RU2205942C2

RU2205942C2 - Method of producing formation perforating

Info

Publication number: RU2205942C2
Application number: RU2001111741/03A
Authority: RU
Inventors: Г.Н. Филиди; Е.А. Назаров; Р.К. Ишкаев; В.М. Хусаинов; Н.И. Хаминов; К.Г. Филиди
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ЭРГИС"
Priority date: 2001-04-28
Filing date: 2001-04-28
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: methods of secondary tapping of oil and gas formations. SUBSTANCE: method includes preliminary making of holes in casing string wall and cement ring, and subsequent hydraulic perforating of formation. Working fluid is pumped by pumps from surface through erosion perforator lowered on pipes. Holes in casing string wall are made with help of drilling perforator lowered on cable. Erosion perforator with hard-alloy nozzles is used for search of perforated holes. For this purpose, 25-30% of working fluid is supplied with registration of its flow rate and pressure. Jet hitting or nonhitting of perforated hole is detected by variation of working fluid flow rate and pressure. After hitting, working flow rate and pressure are increased up to designed value, and channel is further deepened by hydraulic perforating. EFFECT: higher efficiency of perforating operations by making perforated channel of large length with preservation of cement stone integrity. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способу вторичного вскрытия нефтяных и газовых пластов. The invention relates to a method for the secondary opening of oil and gas reservoirs.

Известен способ вторичного вскрытия продуктивных пластов кумулятивными и пулевыми перфораторами. Недостатком этого способа является то, что при срабатывании взрывчатого вещества, возникает высокое давление, которое разрушает цементное кольцо, вызывая межпластовые перетоки флюидов. Обломки кумулятивных зарядов закупоривают часть перфорационного канала, что уменьшает протяженность перфорационного канала (Фридляндер Л. Я. //Прострелочно-взрывная аппаратура и ее применение в скважинах. М., Недра, 1985.- 199 с.). There is a method of secondary opening of reservoirs by cumulative and bullet perforators. The disadvantage of this method is that when the explosive is triggered, high pressure arises, which destroys the cement ring, causing inter-layer fluid flows. Debris of cumulative charges clog part of the perforation channel, which reduces the length of the perforation channel (Fridlyander L. Ya. // Rifle-blasting equipment and its use in wells. M., Nedra, 1985. - 199 p.).

Известен способ гидропескоструйной перфорации, заключающийся в создании отверстия в обсадной колонне, цементном камне и горной породе высокоскоростными струями жидкости с песком, истекающими из твердосплавных насадок при прокачке песчано-жидкостной пульпы по колонне труб с устья скважины агрегатами высокого давления (Кривоносов И.В., Балакирев Ю.А. //Освоение, исследование и эксплуатация многопластовых скважин. - М., Недра, 1975.-С.58-64). A known method of hydro-sandblasting perforation, which consists in creating holes in the casing, cement stone and rock with high-speed jets of liquid with sand flowing out from carbide nozzles when pumping sand-liquid pulp along the pipe string from the wellhead with high pressure aggregates (I.V. Krivonosov, Balakirev Yu.A. // Development, research and exploitation of multilayer wells. - M., Nedra, 1975.-S.58-64).

Недостатком этого способа является абразивное воздействие песка на нефтяное оборудование, а главное, возникновение большого давления за колонной при перфорации первых отверстий в колонне из-за сопротивления обратной струе потока, в результате чего разрушается цементный камень и образуются заколонные перетоки. The disadvantage of this method is the abrasive effect of sand on oil equipment, and most importantly, the occurrence of high pressure behind the column during the perforation of the first holes in the column due to resistance to the reverse flow stream, as a result of which the cement stone collapses and annular flows form.

Известен также способ вторичного вскрытия пласта сверлящим перфоратором, исключающий разрушение цементного кольца. Недостатком этого способа является ограниченная длина перфорационного канала 50 - 70 мм (Р.К. Яруллин, Г.Н. Филиди, К. В. Антонов / О развитии сверлящих устройств для отбора керна из стенок скважин и вторичного вскрытия.//Геофизические исследования в нефтегазовых скважинах. -ОАО НПП "ВНИИГИС". - Уфа: Изд-во Башк. Ун-та, 1998.-С. 166-171). There is also known a method of secondary opening the formation with a perforating drill, eliminating the destruction of the cement ring. The disadvantage of this method is the limited length of the perforation channel 50 - 70 mm (R.K. Yarullin, G.N. Filidi, K.V. Antonov / On the development of drilling devices for coring from boreholes and secondary opening. // Geophysical studies in oil and gas wells. -OAO NPP "VNIIGIS". - Ufa: Publishing house Bashk. Un-ta, 1998.- S. 166-171).

