, поскольку приток пластового флюида в скважину способствует очистке узких перфорационных отверстий (туннелей) и тем самым увеличивает глубину свободного перфорационного отверстия.
Было, однако, обнаружено, что, даже в случае осуществления перфорации при отрицательном дифференциальном давлении, эффективный диаметр перфорационных отверстий является малым, поскольку струя металлических частиц, создающих перфорационное отверстие, имеет высокую концентрацию. В связи с малым диаметром перфорационных отверстий их объем также является малым. Кроме того, было обнаружено, что, даже в случае осуществления перфорации при отрицательном дифференциальном давлении, поверхность перфорационного отверстия имеет проницаемость, пониженную по сравнению с забойной породой. Было обнаружено также, что перфорационные туннели имеют относительно малую глубину, ограничиваемую структурой забойной породы.
Поэтому существует потребность в перфораторе, работающем с кумулятивными зарядами и обеспечивающем формирование струй, способных пробивать обсадную трубу, цемент и корку бурового раствора с проникновением в забойную породу пластового резервуара. Существует также потребность в перфораторе подобного типа, возможности которого не ограничиваются только созданием в затрубном пространстве перфорационных отверстий малого диаметра. Далее, существует потребность в перфораторе подобного типа, возможности которого не ограничиваются только созданием в затрубном пространст
- 1 010189 ве перфорационных отверстий с поверхностью, имеющей пониженную проницаемость по сравнению с забойной породой.
Кроме того, существует потребность в перфораторе подобного типа, возможности которого не ограничиваются созданием перфорационных туннелей, имеющих относительно малую глубину, ограничиваемую структурой забойной породы.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается создание скважинного перфоратора, несущего кумулятивные заряды, которые создают струи, способные пробивать обсадную трубу, цемент и фильтрационную корку и проникать в забойную породу пластового резервуара. При этом возможности перфоратора, выполненного согласно изобретению, не ограничиваются формированием перфорационных отверстий, имеющих малый объем в затрубном пространстве. Далее, возможности перфоратора по изобретению не ограничиваются формированием перфорационных отверстий, имеющих поверхность с пониженной проницаемостью по сравнению с забойной породой.
При этом возможности перфоратора по изобретению не ограничиваются формированием перфорационных туннелей, имеющих относительно малую глубину, ограничиваемую структурой забойной породы.
Скважинный перфоратор согласно изобретению содержит корпус, по меньшей мере один детонатор, установленный внутри корпуса, по меньшей мере один детонационный шнур, функционально связанный по меньшей мере с одним детонатором, и множество кумулятивных зарядов, образующих группу зарядов и взаимно смещенных вдоль оси перфоратора. Кумулятивные заряды функционально связаны по меньшей мере с одним детонационным шнуром. При активации перфоратора детонирует первая часть группы кумулятивных зарядов с формированием по меньшей мере двух струй, которые взаимодействуют с образованием ослабленной зоны в пласте. Кумулятивные заряды первой части могут детонировать последовательно или, по существу, одновременно. В любом варианте по истечении заданного периода задержки детонирует вторая часть зарядов, входящих в ту же группу, с формированием по меньшей мере одной струи, которая проходит через ослабленную зону. Взаимодействие струй, сформированных первой частью кумулятивных зарядов, обеспечивает возможность более глубокого проникновения струи, сформированной второй частью кумулятивных зарядов, проходящей сквозь ослабленную зону. В результате создаются перфорационная полость большого объема и перфорационный туннель с глубоким проникновением в пласт.
В одном из вариантов первая часть кумулятивных зарядов группы зарядов может содержать два крайних кумулятивных заряда, а вторая часть - центральный кумулятивный заряд, расположенный между двумя крайними зарядами. При этом между центральным кумулятивным зарядом и каждым из двух крайних кумулятивных зарядов установлены ослабляющие барьеры. В данном варианте центральный кумулятивный заряд может быть ориентирован, по существу, перпендикулярно продольной оси корпуса, а оси двух крайних кумулятивных зарядов могут сходиться к оси центрального кумулятивного заряда. Например, оси крайних кумулятивных зарядов могут сходиться к оси центрального кумулятивного заряда под углом 1-45°.
В другом варианте струи, образующиеся при детонации кумулятивных зарядов, принадлежащих одной группе, направлены, по существу, к фокальной точке. В этом варианте струи, формируемые первой частью кумулятивных зарядов, могут проникать до зоны, расположенной до фокальной точки, а струя, формируемая второй частью кумулятивных зарядов, может проникать в зону, расположенную за фокальной точкой. Альтернативно, струи, формируемые первой частью кумулятивных зарядов, могут пересекаться в фокальной точке, а струя, формируемая второй частью кумулятивных зарядов, может проникать в зону, расположенную за фокальной точкой.
Перфоратор согласно изобретению может включать множество групп кумулятивных зарядов.
В этом варианте каждая из групп кумулятивных зарядов может быть развернута вокруг продольной оси корпуса относительно смежных групп кумулятивных зарядов. В частности, смежные группы кумулятивных зарядов могут быть взаимно развернуты на угол, составляющий 15-180°.
В другом своем аспекте настоящее изобретение предлагает способ создания перфорационной полости в пласте за обсадной трубой скважины. Способ по изобретению включает опускание в обсадную трубу скважинного перфоратора, содержащего множество кумулятивных зарядов, которые объединены в группу, детонацию первой части кумулятивных зарядов указанной группы с целью образования струй, которые взаимодействуют одна с другой с образованием ослабленной зоны в пласте, и детонацию второй части кумулятивных зарядов указанной группы с целью образования по меньшей мере одной струи, которая проходит через ослабленную зону с образованием перфорационного отверстия в пласте. При этом способ может быть реализован при отрицательном дифференциальном давлении в скважине или при отсутствии такого давления. Способ по изобретению может также включать операцию обработки, выполняемую после детонации кумулятивных зарядов.
Еще в одном своем аспекте настоящее изобретение охватывает систему, включающую подземный пласт, скважину, проходящую через пласт, и обсадную трубу, опущенную в скважину, причем в пласте имеется перфорационное отверстие, созданное в результате детонации по меньшей мере двух кумуля
- 2 010189 тивных зарядов, которые образуют ослабленную зону в пласте, и последующей детонации по меньшей мере одного кумулятивного заряда, формирующего струю, которая проходит через ослабленную зону.
Перечень фигур чертежей
Чтобы облегчить понимание признаков и преимуществ настоящего изобретения, далее будет дано его подробное описание со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых для сходных элементов на различных фигурах использованы сходные цифровые обозначения.
