RU2065932C1

RU2065932C1 - Method for perforation of casing strings in gas-petroleum holes

Info

Publication number: RU2065932C1
Application number: RU93019119A
Authority: RU
Inventors: Врам Евгеньевич Тавризов; Валентин Вадимович Стрельченко; Владимир Гергиевич Чикин; Барый Марвиянович Габдуллин
Original assignee: Врам Евгеньевич Тавризов
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 1996-08-27

Abstract

FIELD: gas-petroleum geology. SUBSTANCE: used for checking intervals of geological record of holes in zones of interfluidic contacts and ensures reduction of volumetric deformation of casing tubes, also minimizes untightness of threaded joints of sleeves and tubes and degree of cracking cement stone beyond casing string during perforation of casing string intervals such as in zone of interfluidic contacts. First, perforator is selected, density of casing string column and perforation interval are determined according to geological record. Then perforator is equipped and lowered down into hole. Perforating operation is performed and actual position of perforation interval in casing string is determined. Prior to that, position of sleeves on casing tubes in hole within perforation interval is found with the help of sleeve locator. Exposed band-type shaped-charge perforator in the form of sections is used. Its length is equal to extension of casing string perforation interval. Charges are adapted to selective electric firing and location with clearance in casing string relative to frontal part of container. Idle sections between charges are of length equal to sum of sleeve length and two double spacings between charges. During lowering-down of perforator each section of it with charges is positioned symmetrically relative to sleeves. Perforations is performed in two salvos. First salvo induces two charges symmetrically neared toward center of section and located in each section with charges. Second salvo fires all remaining charges. EFFECT: high efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазовой геологии и может быть использовано при поисках и разведке месторождений нефти и газа, в частности, при испытании интервалов геологического разреза скважин, расположенных в зоне межфлюидных контактов. The invention relates to the field of oil and gas geology and can be used in the search and exploration of oil and gas fields, in particular, when testing intervals of the geological section of wells located in the zone of interfluid contacts.

Известен способ перфорации обсадных колонн нефтегазовых скважин, включающий снаряжение перфоратора, спуск перфоратора в скважину, установку перфоратора в заданном интервале глубин разреза и перфорацию интервала с заданной плотностью отверстий (Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика. Под. ред. В.М.Запорожца. -М. Недра, с. 543-549). A known method of perforating casing strings of oil and gas wells, including rigging a perforator, lowering a perforator into a well, installing a perforator in a predetermined interval of section depths and perforating an interval with a given hole density (Geophysical methods for exploring wells. Reference book of geophysics. Ed. Ed. V.M. Zaporozhets. -M. Nedra, pp. 543-549).

Однако известный способ перфорации обсадных колонн нефтегазовых скважин не позволяет произвести выбор типоразмера перфоратора, плотности перфоратора, условий перфорации, а конструктивные особенности перфораторов не содержат возможности снижения негативного последствия залповой перфорации на техническое состояние колонны обсадных труб и целостность цементного камня в затрубном пространстве скважины. However, the known method of perforating casing strings of oil and gas wells does not allow selection of the size of the perforator, perforation density, perforation conditions, and the design features of the perforators do not contain the possibility of reducing the negative impact of salvo perforation on the technical condition of the casing string and the integrity of the cement stone in the annulus of the well.

Известен способ перфорации обсадных колонн нефтегазовых скважин, включающий выбор метода перфорации, типоразмера перфоратора, плотности перфорации, снаряжение перфоратора, спуск перфоратора в скважину, привязку интервала перфорации к геологическому разрезу, определение фактического положения интервала перфорации и перфорацию продуктивного интервала с заданной плотностью отверстий ("Инструкция по вскрытию пластов стреляющими перфораторами в разведочных обсаженных нефтегазовых скважинах", изд. ВНИПИВзрывгеофизика, Раменское, 1987, 22 с.). A known method of perforation of casing strings of oil and gas wells, including the choice of the method of perforation, perforator size, perforation density, perforator equipment, descent of the perforator into the well, linking the perforation interval to the geological section, determining the actual position of the perforation interval and perforation of the production interval with a given hole density ("Instruction on the opening of formations by firing perforators in exploratory cased oil and gas wells ", ed. VNIPIVzryvgeofizika, Ramenskoye, 1987, 22 )..