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ и оборудование для перфорации скважин (патент США 4756371, Е 21 В 37/00). Патентуется способ вскрытия пластов обычной кумулятивной перфорацией в сочетании с гидроперфорацией для получения глубоких и чистых каналов в продуктивной породе. The closest adopted for the prototype is the method and equipment for perforating wells (US patent 4756371, E 21 In 37/00). A method of opening reservoirs by conventional cumulative perforation in combination with hydroperforation is patented to obtain deep and clean channels in the productive rock.

Недостатком этого способа является то, что снижается эффективность перфорационных работ, так как в результате проведения кумулятивной перфорации происходит нарушение целостности цементного кольца, вызывая межпластовые перетоки флюидов. The disadvantage of this method is that the efficiency of perforation is reduced, since as a result of cumulative perforation, the integrity of the cement ring is violated, causing inter-layer fluid flows.

Предложен способ вторичного вскрытия продуктивного пласта, включающий предварительное создание отверстий в стенке обсадной колонны и цементном кольце, последующую гидроперфорацию пласта, с прокачиванием рабочей жидкости через гидроперфоратор, спущенный на трубах, насосами с поверхности скважины. Отверстия в стенке обсадной колонны создают с помощью сверлящего перфоратора на кабеле, затем гидроперфоратором с твердосплавными насадками производят поиск перфорационных отверстий путем подачи 25-30% объема рабочей жидкости, для чего регистрируют показания расхода и давления рабочей жидкости, при этом о попадании струи в перфорационное отверстие судят по регистрации изменения расхода и давления рабочей жидкости, после чего увеличивают расход и давление рабочей жидкости до проектных и производят дальнейшее углубление канала гидроперфорацией. О попадании твердосплавных насадок в перфорационные отверстия судят по максимуму расхода рабочей жидкости при номинальном давлении гидромониторных струй. О непопадании твердосплавных насадок в перфорационные отверстия судят по прекращению расхода рабочей жидкости и возрастании давления до максимального, после чего операция поиска перфорационных отверстий повторяется. A method is proposed for the secondary opening of the reservoir, including the preliminary creation of holes in the casing wall and the cement ring, subsequent hydroperforation of the formation, with pumping of the working fluid through a hydraulic perforator run on pipes by pumps from the well surface. Holes in the wall of the casing are created using a drilling perforator on the cable, then a hydroperforator with carbide nozzles is used to search for perforations by supplying 25-30% of the volume of the working fluid, for which the flow rate and pressure of the working fluid are recorded, while the jet enters the perforation they are judged by recording changes in the flow rate and pressure of the working fluid, after which the flow rate and pressure of the working fluid are increased to the design ones and the channel is further deepened Horace. The carbide nozzles entering the perforations are judged by the maximum flow rate of the working fluid at the nominal pressure of the jet jets. The non-penetration of carbide nozzles into the perforations is judged by the cessation of the flow of the working fluid and the increase in pressure to the maximum, after which the operation of searching for perforations is repeated.

Предложенный способ позволяет повысить эффективность перфорационных работ путем создания перфорационного канала большой протяженности с сохранением целостности цементного камня. The proposed method improves the efficiency of perforation by creating a perforation channel of great length while maintaining the integrity of the cement stone.

Заявляемый способ вторичного вскрытия продуктивного пласта был осуществлен устройством, представленным на чертеже. The inventive method of secondary opening of the reservoir was carried out by the device shown in the drawing.