Фиг. 1 представляет собой схематичную иллюстрацию нефтегазовой платформы, использующей перфоратор согласно изобретению.
На фиг. 2, в сечении, представлен перфоратор согласно изобретению, опущенный в скважину.
На фиг. 3, в сечении, представлена группа кумулятивных зарядов, размещенных в опущенном в скважину перфораторе согласно изобретению, перед детонацией.
На фиг. 4, в сечении, приведен вид пласта при детонации двух крайних кумулятивных зарядов группы кумулятивных зарядов согласно изобретению.
На фиг. 5, в сечении, приведен вид пласта после детонации группы кумулятивных зарядов согласно изобретению с указанием зоны разрушения породы.
На фиг. 6, в сечении, приведен вид пласта при детонации центрального кумулятивного заряда группы кумулятивных зарядов согласно изобретению.
На фиг. 7, в сечении, приведен вид пласта после детонации группы кумулятивных зарядов согласно изобретению с указанием образованной перфорационной полости с перфорационным туннелем.
На фиг. 8 приведено объемное изображение перфорационного туннеля, соответствующего уровню техники.
На фиг. 9 приведено объемное изображение перфорационной полости и перфорационного туннеля согласно изобретению.
На фиг. 10 приведено объемное изображение перфорационного туннеля, соответствующего уровню техники, после завершения его очистки.
На фиг. 11 приведено объемное изображение перфорационной полости и перфорационного туннеля согласно изобретению после завершения их очистки.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Хотя далее будут описаны изготовление и использование различных вариантов настоящего изобретения, должно быть понятно, что изобретение охватывает целый ряд изобретательских концепций, которые могут быть реализованы в самых различных конкретных ситуациях. При этом конкретные варианты осуществления изобретения, которые будут описаны далее, являются только иллюстрациями конкретных подходов к изготовлению и использованию изобретения и не вносят ограничений в объем его охраны.
Скважинный перфоратор по изобретению предназначен для использования в установке 10, эксплуатируемой с оффшорной нефтегазовой платформы 12, которая схематично иллюстрируется фиг. 1. Полупогруженная платформа 12 расположена над нефтегазовым пластом 14, лежащим ниже морского дна 16. От палубы 20 платформы 12 к головке 22 скважины, в состав которой входят противовыбросовые превенторы 24, отходит колонна труб 18. На платформе 12 имеются грузоподъемное устройство 26 и буровая вышка 28, служащие для подъема и спуска колонн труб.
Скважина 36 проходит через различные формации, включая продуктивный пласт 14. Обсадная труба 38 зацементирована в скважине 36 посредством цементного кольца 40. Когда возникает необходимость в перфорации части обсадной трубы 38, прилегающей к пласту 14, в обсадную трубу 38 с использованием соответствующего средства 44 доставки, такого как трос, электрический кабель или колонна гибких труб, опускают перфоратор 42. Перфоратор 42 содержит корпус 46, который заключает в себе один или более детонаторов, связанные с ними детонационные шнуры, а также множество кумулятивных зарядов. Кумулятивные заряды расположены с взаимным смещением вдоль оси и по окружности за заслонками 48, предусмотренными в корпусе 46 и представляющими собой участки корпуса 46 с уменьшенной толщиной. Как показано на фиг. 1, заслонки 48 расположены группами по три заслонки, взаимно смещенные в осевом направлении, причем смежные группы заслонок взаимно смещены по окружности (взаимно развернуты вокруг оси перфоратора). В альтернативном варианте корпус 46, вместо заслонок 48, может быть выполнен с окнами, перекрытыми соответствующими крышками.
После того как перфоратор 42 будет установлен в зоне пласта 14, на детонатор или детонаторы подают электрический или иной инициирующий сигнал, что активирует кумулятивные заряды, находящиеся внутри перфоратора 42. В результате детонации каждый кумулятивный заряд генерирует поток металлических частиц в форме струи высокого давления, которая пробивает обсадную трубу 38 и цементное кольцо 40 и углубляется в пласт 14. Согласно изобретению некоторые из струй взаимодействуют одна с другой, в результате чего в пласте 14 образуются перфорационные полости, представляющие собой большие зоны высокой проницаемости, окружающие скважину 36 и существенно повышающие ее продуктивность.
Хотя на фиг. 1 представлена вертикальная скважина, специалистам должно быть понятно, что перфоратор согласно изобретению в равной степени пригоден для использования и в скважинах иной геометрии, таких как искривленные наклонные или горизонтальные скважины. Поэтому такие термины,
- 3 010189 указывающие на направления, как вверх, вниз, выше, ниже, верхний, нижний и т.п., соотносятся только с вариантами изобретения, представленными на чертежах. Кроме того, хотя фиг. 1 иллюстрирует оффшорную установку, специалистам будет понятно, что перфоратор согласно изобретению в равной степени пригоден для использования и с наземных установок. Далее, хотя на фиг. 1 показан единственный перфоратор, принципы настоящего изобретения применимы и к пробивным системам, использующим колонны перфораторов, а также к пробивным системам, использующим технологию селективной перфорации.
На фиг. 2 представлен перфоратор 60, установленный в скважине 62, которая пересекает пласт 64. Обсадная труба 66, обеспечивающая облицовку скважины 62, зафиксирована цементным кольцом 68. Средство 70 доставки присоединено к перфоратору 60 в кабельной головке 72. Расположенный ниже кабельной головки 72 муфтовый локатор 74 служит для правильного позиционирования перфоратора 60 в скважине 62. Как уже упоминалось, на стадии бурения скважины в нее вводится буровой раствор, чтобы уравновесить давление в пласте. Как следствие, гидростатическое давление бурового раствора превышает давление в пластовом резервуаре, что приводит к проникновению части бурового раствора внутрь пласта 64. В результате этого процесса утечки бурового раствора вблизи поверхности скважины 62 образуется фильтрационная корка 76 бурового раствора, которая препятствует дальнейшей утечке раствора, но может понизить приток из пласта 64.
Кольцевая область между перфоратором 60 и обсадной трубой 66 заполнена флюидом, таким как буровой раствор (не показан). В варианте по фиг. 2 перфоратор 60 содержит множество кумулятивных зарядов, таких как кумулятивный заряд 78. Каждый из кумулятивных зарядов имеет наружный корпус, такой как корпус 80 кумулятивного заряда 78, и вкладыш, такой как вкладыш 82 кумулятивного заряда 78. Между корпусом и вкладышем в каждом заряде находится требуемое количество взрывчатого вещества. Кумулятивные заряды удерживаются внутри корпуса 84 перфоратора посредством несущего компонента (не изображен), который фиксирует кумулятивные заряды в уникальной ориентации согласно изобретению.