Однако при проведении перфорации интервалов разреза с использованием кумулятивных бескорпусных ленточных перфораторов неизбежно образование в колонне обсадных труб трещин из-за объемной деформации труб, растрескивания цементного камня за колонной труб и негерметичности резьбовых соединений муфт и труб в колонне. При изучения межфлюидных контактов посредством испытаний интервалов разреза в обсаженной скважине это неизбежно приводит к заколонным перетокам пластовой воды из водоносной части в продуктивную часть нефтегазоводоносного пласта в объемах, искажающих достоверную раздельную оценку дебитов нефти и воды при совместных притоках пластовых флюидов. However, when conducting perforation of the cut intervals using cumulative open-frame continuous perforators, cracks are inevitable in the casing string due to volumetric deformation of the pipes, cracking of the cement stone behind the pipe string and leakage of the threaded joints of the couplings and pipes in the string. When studying interfluidic contacts by testing the intervals of a section in a cased hole, this inevitably leads to annular flow of produced water from the aquifer to the productive part of the oil and gas bearing reservoir in volumes that distort a reliable separate estimate of oil and water flow rates during joint inflows of reservoir fluids.

Заявленный способ перфорации обсадных труб нефтегазовых скважин позволяет получить новый технический результат снизить объемную деформацию обсадных труб, негерметичность резьбовых соединений муфт и труб и степень растрескивания цементного камня за колонной обсадных труб при перфорации интервалов обсадных колонн, например, расположенных в зоне межфлюидных контактов. The claimed method for perforation of casing pipes of oil and gas wells allows to obtain a new technical result to reduce the volumetric deformation of casing pipes, leakage of threaded joints of couplings and pipes and the degree of cracking of cement stone behind the casing string during perforation of casing intervals, for example, located in the interfluid contact zone.

Новый технический результат достигается тем, что в известном способе перфорации обсадных колонн нефтегазовых скважин, включающем выбор перфоратора, плотности перфорации обсадной колонны, привязку интервала перфорации к геологическому разрезу, снаряжение перфоратора, спуск его в скважину, осуществление перфорации и определение фактического интервала перфорации в обсадной колонне, производят определение положения муфт на обсадных трубах в скважине в интервале перфорации при помощи локатора муфт, выбирают бескорпусной ленточный кумулятивный перфоратор в виде секций, длиной, равной протяженности интервала перфорации обсадной колонны и содержащей заряды в оболочке, выполненные с возможностью их селективного электрического подрыва и размещения с зазором в обсадной колонне относительно фронтальной части оболочки, и пустые секции между зарядами, длиной, равной сумме длин муфты и двух удвоенных расстояний между зарядами, а во время спуска перфоратора каждую его секцию с зарядами размещают симметрично относительно муфт, при этом перфорацию осуществляют в два залпа, первым залпом подрывают по два заряда, симметрично приближенных к центру секции и расположенных в каждой секции с зарядами, а вторым залпом остальные заряды. A new technical result is achieved by the fact that in the known method of perforating casing strings of oil and gas wells, including selecting a perforator, perforation density of the casing string, linking the perforation interval to the geological section, equipping the perforator, lowering it into the well, perforating and determining the actual perforation interval in the casing string , determine the position of the couplings on the casing pipes in the well in the perforation interval with the help of a locator couplings, choose a frameless tape box an active perforator in the form of sections with a length equal to the length of the perforation interval of the casing and containing charges in the shell made with the possibility of selective electric blasting and placement with a gap in the casing relative to the front of the shell, and empty sections between charges with a length equal to the sum of the lengths the clutch and two doubled distances between charges, and during the descent of the perforator, each section with charges is placed symmetrically relative to the couplings, while the perforation is carried out in two volleys, first with a second salvo, two charges are detonated, symmetrically close to the center of the section and located in each section with charges, and the other volley with a second salvo.

Способ перфорации обсадных колонн нефтегазовых скважин осуществляют следующим образом. The method of perforation of casing strings of oil and gas wells is as follows.