Гидроперфоратор состоит из корпуса 1, закрепленного на колонне труб 2. В корпусе 1 расположены цилиндрические плашки 3, в которых закреплены твердосплавные насадки 4. Плашки 3 подпружинены рессорами 5. Гидроперфоратор с корпусом 1 размещается в перфорированной сверлящим перфоратором обсадной колонне 6 с цементным кольцом 7, контактирующим со скважиной 8. Предварительно в стенке обсадной колонны создаются отверстия с помощью сверлящего перфоратора на кабеле. Гидроперфоратор с корпусом 1 спускается в обсадную колонну 6 на трубах 2 в интервал напротив продуктивного пласта. Затем гидроперфоратором 1 по трубам 2 закачивается с поверхности агрегатами высокого давления рабочая жидкость, в объеме 25-30%, которая давит на цилиндрические плашки 3, выдвигая их из корпуса 1 до упора в обсадную колонну 6. При этом рабочая жидкость истекает из твердосплавных насадок 4 и в случае попадания в перфорационное отверстие размывает горную породу, образуя протяженный канал в пласте и возвращаясь в затрубное пространство согласно показанным стрелкам. Степень попадания высокоскоростных струй в перфорационные отверстия определяется на поверхности по изменению показаний расхода и давления рабочей жидкости. После чего, увеличивают расход и давление рабочей жидкости до проектных и производят дальнейшее углубление канала гидроперфорацией. В случае попадания твердосплавных насадок 4 в перфорационные отверстия расход рабочей жидкости будет максимальным при номинальном расчетном давлении гидромониторных струй. The hydraulic perforator consists of a housing 1 mounted on a pipe string 2. In the housing 1 there are cylindrical dies 3 in which carbide nozzles are fixed 4. The dies 3 are spring-loaded with springs 5. The hydraulic perforator with a housing 1 is placed in a casing 6 perforated by a perforating drill with a cement ring 7, in contact with the well 8. Previously, holes are made in the wall of the casing using a drill punch on the cable. A hydraulic perforator with a housing 1 is lowered into the casing 6 on the pipes 2 in the interval opposite the reservoir. Then, with a hydraulic hammer 1 through the pipes 2, working fluid is pumped from the surface by high pressure aggregates, in a volume of 25-30%, which presses on the cylindrical dies 3, pushing them out of the housing 1 all the way into the casing 6. In this case, the working fluid flows out of the carbide nozzles 4 and if it enters the perforation hole, it erodes the rock, forming an extended channel in the reservoir and returning to the annulus according to the arrows shown. The degree of penetration of high-speed jets into perforations is determined on the surface by a change in the readings of the flow rate and pressure of the working fluid. After that, the flow rate and pressure of the working fluid are increased to the design ones and the channel is further deepened by hydroperforation. If carbide nozzles 4 get into the perforations, the flow rate of the working fluid will be maximum at the nominal design pressure of the jet jets.

В случае непопадания истекающих из твердосплавных насадок струй в перфорационные отверстия, они перекрываются обсадной колонной, в результате чего прекращается поток выходящей из затрубного пространства жидкости, а давление на агрегатах возрастает до максимального. В этом случае прокачка жидкости прекращается и гидроперфоратор 1 приподнимается на величину (не менее 10 см) или проворачивается. Операция поиска перфорационных отверстий повторяется. При прекращении прокачки жидкости в трубах пружинненные рессоры 5 возвращают плашки 3 с твердосплавными насадками 4 в исходное положение. Время проведения гидромониторной перфорации определяется расчетным путем. In the event that the jets flowing from the carbide nozzles do not fall into the perforations, they are blocked by the casing, as a result of which the flow of liquid exiting the annulus ceases, and the pressure on the aggregates increases to the maximum. In this case, the pumping of the liquid stops and the hydraulic hammer 1 is raised by an amount (at least 10 cm) or cranked. The hole search operation is repeated. When stopping the pumping of fluid in the pipes, spring-loaded springs 5 return the dies 3 with carbide nozzles 4 to their original position. The time of hydraulic perforation is determined by calculation.

Использование предложенного способа позволяет повысить эффективность перфорационных работ путем создания перфорационного канала большой протяженности и с сохранением целостности цементного камня. Using the proposed method can improve the efficiency of perforation by creating a perforation channel of great length and while maintaining the integrity of the cement stone.

Claims

1. The method of the secondary opening of the reservoir, including the preliminary creation of holes in the wall of the casing and cement ring, subsequent hydroperforation of the formation with pumping the working fluid through a hydraulic perforator, lowered on the pipes, pumps from the surface of the well, characterized in that the holes in the wall of the casing are created with using a drilling perforator on the cable, then a hydroperforator with carbide tips search for perforations by supplying 25 - 30% of the volume of the working fluid, d For this purpose, the readings of the flow rate and pressure of the working fluid are recorded, while the jet entering or not falling into the perforation hole is judged by the change in the flow rate and pressure of the working fluid, after which the flow rate and pressure of the working fluid are increased to the design ones and the channel is further deepened by hydroperforation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the carbide nozzles getting into the perforations are judged by the maximum flow rate of the working fluid at the nominal pressure of the jet jets.

3. The method according to claim 2, characterized in that the carbide nozzles do not fall into the perforations are judged by stopping the flow of working fluid and increasing the pressure to the maximum, after which the operation of searching for perforations is repeated.