Внутри корпуса 84 перфоратора находится также детонатор 86, который связан электропроводом 88 с источником электроэнергии. Может быть использован детонатор любого типа, пригодный для инициирования детонации в детонационном шнуре, поскольку возможность осуществления изобретения не зависит от типа детонатора. В частности, могут быть использованы как детонаторы, хорошо известные в промышленности, так и те, которые будут разработаны в будущем. Детонатор 86 связан с детонационным шнуром 90, например пентритовым. Детонационный шнур 90 функционально связан с инициирующими секциями кумулятивных зарядов, что позволяет инициировать с помощью детонационного шнура 90 взрывчатое вещество, находящееся в кумулятивном заряде, например, через отверстие, выполненное в вершине корпуса кумулятивного заряда. В представленном варианте выполнения после срабатывания детонатора 86 детонация будет распространяться по детонационному шнуру 90 с последовательным подрывом кумулятивных зарядов от верхней до нижней части перфоратора 60.
Перфоратор 60 в рассматриваемом варианте содержит несколько групп кумулятивных зарядов. На чертеже показаны четыре такие группы 92, 94, 96, 98 кумулятивных зарядов.
Каждая из этих групп состоит из трех индивидуальных кумулятивных зарядов, таких как кумулятивные заряды 100, 102, 104, образующие группу 94. Кумулятивные заряды в каждой из групп 92, 94, 96, 98 имеют осевое расположение, т.е. взаимно смещены в осевом направлении, причем кумулятивные заряды в каждой группе имеют, по существу, одинаковый разворот вокруг продольной оси корпуса 84 перфоратора.
Таким образом, в контексте изобретения термин осевое расположение используется для описания такого размещения кумулятивных зарядов одной группы, при котором смежные кумулятивные заряды взаимно смещены вдоль оси перфоратора и имеют, по существу, одинаковую ориентацию в поперечном сечении перфоратора.
При этом в представленном варианте оси кумулятивных зарядов в каждой из групп 92, 94, 96, 98 сходятся в одной точке. Например, группа 94 включает крайний кумулятивный заряд 100, центральный кумулятивный заряд 102 и крайний кумулятивный заряд 104. Центральный кумулятивный заряд 102 ориентирован, по существу, перпендикулярно оси корпуса 84. Крайние кумулятивные заряды 100, 104 ориентированы таким образом, что их оси направлены к оси кумулятивного заряда 102. В одном из предпочтительных вариантов угол, под которым сходятся оси смежных кумулятивных зарядов в каждой из групп 92, 94, 96, 98, лежит в интервале от 5 до 10°. Другие предпочтительные ориентации соответствуют углам сходимости осей в пределах 1-45°. Следует подчеркнуть, что желательное значение угла сходимости для конкретного перфоратора, предназначенного для перфорации конкретной скважины, будет зависеть от целого ряда факторов, включая размеры кумулятивных зарядов, диаметров перфоратора и обсадной трубы, введенной в скважину, а также от ожидаемой глубины проникновения перфорационных отверстий в пласт.
В представленном варианте изобретения кумулятивные заряды, входящие в смежные группы, взаимно развернуты вокруг оси перфоратора. Более конкретно, кумулятивные заряды, образующую группу 92, развернуты на 90° относительно кумулятивных зарядов группы 94. Аналогичным образом кумуля
- 4 010189 тивные заряды, образующую группу 94, развернуты на 90° относительно кумулятивных зарядов группы 96, кумулятивные заряды, образующую группу 96, развернуты на 90° относительно кумулятивных зарядов группы 98, а кумулятивные заряды, образующую группу 98, развернуты на 90° относительно кумулятивных зарядов следующей смежной группы (не изображена), которая согласована по углу разворота с кумулятивными зарядами в группе 92. Важно подчеркнуть, что в перфораторе согласно изобретению можно использовать и другой шаг взаимного разворота зарядов, и любой такой шаг будет лежать в пределах объема настоящего изобретения. Более конкретно, полезный диапазон углов разворота в контексте изобретения составляет 15-180°.
Между смежными кумулятивными зарядами в каждой группе 92, 94, 96, 98 расположен ослабляющий барьер, такой как ослабляющий барьер 106, находящийся между кумулятивными зарядами 100, 102, и ослабляющий барьер 108, находящийся между кумулятивными зарядами 102, 104. Ослабляющие барьеры используются для того, чтобы предотвратить мешающее влияние фрагментов двух крайних кумулятивных зарядов в каждой группе 92, 94, 96, 98 на формирование струи, генерируемой центральным кумулятивным зарядом в каждой из групп 92, 94, 96, 98 при подрыве этого заряда вслед за подрывом двух крайних зарядов, как это предусмотрено в предпочтительных вариантах изобретения. В представленном варианте последовательность подрыва зарядов в каждой из групп 92, 94, 96, 98 заключается в подрыве верхнего кумулятивного заряда, нижнего кумулятивного заряда, а затем центрального кумулятивного заряда.
Например, по мере того, как детонация распространяется вниз по детонационному шнуру 90 и достигает группы 96 кумулятивных зарядов, первым инициируется кумулятивный заряд 100, после чего происходит инициирование кумулятивного заряда 104. После этого детонация одновременно распространяется далее вниз по детонационному шнуру 90 в направлении группы 98 и вверх по обратной ветви 109 детонационного шнура 90. Когда после срабатывания кумулятивных зарядов 100, 104 происходит инициирование кумулятивного заряда 102, ослабляющие барьеры 106, 108 предотвращают мешающие воздействия фрагментов кумулятивных зарядов 100, 104 на развитие струи, формируемой кумулятивным зарядом 102. Специалистам в данной области должно быть понятно, что возможны и другие последовательности подрыва кумулятивных зарядов, не выходящие за пределы настоящего изобретения. Так, в качестве альтернативы, возможно одновременное срабатывание двух крайних зарядов в каждой из групп 92, 94, 96, 98 с последующим инициированием центрального кумулятивного заряда. Такой режим может быть реализован, например, с использованием множества детонаторов и множества детонационных шнуров, таймеров и других необходимых средств. Еще один вариант состоит в развитии процесса детонации снизу вверх.
Хотя все кумулятивные заряды, представленные на фиг. 2, имеют одинаковые размеры, специалистам в соответствующей области должно быть понятно, что может оказаться целесообразным использовать в составе группы кумулятивные заряды различных размеров. Например, крайние заряды могут быть больше или меньше, чем центральный заряд. Кроме того, хотя на фиг. 2 ослабляющие барьеры расположены между смежными кумулятивными зарядами внутри каждой группы, подобные барьеры могут быть установлены, если это представляется желательным, и между смежными кумулятивными зарядами смежных групп.