По данным комплекса геофизических исследований скважин (ГИС) выделяют в геологическом разрезе скважины, например, зону расположения межфлюидных контактов и определяют глубину интервала перфорации в скважине, обсаженной колонной труб. Затем выбирают метод перфорации и типоразмер перфоратора, а также плотность перфорации. Для определения глубинного положения муфт обсадных труб в интервале перфорации производят спуск в ствол скважины геофизический прибор локатор муфт и производят запись на диаграммную бумагу или магнитный носитель местоположение муфт по глубине скважины. После этого снаряжают кумулятивный бескорпусной ленточный перфоратор, для чего общую длину ленты перфоратора выбирают равной длине интервала перфорации, размечают на этой ленте необходимое число чередующихся секций с зарядами и пустых секций, каждый заряд снабжают устройством, исключающим соприкосновение фронтальной части оболочки заряда со стенкой скважины при нахождении перфоратора в скважине и размечают заряды по длине каждой секции с зарядами, равной единичной длине обсадной трубы или части ее. Размещение зарядов ведут таким образом, чтобы они располагались симметрично относительно концов полной секции, а крайние заряды отстояли от концов секции на величину удвоенного расстояния между зарядами, образующими заданную плотность отверстий. Например, при заданной плотности перфорационных отверстий 10 отверстий на метр интервала перфорации, т.е. 10 см на отверстие, крайние заряды в секции должны отстоять на 20 см от концов секции. Длина пустой секции складывается из длины муфты и двух удвоенных расстояний между зарядами, причем местоположение муфты размечают симметрично относительно концов пустой секции. При этом очевидно, что пустая секция образуется в случае превышения длины интервала перфорации относительно длины обсадной трубы и во всех случаях, когда длина интервала перфорации составляет несколько длин обсадных труб с муфтами. После разметки длины перфоратора и размещения зарядов собирают электрическую схему перфоратора с возможностью производства селективных залпов числом не менее двух. При этом первым залпом одновременно подрывают по два заряда, симметрично расположенных относительно центра секции, а вторым залпом, также одновременно, остальные заряды. Последовательность операций, выполняемых при реализации способа, иллюстрируется фиг.1, а снаряжение кумулятивного бескорпусного ленточного перфоратора и устройство, обеспечивающее зазор между фронтальной частью оболочки кумулятивного заряда и стенкой обсадной трубы при спуске перфоратора в скважину приведено на фиг.2. According to the complex of geophysical research of wells (GIS), a geological section of the well is distinguished, for example, the zone of interfluid contacts and the depth of the perforation interval in the well cased with a pipe string is determined. Then choose the method of perforation and the size of the perforator, as well as the density of the perforation. To determine the deep position of the casing couplings in the perforation interval, the geophysical device locator couplings are lowered into the wellbore and the location of the couplings along the depth of the hole is recorded on graph paper or magnetic media. After that, a cumulative open-die tape perforator is equipped, for which the total length of the perforator tape is chosen equal to the length of the perforation interval, the required number of alternating sections with charges and empty sections is marked on this tape, each charge is equipped with a device that excludes the front part of the charge shell from touching the well wall when it is located perforator in the well and mark charges along the length of each section with charges equal to the unit length of the casing or part of it. The placement of charges is carried out in such a way that they are located symmetrically relative to the ends of the full section, and the extreme charges are separated from the ends of the section by the value of twice the distance between the charges forming a given density of holes. For example, at a given density of perforations, 10 holes per meter of perforation interval, i.e. 10 cm per hole, the extreme charges in the section should be 20 cm from the ends of the section. The length of the empty section is the sum of the length of the coupling and two doubled distances between the charges, and the location of the coupling is marked symmetrically relative to the ends of the empty section. It is obvious that an empty section is formed in case of exceeding the length of the perforation interval relative to the length of the casing and in all cases when the length of the perforation interval is several lengths of casing with couplings. After marking the length of the punch and placing the charges, the electric circuit of the punch is assembled with the possibility of producing selective volleys of at least two. In this case, the first salvo simultaneously undermines two charges, symmetrically located relative to the center of the section, and the second salvo, also simultaneously, the remaining charges. The sequence of operations carried out during the implementation of the method is illustrated in Fig. 1, and the equipment of the cumulative open-cut tape perforator and the device providing a gap between the frontal part of the cumulative charge shell and the casing wall when the perforator is lowered into the well are shown in Fig. 2.

Способ перфорации обсадных колонн нефтегазовых скважин изображен на фиг. 1, где обозначены следующие позиции: 1 муфта обсадной трубы, 2 - единичная обсадная труба, 3 местоположение муфты одной из труб, привязанное к глубине скважины и определенное при записи локатором муфт в стволе скважины, 4 перфорационные отверстия и их размещение по колонне труб, 5 локализация перфорационных отверстий после перфорации интервалов разреза, 6 интервал перфорации и технология селективной перфорации, 7 геофизический кабель, 8 - кумулятивный бескорпусной ленточный перфоратор, 9 один из зарядов перфоратора. A method of perforating casing strings of oil and gas wells is depicted in FIG. 1, where the following positions are indicated: 1 casing sleeve, 2 - single casing pipe, 3 location of one of the pipe couplings, tied to the depth of the well and determined when locating the couplings in the wellbore, 4 perforations and their placement along the pipe string, 5 localization of perforation holes after perforation of cut intervals, 6 perforation interval and selective perforation technology, 7 geophysical cable, 8 - cumulative open-cut tape perforator, 9 one of the charges of the perforator.

