RU2447267C2

RU2447267C2 - Jet perforator for performance of perforating operations in oil and gas wells

Info

Publication number: RU2447267C2
Application number: RU2010100782/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Абатуров (RU); Сергей Владимирович Абатуров; Игорь Михайлович Глазков (RU); Игорь Михайлович Глазков; Сергей Федорович Михайлов (RU); Сергей Федорович Михайлов
Original assignee: Сергей Владимирович Абатуров; Игорь Михайлович Глазков; Сергей Федорович Михайлов
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2012-04-10
Also published as: RU2010100782A

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: perforator comprises a bearing structure, where jet charges are installed as arranged in groups, at the same time the charges forming groups consisting from three charges, are arranged relative to each other at a certain angle in different planes, and the angle between the groups of charges is determined depending on the selected angle in the group of charges. The specified groups of charges are arranged in different planes.

EFFECT: invention provides for maximum area of opening charges of the producing formation with jets in a cross section of a well.

4 dwg

Description

Изобретение относится к прострелочно-взрывным работам в нефтяных и газовых скважинах.The invention relates to perforating and blasting in oil and gas wells.

Известен корпус кумулятивного перфоратора для перфорации нефтяных и газовых скважин /RU 2185499 С1, МПК⁷ Е21В 43/117, опубл. 2002.07.20/. Корпус содержит герметизируемые при спуске в скважину сквозные отверстия, предназначенные для выхода через них кумулятивной струи после подрыва зарядов, и оппозитно расположенные на тех же осях глухие отверстия для установки в них хвостовиков тех же зарядов, при этом оси оппозитно расположенных пар отверстий смещены относительно друг друга на 90°, а каждая последующая смещенная на 90° пара оппозитно расположенных на одной оси сквозного и глухого отверстий выполнена с последовательным смещением отверстий в одну сторону для взаимной компенсации действия от подрыва зарядов.Known housing a cumulative perforator for perforation of oil and gas wells / RU 2185499 C1, IPC ⁷ EV 43/117, publ. 2002.07.20 /. The casing contains through holes that are sealed when lowering into the well, designed to exit the cumulative stream through them after detonating the charges, and blind holes opposite to those located on the same axes for installing the shanks of the same charges in them, while the axes of the opposite pairs of holes are offset relative to each other by 90 °, and each subsequent pair offset by 90 ° opposite through and blind holes located on the same axis is made with sequential displacement of the holes in one direction for mutual comp nsatsii actions from undermining the charges.

Предложенное расположение отверстий дает максимально возможное их количество на корпусе, а также позволяет сделать минимально возможным деформацию корпуса. Но известный корпус перфоратора не предусматривает групповое ориентирование кумулятивных зарядов, а имеется только ориентация соседних посадочных отверстий под заряды под углом 90°. При этом ориентация зарядов под углом 90° относительно предыдущего малоэффективна по площади перекрытия кумулятивными струями зарядов продуктивного пласта в поперечном сечении скважины.The proposed location of the holes gives the maximum possible number of holes on the housing, and also allows you to make the deformation of the housing minimally possible. But the well-known perforator case does not provide for group orientation of cumulative charges, but there is only orientation of neighboring landing holes for charges at an angle of 90 °. Moreover, the orientation of the charges at an angle of 90 ° relative to the previous one is ineffective in the area of overlapping by cumulative jets of charges of the reservoir in the cross section of the well.

Известен зарядный модуль кумулятивного перфоратора однократного применения /RU 2307236 С1, МПК Е21В 43/117, опубл. 2007.09.27/, содержащий каркас с посадочными местами для ориентации кумулятивных зарядов и средства инициирования зарядов, отличающийся тем, что указанный каркас представляет собой трубу, в которой установленные кумулятивные заряды имеют парную ориентацию, при этом два заряда, образующие пару, расположены относительно друг друга под углом в 180°, а посадочные места для нижеидущих соседних пар кумулятивных зарядов расположены в каркасе таким образом, что первое посадочное место заряда в вышележащей паре имеет тупой или острый угол смещения относительно первого посадочного места заряда нижележащей пары.Known charging module cumulative perforator single use / RU 2307236 C1, IPC EV 43/117, publ. 2007.09.27 / comprising a frame with seats for orienting the cumulative charges and means for initiating charges, characterized in that said frame is a tube in which the installed cumulative charges have a pair orientation, while the two charges forming a pair are located relative to each other at an angle of 180 °, and the seats for the next adjacent pairs of cumulative charges are located in the frame so that the first charge seat in the overlying pair has an obtuse or acute angle of displacement from ositelno first seat underlying charge pairs.

Известный зарядный модуль обеспечивает высокую надежность и повышение кумулятивного эффекта за счет попарного расположения посадочных мест под кумулятивные заряды. Угол между зарядами в паре ограничен 180-ю градусами, что является недостаточным условием для обеспечения высокого уровня совершенства вскрытия продуктивных пластов, так как при определенных условиях максимально эффективным может стать любой другой угол в паре (например, 175° или 15°).The known charging module provides high reliability and increase the cumulative effect due to the pairwise arrangement of seats under the cumulative charges. The angle between charges in a pair is limited to 180 degrees, which is not a sufficient condition to ensure a high level of perfection in opening productive formations, since under certain conditions any other angle in a pair (for example, 175 ° or 15 °) can become most effective.