На фиг. 3 показана часть перфоратора 110, опущенного в скважину 112, пересекающую пласт 114. Обсадная труба 116, обеспечивающая облицовку скважины 112, зафиксирована цементным кольцом 118. В скважине 112, вблизи ее поверхности, имеется фильтрационная корка 120. Представленная часть перфоратора 110 содержит группы кумулятивных зарядов 122, 124, 126, имеющих, по существу, осевое расположение. В представленном варианте кумулятивные заряды 122, 124, 126 имеют сходящиеся оси. Так, центральный кумулятивный заряд 124 ориентирован, по существу, перпендикулярно оси корпуса перфоратора 110, тогда как крайние кумулятивные заряды 122, 126 ориентированы таким образом, что их оси направлены к оси кумулятивного заряда 124. Более конкретно, оси 130, 132, 134 (обозначенные штрихпунктирными линиями) всех кумулятивных зарядов 122, 124, 126 соответственно проходят через общую фокальную точку 128 пласта 114.
Кумулятивные заряды 122, 124, 126 функционально связаны с одним или более детонационными шнурами 136 таким образом, что сначала одновременно срабатывают кумулятивные заряды 122, 126, после чего происходит срабатывание кумулятивного заряда 124. Ослабляющие барьеры 138, 140, расположенные соответственно между кумулятивными зарядами 122, 124 и 124, 126, служат для защиты кумулятивного заряда 124 при подрыве кумулятивных зарядов 122, 126.
Как лучше всего видно на фиг. 4, когда происходит детонация кумулятивных зарядов 122, 126, кумулятивный заряд 122 генерирует струю 141, а кумулятивный заряд 126 генерирует струю 142, причем обе эти струи направлены к фокальной точке 128. В представленном варианте струи 141, 142 не достигают фокальной точки 128 и не пересекаются. Тем не менее, как можно видеть из фиг. 5, струи 141, 142 взаимодействуют в пласте 114. Более конкретно, они не только образуют перфорационные туннели 144, 146 соответственно, но и создают также в пласте 114 зону 148 разрушения породы, ограниченную пунктирной линией. Взаимодействие струй 141, 142 приводит к размельчению, распылению или разрушению или к фрагментированию иным способом структуры породы в зоне 148. Соответственно, как это показа
- 5 010189 но на фиг. 6, при детонации кумулятивного заряда 124, которая происходит с заданной задержкой, кумулятивный заряд 124 генерирует струю 150, которая направлена к фокальной точке 128. В представленном варианте струя 150 проходит через зону 148 разрушения породы и проникает за фокальную точку благодаря уменьшению сопротивления распространению струи 150 со стороны зоны 148 разрушения породы по сравнению с забойной породой.
Как лучше всего видно на фиг. 7, в результате взаимодействия струй 141, 142, образующих зону 148 разрушения породы, и обеспеченного за счет этого более глубокого проникновения струи 150, в пласте 114 за обсадной трубой 116 образуется перфорационная полость 152, которая продлена исходящим из нее перфорационным туннелем 154. Глубина и объем такой комбинированной перфорационной полости существенно превышают аналогичные параметры обычных перфорационных туннелей. Использование настоящего изобретения для создания комбинаций перфорационных полостей и туннелей, подобных перфорационной полости 152 и перфорационному туннелю 154, приводит к образованию зон большого объема с высокой проницаемостью, в которые выводится пластовый флюид. Благодаря этому происходит повышение продуктивности скважины по сравнению со скважинами, имеющими только обычные перфорационные отверстия (туннели). Кроме того, использование изобретения позволяет понизить необходимость в перфорации при отрицательном дифференциальном давлении, поскольку перфорационная полость 152 и перфорационный туннель 154 не так легко забиваются остатками забойной породы, как обычные перфорационные туннели. Тем не менее, как это будет пояснено далее, применение изобретения в условиях отрицательного дифференциального давления будет способствовать очистке перфорационной полости 152 и перфорационного туннеля 154 с соответствующим дополнительным увеличением их объема.
На фиг. 3-7 представлены группы из трех кумулятивных зарядов с осевым расположением и со схождением осей зарядов в одной фокальной точке внутри пласта, причем два крайних заряда генерируют струи, которые взаимодействуют между собой, но не достигают фокальной точки и не пересекаются между собой. Однако изобретение не сводится к данной конфигурации. Например, два крайних кумулятивных заряда в группе кумулятивных зарядов могут формировать такие струи, которые пробивают обсадную трубу, цементное кольцо и фильтрационную корку и проникают в пласт за фокальную точку, пересекаясь, по существу, в этой точке. Такое взаимодействие струй также приводит к размельчению, распылению или разрушению или к фрагментированию иным способом структуры породы в зоне разрушения породы за обсадной трубой с образованием перфорационной полости и перфорационного туннеля, аналогичных описанным выше со ссылкой на фиг. 7.
На рассмотренных фигурах все кумулятивные заряды, входящие в одну группу, были ориентированы по направлению к общей фокальной точке. Специалистам должно быть, однако, понятно, что такая конфигурация не является обязательной для настоящего изобретения. В частности, некоторые кумулятивные заряды в группе кумулятивных зарядов могут быть ориентированы в направлении одной точки в пласте, тогда как другие кумулятивные заряды той же группы могут быть ориентированы в направлении другой точки в пласте. В другом варианте может иметься некоторый разворот (фазовое смещение) между смежными кумулятивными зарядами в группе кумулятивных зарядов с продольным расположением. Однако в любой из подобных конфигураций некоторые струи, генерируемые кумулятивными зарядами одной группы, должны быть способны взаимодействовать таким образом, чтобы струи, формируемые зарядами, подорванными с задержкой, проходили через зону разрушения с соответствующим увеличением глубины проникновения и с созданием за счет этого перфорационной полости и перфорационного туннеля согласно изобретению.
Использование перфоратора согласно изобретению позволяет получать в пласте за обсадной трубой перфорационные полости большого объема в сочетании с перфорационными туннелями, имеющими увеличенную глубину проникновения в пласт. Это обеспечивает повышение продуктивности скважины по сравнению с обычной пробивной системой, формирующей перфорационные отверстия (туннели) малого объема и малой глубины. Тем не менее, может оказаться желательным после создания перфорационных полостей и перфорационных туннелей согласно изобретению выполнить операции, направленные на стимулирование продуктивности, или произвести иную обработку призабойной зоны. Виды обработки могут включать, например, песчаную или гравийную набивку, гидроразрыв с установкой сетчатого фильтра, имитацию разломов и кислотную обработку. При этом перфорационные полости и туннели согласно изобретению позволяют улучшить качество борьбы с выносом песка, поскольку песок, гравий или иные расклинивающие наполнители (проппанты), используемые в суспензиях, образующих набивку в гравийных или иных фильтрах, заполняют перфорационные полости и туннели, препятствуя тем самым миграции мелких частиц из пласта в скважину. Кроме того, перфорационные полости и туннели усиливают при выполнении операций гравийной набивки и имитации разломов проникновение трещин глубоко в пласт.