На фиг.2 изображен кумулятивный бескорпусной ленточный перфоратор, снаряженный для реализации способа: 1 головка перфоратора, 2 лента, 3 - кумулятивный заряд, 4 детонирующий шнур, 5 пустая секция, 6 секция с зарядами, 7 нижний наконечник перфоратора, 8 устройство, обеспечивающее зазор между фронтальной частью оболочки заряда и стенкой обсадной трубы. Figure 2 shows a cumulative open-cut tape punch equipped for implementing the method: 1 punch head, 2 tape, 3 - cumulative charge, 4 detonating cord, 5 empty section, 6 section with charges, 7 lower tip of the punch, 8 device for providing a gap between the front of the charge shell and the casing wall.

Использование предлагаемого способа перфорации обсадных колонн нефтегазовых скважин обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
а) снижается объемная деформация обсадных труб в скважине при перфорации интервалов разреза, т.е. "выпучивание" труб снижается на 2-3 мм;
б) снижается негерметичность резьбовых соединений муфт и труб из-за того, что зона расположения муфты и запретные расстояния по обе стороны от нее, а также каждая пустая секция перфоратора, длина которой равна длине муфты плюс запретные расстояния по обе стороны от нее, не содержат зарядов, а следовательно и не производится прострел колонны обсадных труб в опасной близости от муфт, расположенных по глубине в интервале перфорации;
в) снижение эффекта "выпучивания" труб при перфорации скважины приведет и к повышению целостности цементного камня за колонной труб.Using the proposed method for perforating casing strings of oil and gas wells provides the following advantages compared to existing methods:
a) decreases the volumetric deformation of the casing in the well during perforation of the cut intervals, i.e. "bulging" pipes is reduced by 2-3 mm;
b) leakage of threaded joints of couplings and pipes is reduced due to the fact that the coupling location zone and forbidden distances on both sides of it, as well as each empty punch section, the length of which is equal to the length of the coupling plus forbidden distances on both sides of it, do not contain charges, and therefore no lumbar of the casing string is made in dangerously close to the couplings located in depth in the perforation interval;
c) a decrease in the effect of “buckling” of pipes during well perforation will also lead to an increase in the integrity of the cement stone behind the pipe string.

Изложенные преимущества способа снижают вероятность перетоков пластовых вод при изучении межфлюидных контактов, что позволяет в процессе поисков и разведки месторождений нефти и газа достоверно определять глубинное положение межфлюидных контактов и оценивать запасы углеводородов. The stated advantages of the method reduce the likelihood of formation water overflows when studying interfluidic contacts, which allows one to reliably determine the deep position of interfluidic contacts and to estimate hydrocarbon reserves during the search and exploration of oil and gas fields.

Экономическая эффективность применения предлагаемого способа связана с повышением геологической эффективности работ на нефть и газ, а способ перфорации обсадных колонн нефтегазовых скважин технологически вписывается в процесс изучения нефтегазоносности геологических разрезов и не приводит к дополнительному увеличению затрат труда и средств при работах в скважине. The economic efficiency of the proposed method is associated with an increase in the geological efficiency of oil and gas operations, and the method of perforation of casing strings of oil and gas wells technologically fits into the process of studying the oil and gas content of geological sections and does not lead to an additional increase in labor costs and funds when working in a well.

Claims

A method of perforating casing strings of oil and gas wells, including selecting a perforator, density of perforation of the casing string, linking the perforation interval to the geological section, equipping the perforator, lowering it into the well, perforating and determining the actual position of the perforation interval in the casing, characterized in that the position is determined couplings on casing pipes in the borehole in the perforation interval with the help of a locator couplings, choose a frameless cumulative tape perforator in the form of sec with a length equal to the length of the perforation interval of the casing and containing charges in the shell, made with the possibility of their selective electrical detonation and placement with a gap in the casing relative to the front of the shell, and empty sections between charges with a length equal to the sum of the lengths of the coupling and two doubled distances between charges, and during the descent of the perforator, each section with charges is placed symmetrically relative to the couplings, while the perforation is carried out in two volleys, two charges are blasted with the first volley yes, symmetrically close to the center of the section and located in each section with charges, and the second salvo - the remaining charges.