Наличие существенных различий в характеристиках объема и глубины обычных перфорационных отверстий и перфорационных полостей в комбинации с туннелями согласно изобретению было подтверждено в процессе сравнительных испытаний известных пробивных систем с перфоратором согласно изобретению.
- 6 010189
Испытания проводились с использованием кумулятивных зарядов 3-3/8 шей МШепишт 25д НМХ, выстреливаемых сквозь пластину из стали 4140 толщиной 12,7 мм и слой цемента толщиной 19,7 мм в заключенную в оболочку мишень из известняка Вегеа 8аиб51оие с проницаемостью около 60 мкм2 (60 мД).
| Одиночный заряд | Группа из трех зарядов | |
| Входное отверстие (мм) | 8,9 | 57,2 х 12,7 |
| Глубина проникновения (см) | 33,6 | 34,3 |
| Свободная глубина (см) | 25,7 | 28,3 |
| Общий объем (см3) | 9,8 | 105,4 |
| Очищенный объем (см3) | 62,3 | 190,6 |
Из таблицы видно, что использование группы из трех кумулятивных зарядов, ориентированных и последовательно срабатывающих таким образом, что струи, генерируемые двумя крайними зарядами, сходятся и взаимодействуют одна с другой с образованием зоны разрушения породы, через которую затем проходит струя, генерируемая центральным зарядом, обеспечивает получение перфорационной полости и перфорационного туннеля, глубина и объем которых существенно больше аналогичных характеристик обычного перфорационного отверстия.
Так, входное отверстие в мишени, полученное с помощью обычного одиночного заряда, имело диаметр 8,9 мм, тогда как входное отверстие, созданное группой из трех зарядов, имело высоту 57,2 мм и ширину 12,7 мм. Глубина проникновения в мишень составила для обычного заряда и для группы из трех зарядов соответственно 33,6 см и 34,3 см, а свободная глубина - соответственно 25,7 см и 28,3 см.
Объем отверстия для обычного одиночного заряда был равен только 9,8 см3, тогда как для трех зарядов он составил 105,4 см3. На фиг. 8 представлено объемное изображение перфорационного отверстия 200, полученного с помощью одиночного заряда и имеющего объем 9,8 см3. На фиг. 9 представлено аналогичное изображение перфорационной полости 202 и перфорационного туннеля, полученных с помощью трех зарядов и имеющих объем 105,4 см3. Специалисты оценят то обстоятельство, что объем перфорационной полости 202 с перфорационным туннелем более чем в 10 раз превышает объем перфорационного отверстия 200.
На фиг. 10 представлено объемное изображение перфорационного отверстия 204 объемом 62,3 см3, полученного с помощью одиночного заряда при имитации отрицательного дифференциального давления с целью полной очистки перфорационного отверстия 200 по фиг. 8. Аналогично, на фиг. 11 представлено объемное изображение перфорационной полости 208 с перфорационным туннелем объемом 190,6 см3, полученной с помощью трех зарядов при имитации отрицательного дифференциального давления с целью полной очистки перфорационной полости 202 с перфорационным туннелем по фиг. 9. После осуществления очистки объем перфорационной полости 208 более чем в три раза превышает объем перфорационного отверстия 204.
Как уже отмечалось, важным фактором является то, что даже после полной очистки обычные перфорационные отверстия имеют поверхностный слой (корку) с проницаемостью, пониженной по сравнению с проницаемостью забойной породы. Такая корка окружает всю поверхность перфорационного отверстия и снижает продуктивность скважины. На фиг. 10 поверхность перфорационного отверстия 204, покрытая коркой, обозначена, как 206. В отличие от обычных перфорационных отверстий, перфорационные полости, формируемые согласно изобретению, не окружены подобной коркой, ухудшающей проницаемость. Корка, снижающая проницаемость, имеет место у таких полостей только на самой верхней и на самой нижней сторонах 210, 212 (см. фиг. 11). Боковые стороны 214 перфорационной полости 208 не имеют подобной корки, снижающей проницаемость, частично благодаря волнам напряжения, приводящим к абляции породы. Подобные волны напряжения возникают вследствие взаимодействия волн сжатия между туннельными отверстиями, которые создаются в процессе образования перфорационной полости. Достигаемая улучшенная проницаемость дополнительно повышает продуктивность скважины, снабженной перфорационными полостями с туннелями, созданными с помощью перфоратора согласно изобретению.
Хотя изобретение было описано со ссылками на варианты, проиллюстрированные чертежами, описание изобретения не должно восприниматься как вносящее какие-либо ограничения. Специалистам в соответствующей области техники будут очевидны различные возможные модификации и комбинации представленных вариантов, а также другие возможные варианты осуществления изобретения. В связи с этим подразумевается, что прилагаемая формула изобретения охватывает все подобные модификации и альтернативные варианты.
Claims (35)
1. Скважинный перфоратор, содержащий корпус;
детонатор, установленный внутри корпуса;
по меньшей мере одну группу кумулятивных зарядов, установленных внутри корпуса и функционально связанных с детонатором, причем кумулятивные заряды по меньшей мере в одной группе расположены, по существу, вдоль продольной оси корпуса и ориентированы таким образом, что струи, генерируемые ими при детонации зарядов, направлены, по существу, к фокальной точке, при этом перфоратор выполнен таким образом, что сначала детонирует первая часть кумулятивных зарядов с образованием в пласте ослабленной зоны, а вторая часть кумулятивных зарядов детонирует после заданной временной задержки для обеспечения возможности проникновения генерируемой при этом струи сквозь ослабленную зону.
2. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из кумулятивных зарядов генерирует струю, которая проходит за фокальную точку.
3. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что содержит множество групп кумулятивных зарядов, установленных в корпусе с взаимным смещением вдоль его продольной оси, причем каждая из указанных групп функционально связана с детонатором, а кумулятивные заряды в каждой группе расположены, по существу, вдоль продольной оси корпуса и ориентированы таким образом, что струи, генерируемые ими при детонации зарядов, направлены, по существу, к фокальной точке, ассоциированной с данной группой.
4. Перфоратор по п.3, отличающийся тем, что каждая группа зарядов развернута вокруг продольной оси корпуса относительно смежной группы.
5. Перфоратор по п.4, отличающийся тем, что взаимный угловой разворот смежных групп составляет 15-180°.
6. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных групп содержит три кумулятивных заряда.
7. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных групп содержит центральный кумулятивный заряд, ориентированный, по существу, перпендикулярно продольной оси корпуса, и по одному кумулятивному заряду с каждой стороны от центрального кумулятивного заряда, причем кумулятивные заряды, расположенные по сторонам центрального кумулятивного заряда, ориентированы таким образом, что их оси направлены, по существу, к фокальной точке.
8. Перфоратор по п.7, отличающийся тем, что оси кумулятивных зарядов, расположенных по сторонам центрального кумулятивного заряда, сходятся под углом 1-45°.
9. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что оси смежных кумулятивных зарядов сходятся под углом 1-45°.
10. Перфоратор по п.1, отличающийся тем, что детонатор выполнен с возможностью осуществления детонации кумулятивных зарядов в различные моменты времени.
11. Перфоратор по п.10, отличающийся тем, что детонатор выполнен с возможностью осуществления детонации сначала первого крайнего кумулятивного заряда по меньшей мере в одной группе зарядов, затем центрального кумулятивного заряда по меньшей мере в одной группе зарядов, и, в завершение, второго крайнего кумулятивного заряда по меньшей мере в одной группе зарядов.
12. Способ перфорации скважины с установленной в нее обсадной трубой, включающий детонацию внутри обсадной трубы по меньшей мере одной группы кумулятивных зарядов, расположенных, по существу, вдоль оси скважины и ориентированных таким образом, что струи, генерируемые при детонации зарядов, направлены, по существу, к фокальной точке, при этом моменты детонации кумулятивных зарядов выбирают таким образом, что сначала детонирует первая часть кумулятивных зарядов с образованием в пласте ослабленной зоны, а вторая часть кумулятивных зарядов детонирует после заданной временной задержки для обеспечения возможности проникновения генерируемой при этом струи сквозь ослабленную зону.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что по меньшей мере один из кумулятивных зарядов генерирует струю, которая проходит за фокальную точку.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что включает детонацию множества групп кумулятивных зарядов, установленных в корпусе с взаимным смещением вдоль его продольной оси, причем кумулятивные заряды в каждой группе ориентированы таким образом, что струи, генерируемые при детонации зарядов, направлены, по существу, к фокальной точке, ассоциированной с данной группой.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что каждая группа зарядов развернута вокруг продольной оси корпуса относительно смежной группы.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что взаимный угловой разворот смежных групп составляет 15-180°.
17. Способ по п.12, отличающийся тем, что детонацию осуществляют путем инициирования дето
- 8 010189 натора, активирующего детонационный шнур, связывающий детонатор и кумулятивные заряды.
18. Способ по п.12, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных групп содержит три кумулятивных заряда.
19. Способ по п.12, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных групп содержит центральный кумулятивный заряд, ориентированный, по существу, перпендикулярно указанной продольной оси, и по одному кумулятивному заряду с каждой стороны от центрального кумулятивного заряда, причем кумулятивные заряды, расположенные по сторонам центрального кумулятивного заряда, ориентированы таким образом, что генерируемые ими струи направлены, по существу, к фокальной точке.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что оси кумулятивных зарядов, расположенных по сторонам центрального кумулятивного заряда, сходятся под углом 1-45°.
21. Способ по п.12, отличающийся тем, что оси смежных кумулятивных зарядов сходятся под углом 1-45°.
22. Способ по п.12, отличающийся тем, что детонацию производят, когда гидростатическое давление в скважине превышает пластовое давление флюида.
23. Способ по п.12, отличающийся тем, что детонацию производят, когда гидростатическое давление в скважине не превышает пластовое давление флюида.
24. Способ по п.12, отличающийся тем, что сначала осуществляют детонацию первого крайнего кумулятивного заряда по меньшей мере в одной группе зарядов, затем детонацию центрального кумулятивного заряда по меньшей мере в одной группе зарядов, и, в завершение, детонацию второго крайнего кумулятивного заряда по меньшей мере в одной группе зарядов.
25. Способ перфорации скважины с установленной в нее обсадной трубой, включающий детонацию внутри обсадной трубы по меньшей мере одной группы кумулятивных зарядов, расположенных, по существу, вдоль оси скважины и ориентированных таким образом, что струи, генерируемые при детонации зарядов, направлены, по существу, к фокальной точке, при этом первая часть кумулятивных зарядов детонирует так, что генерируемые при этом струи взаимодействуют с образованием ослабленной зоны в пласте, а вторая часть кумулятивных зарядов детонирует так, что по истечении заданной временной задержки после прихода струй, генерируемых первой частью кумулятивных зарядов, струи, генерируемые второй частью кумулятивных зарядов, проникают сквозь ослабленную зону.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что по меньшей мере один из кумулятивных зарядов генерирует струю, которая проходит за фокальную точку.
27. Способ по п.25, отличающийся тем, что включает детонацию множества групп кумулятивных зарядов, установленных в корпусе с взаимным смещением вдоль его продольной оси, причем кумулятивные заряды в каждой группе ориентированы таким образом, что струи, генерируемые при детонации зарядов, направлены, по существу, к фокальной точке, ассоциированной с данной группой.
28. Способ по п.27, отличающийся тем, что каждая группа зарядов развернута вокруг продольной оси корпуса относительно смежной группы.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что взаимный угловой разворот смежных групп составляет 15-180°.
30. Способ по п.25, отличающийся тем, что детонацию осуществляют путем инициирования детонатора, активирующего детонационный шнур, связывающий детонатор и кумулятивные заряды.
31. Способ по п.25, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных групп содержит три кумулятивных заряда.
32. Способ по п.25, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из указанных групп содержит центральный кумулятивный заряд, ориентированный, по существу, перпендикулярно указанной продольной оси, и по одному кумулятивному заряду с каждой стороны от центрального кумулятивного заряда, причем кумулятивные заряды, расположенные по сторонам центрального кумулятивного заряда, ориентированы таким образом, что генерируемые ими струи направлены, по существу, к фокальной точке.
33. Способ по п.32, отличающийся тем, что оси кумулятивных зарядов, расположенных по сторонам центрального кумулятивного заряда, сходятся под углом 1-45°.
34. Способ по п.33, отличающийся тем, что оси смежных кумулятивных зарядов сходятся под углом 1-45°.
35. Способ по п.25, отличающийся тем, что вторая часть кумулятивных зарядов детонирует по истечении заданной временной задержки после детонации первой части кумулятивных зарядов.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/793,202 US7172023B2 (en) | 2004-03-04 | 2004-03-04 | Perforating gun assembly and method for enhancing perforation depth |
| PCT/US2005/006158 WO2005093207A1 (en) | 2004-03-04 | 2005-02-25 | Performing gun assembly and method for enhancing perforation depth |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200601525A1 EA200601525A1 (ru) | 2007-08-31 |
| EA010189B1 true EA010189B1 (ru) | 2008-06-30 |
Family
ID=34911993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200601525A EA010189B1 (ru) | 2004-03-04 | 2005-02-25 | Скважинный перфоратор и способ увеличения глубины перфорации |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7172023B2 (ru) |
| EP (1) | EP1761681B1 (ru) |
| CN (1) | CN1957157B (ru) |
| CA (1) | CA2600094C (ru) |
| DE (1) | DE602005004786D1 (ru) |
| EA (1) | EA010189B1 (ru) |
| NO (1) | NO335560B1 (ru) |
| WO (1) | WO2005093207A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647547C1 (ru) * | 2016-12-08 | 2018-03-16 | Игорь Михайлович Глазков | Способ вскрытия продуктивного пласта скважины кумулятивными зарядами и устройство для его осуществления |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050247447A1 (en) * | 2004-05-10 | 2005-11-10 | Spring Roger L | Angled perforating device for well completions |
| GB0425216D0 (en) * | 2004-11-16 | 2004-12-15 | Qinetiq Ltd | Improvements in and relating to oil well perforators |
| US20060118303A1 (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well perforating for increased production |
| US7624681B2 (en) * | 2005-05-06 | 2009-12-01 | Schlumberger Technology Corporation | Initiator activated by a stimulus |
| US7409992B2 (en) * | 2006-01-11 | 2008-08-12 | Schlumberger Technology Corporation | Perforating gun |
| CA2689315A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg | Method for completing a borehole |
| US7661366B2 (en) * | 2007-12-20 | 2010-02-16 | Schlumberger Technology Corporation | Signal conducting detonating cord |
| US8276656B2 (en) * | 2007-12-21 | 2012-10-02 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for mitigating shock effects during perforating |
| US8127848B2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-03-06 | Baker Hughes Incorporated | Selectively angled perforating |
| US8327746B2 (en) * | 2009-04-22 | 2012-12-11 | Schlumberger Technology Corporation | Wellbore perforating devices |
| WO2010141671A2 (en) * | 2009-06-03 | 2010-12-09 | Schlumberger Canada Limited | Device for the dynamic under balance and dynamic over balance perforating in a borehole |
| GB201009781D0 (en) * | 2010-06-11 | 2010-07-21 | Expro North Sea Ltd | Perforating gun and method of perforating a well |
| US20130048282A1 (en) | 2011-08-23 | 2013-02-28 | David M. Adams | Fracturing Process to Enhance Propping Agent Distribution to Maximize Connectivity Between the Formation and the Wellbore |
| US9506330B2 (en) | 2012-07-19 | 2016-11-29 | Sauda Arabian Oil Company | System and method employing perforating gun for same location multiple reservoir penetrations |
| US8904935B1 (en) * | 2013-05-03 | 2014-12-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Holder that converges jets created by a plurality of shape charges |
| WO2015160360A1 (en) | 2014-04-18 | 2015-10-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Shaped charge having a radial momentum balanced liner |
| GB201411080D0 (en) * | 2014-06-20 | 2014-08-06 | Delphian Technologies Ltd | Perforating gun assembly and method of forming wellbore perforations |
| US20160160620A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Saudi Arabian Oil Company | Method and system for deploying perforating gun for multiple same location reservoir penetrations without drilling rig |
| GB201513269D0 (en) * | 2015-07-28 | 2015-09-09 | Delphian Ballistics Ltd | Perforating gun assembly and methods of use |
| US10422204B2 (en) * | 2015-12-14 | 2019-09-24 | Baker Hughes Incorporated | System and method for perforating a wellbore |
| US10364387B2 (en) * | 2016-07-29 | 2019-07-30 | Innovative Defense, Llc | Subterranean formation shock fracturing charge delivery system |
| WO2018034674A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Utilizing electrically actuated explosives downhole |
| BR112018011899A2 (pt) * | 2016-10-07 | 2018-11-27 | Detnet South Africa (Pty) Ltd | tubo de choque condutor |
| US10875209B2 (en) | 2017-06-19 | 2020-12-29 | Nuwave Industries Inc. | Waterjet cutting tool |
| US10677025B2 (en) | 2017-09-18 | 2020-06-09 | Saudi Arabian Oil Company | Apparatus and method employing retrievable landing base with guide for same location multiple perforating gun firings |
| RU2686544C1 (ru) * | 2018-09-24 | 2019-04-29 | Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" | Кумулятивный перфоратор |
| DE112018008217T5 (de) * | 2018-12-21 | 2021-09-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Impulsfalle |
| US10689955B1 (en) | 2019-03-05 | 2020-06-23 | SWM International Inc. | Intelligent downhole perforating gun tube and components |
| US11078762B2 (en) | 2019-03-05 | 2021-08-03 | Swm International, Llc | Downhole perforating gun tube and components |
| US11268376B1 (en) | 2019-03-27 | 2022-03-08 | Acuity Technical Designs, LLC | Downhole safety switch and communication protocol |
| US11619119B1 (en) | 2020-04-10 | 2023-04-04 | Integrated Solutions, Inc. | Downhole gun tube extension |
| USD968474S1 (en) | 2020-04-30 | 2022-11-01 | DynaEnergetics Europe GmbH | Gun housing |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3706340A (en) * | 1971-04-07 | 1972-12-19 | Schlumberger Technology Corp | Methods for perforating an earth formation |
| US4105073A (en) * | 1977-09-26 | 1978-08-08 | Brieger Emmet F | Tubing conveyed sand consolidating method |
| US4193460A (en) * | 1978-07-17 | 1980-03-18 | Bruce Gilbert | Perforating gun with paired shaped charger vertically spaced |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2928658A (en) | 1956-06-25 | 1960-03-15 | Dresser Ind | Sidewall sampler |
| US3043379A (en) | 1957-10-01 | 1962-07-10 | Lane Wells Co | Formation sampler |
| US2976940A (en) * | 1957-11-27 | 1961-03-28 | Dresser Ind | Formation sampler |
| US3089416A (en) | 1959-10-05 | 1963-05-14 | Gilbert Bruce | Methods of and means for fracturing earth formations |
| US3347314A (en) | 1965-04-29 | 1967-10-17 | Schlumberger Technology Corp | Methods for well completion |
| US3329219A (en) * | 1965-06-25 | 1967-07-04 | Dresser Ind | Selectively fired capsule type shaped charge perforation |
| US3380540A (en) * | 1966-05-09 | 1968-04-30 | Schlumberger Technology Corp | Selective firing apparatus |
| US3630282A (en) * | 1970-05-20 | 1971-12-28 | Schlumberger Technology Corp | Methods and apparatus for perforating earth formations |
| US3695368A (en) * | 1971-04-07 | 1972-10-03 | Schlumberger Technology Corp | Apparatus for perforating earth formations |
| US4140188A (en) * | 1977-10-17 | 1979-02-20 | Peadby Vann | High density jet perforating casing gun |
| US4527636A (en) * | 1982-07-02 | 1985-07-09 | Schlumberger Technology Corporation | Single-wire selective perforation system having firing safeguards |
| US4519313A (en) * | 1984-03-21 | 1985-05-28 | Jet Research Center, Inc. | Charge holder |
| US5054564A (en) * | 1986-05-19 | 1991-10-08 | Halliburton Company | Well perforating apparatus |
| US4756371A (en) | 1986-12-15 | 1988-07-12 | Brieger Emmet F | Perforation apparatus and method |
| US4844170A (en) * | 1988-03-30 | 1989-07-04 | Jet Research Center, Inc. | Well perforating gun and method |
| US4960171A (en) * | 1989-08-09 | 1990-10-02 | Schlumberger Technology Corporation | Charge phasing arrangements in a perforating gun |
| US6494139B1 (en) * | 1990-01-09 | 2002-12-17 | Qinetiq Limited | Hole boring charge assembly |
| US5323684A (en) * | 1992-04-06 | 1994-06-28 | Umphries Donald V | Downhole charge carrier |
| US5392857A (en) * | 1993-08-06 | 1995-02-28 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for determining an optimum phase angle for phased charges in a perforating gun to maximize distances between perforations in a formation |
| US6014933A (en) * | 1993-08-18 | 2000-01-18 | Weatherford Us Holding, L.P. A Louisiana Limited Partnership | Downhole charge carrier |
| US5421418A (en) * | 1994-06-28 | 1995-06-06 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for mixing polyacrylamide with brine in an annulus of a wellbore to prevent a cement-like mixture from fouling wellbore tools |
| US5673760A (en) * | 1995-11-09 | 1997-10-07 | Schlumberger Technology Corporation | Perforating gun including a unique high shot density packing arrangement |
| US6347673B1 (en) * | 1999-01-15 | 2002-02-19 | Schlumberger Technology Corporation | Perforating guns having multiple configurations |
| GB2367350B (en) * | 1999-05-04 | 2004-08-04 | Schlumberger Technology Corp | Optimizing charge phasing of a perforating gun |
| US6523449B2 (en) * | 2001-01-11 | 2003-02-25 | Schlumberger Technology Corporation | Perforating gun |
-
2004
- 2004-03-04 US US10/793,202 patent/US7172023B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-02-25 WO PCT/US2005/006158 patent/WO2005093207A1/en active IP Right Grant
- 2005-02-25 CN CN2005800129524A patent/CN1957157B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-25 EA EA200601525A patent/EA010189B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2005-02-25 EP EP05723847A patent/EP1761681B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-25 DE DE602005004786T patent/DE602005004786D1/de active Active
- 2005-02-25 CA CA2600094A patent/CA2600094C/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-09-19 NO NO20064222A patent/NO335560B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3706340A (en) * | 1971-04-07 | 1972-12-19 | Schlumberger Technology Corp | Methods for perforating an earth formation |
| US4105073A (en) * | 1977-09-26 | 1978-08-08 | Brieger Emmet F | Tubing conveyed sand consolidating method |
| US4193460A (en) * | 1978-07-17 | 1980-03-18 | Bruce Gilbert | Perforating gun with paired shaped charger vertically spaced |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2647547C1 (ru) * | 2016-12-08 | 2018-03-16 | Игорь Михайлович Глазков | Способ вскрытия продуктивного пласта скважины кумулятивными зарядами и устройство для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1761681B1 (en) | 2008-02-13 |
| NO335560B1 (no) | 2014-12-29 |
| CN1957157B (zh) | 2011-02-02 |
| US20050194181A1 (en) | 2005-09-08 |
| CA2600094C (en) | 2010-07-06 |
| US7172023B2 (en) | 2007-02-06 |
| EA200601525A1 (ru) | 2007-08-31 |
| DE602005004786D1 (de) | 2008-03-27 |
| CA2600094A1 (en) | 2005-10-06 |
| CN1957157A (zh) | 2007-05-02 |
| WO2005093207A1 (en) | 2005-10-06 |
| EP1761681A1 (en) | 2007-03-14 |
| NO20064222L (no) | 2006-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA010189B1 (ru) | Скважинный перфоратор и способ увеличения глубины перфорации | |
| US7303017B2 (en) | Perforating gun assembly and method for creating perforation cavities | |
| EP3397835B1 (en) | System and method for perforating a wellbore | |
| RU2411353C2 (ru) | Способ создания перфорационных отверстий в подземной формации | |
| CA2466223C (en) | Method for removing a tool from a well | |
| US6497285B2 (en) | Low debris shaped charge perforating apparatus and method for use of same | |
| EP0925423B1 (en) | Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation | |
| US8919443B2 (en) | Method for generating discrete fracture initiation sites and propagating dominant planar fractures therefrom | |
| US20060118303A1 (en) | Well perforating for increased production | |
| WO2016046521A1 (en) | Perforating gun assembly and method of use in hydraulic fracturing applications | |
| US6675896B2 (en) | Detonation transfer subassembly and method for use of same | |
| US8302688B2 (en) | Method of optimizing wellbore perforations using underbalance pulsations | |
| US10851624B2 (en) | Perforating gun assembly and methods of use | |
| US20150361774A1 (en) | Perforating System for Hydraulic Fracturing Operations | |
| EA030263B1 (ru) | Способ разработки газоносных и низкопроницаемых угольных пластов | |
| RU2510456C2 (ru) | Способ образования вертикально направленной трещины при гидроразрыве продуктивного пласта | |
| RU2757836C1 (ru) | Способ разработки зонально-неоднородной нефтяной залежи | |
| RU2271441C2 (ru) | Способ заканчивания скважины и устройство для его осуществления | |
| RU2746398C1 (ru) | Способ создания обсаженного перфорационного канала в продуктивном пласте нефтяной или газовой обсаженной скважины |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG MD TJ |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KZ TM RU |