Известен кумулятивный перфоратор, который содержит несущую конструкцию с расположенными в ней кумулятивными зарядами, расположенными попарно /RU 2370639 С1, МПК⁸ Е21В 43/117, опубл. 2009/. Заряды, образующие пару, расположены относительно друг друга под одним углом, а угол между парами зарядов отличен от угла в парах или равен ему.Known cumulative perforator, which contains a supporting structure with cumulative charges located in it, arranged in pairs / RU 2370639 C1, IPC ⁸ Е21В 43/117, publ. 2009 /. The charges forming a pair are located relative to each other at the same angle, and the angle between the pairs of charges is different from or equal to the angle in pairs.

Недостатком является количество зарядов в паре - два, но для наибольшей эффективности вскрытия для некоторых горно-геологических условий необходимо, чтобы большее (чем два) количество зарядов имело один угол, т.е. образовывало группу зарядов (более двух), а угол между группами был изменен. При этом соседняя группа зарядов может находиться не только ниже или выше предыдущей группы зарядов, но и находиться в одной плоскости.The disadvantage is the number of charges in a pair - two, but for the most effective opening for some mining and geological conditions it is necessary that a larger (more than two) number of charges have one angle, i.e. formed a group of charges (more than two), and the angle between the groups was changed. In this case, the neighboring group of charges can be not only lower or higher than the previous group of charges, but also can be in the same plane.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка кумулятивного перфоратора для обеспечения высокого уровня совершенства вскрытия продуктивных пластов.The task to which the claimed technical solution is directed is the development of a cumulative perforator to ensure a high level of perfection in the opening of productive formations.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в обеспечении высокого уровня совершенства вскрытия продуктивных пластов, обеспечения возможности максимальной площади вскрытия кумулятивными струями зарядов продуктивного пласта в поперечном сечении скважины.In the implementation of the invention, the task is solved by achieving a technical result, which consists in ensuring a high level of perfection in opening productive formations, providing the possibility of maximum opening area by cumulative jets of charges of the productive formation in the cross section of the well.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащем несущую конструкцию, в которой расположены кумулятивные заряды, особенностью является то, что кумулятивные заряды расположены группами, при этом заряды, образующие группу, включающую более двух зарядов, расположены относительно друг друга под одним углом, а угол между группами зарядов определен в зависимости от выбранного угла в группе.The specified technical result is achieved by the fact that in the known cumulative perforator containing the supporting structure in which the cumulative charges are located, the feature is that the cumulative charges are arranged in groups, while the charges forming a group comprising more than two charges are located relative to each other under one angle, and the angle between groups of charges is determined depending on the selected angle in the group.

Из практики эксплуатации кумулятивных перфораторов известно, что при перфорации скважин кумулятивными перфораторами в перфорируемом интервале скважины образуются «мертвые зоны» - зоны, не охваченные каналами для притока флюида, что значительно снижает эффективность перфорации. Для уменьшения размеров этих зон предлагаемое техническое решение позволит проводить перфорацию скважин кумулятивными перфораторами, обеспечивающими групповое расположение каналов. При этом в зависимости от горно-геологических условий выбирается угол между зарядами, образующими группу. На основании выбранного угла в группе зарядов определяется угол между группами зарядов для обеспечения требуемого перекрытия скважины каналами в поперечном сечении.From the practice of operating cumulative perforators, it is known that when perforating wells with cumulative perforators, “dead zones” are formed in the perforated interval of the well — zones that are not covered by channels for fluid flow, which significantly reduces the efficiency of perforation. To reduce the size of these zones, the proposed technical solution will allow perforation of wells by cumulative perforators, providing a group arrangement of channels. In this case, depending on the geological conditions, the angle between the charges forming the group is selected. Based on the selected angle in the group of charges, the angle between the groups of charges is determined to ensure the required overlapping of the well with channels in the cross section.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана несущая конструкция 1 перфоратора и кумулятивные заряды 2, на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1, где для иллюстрации технического решения представлены группы зарядов, каждая их которых образована тремя зарядами, лежащими в разных плоскостях, группы зарядов также лежат в разных плоскостях. Указанные группы зарядов могут лежать как в одной, так и разных плоскостях, α - угол в группе зарядов; β - угол между группами зарядов.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows the supporting structure 1 of the perforator and cumulative charges 2, in Fig.2 - section aa in Fig.1, where to illustrate the technical solution presents a group of charges, each of which is formed by three charges lying in different planes, groups of charges also lie in different planes. The indicated groups of charges can lie in one or different planes, α is the angle in the group of charges; β is the angle between the groups of charges.

На фиг.3 показана несущая конструкция 1 перфоратора и кумулятивные заряды 2, на фиг.4 - сечение Б-Б по фиг.3, где для иллюстрации технического решения представлены группы зарядов, каждая их которых образована тремя зарядами, лежащими в одной плоскости, группы зарядов лежат в разных плоскостях. Указанные группы зарядов могут лежать как в одной, так и разных плоскостях, α - угол в группе зарядов; β - угол между группами зарядов.Figure 3 shows the supporting structure 1 of the perforator and cumulative charges 2, figure 4 is a section bB in figure 3, where, to illustrate the technical solution, groups of charges are presented, each of which is formed by three charges lying in the same plane, groups charges lie in different planes. The indicated groups of charges can lie in one or different planes, α is the angle in the group of charges; β is the angle between the groups of charges.

Кумулятивный перфоратор содержит несущую конструкцию 1, в которой расположены кумулятивные заряды 2, детонирующий шнур, соединяющий указанные заряды 2, и инициирующее устройство. Кумулятивные заряды 2 могут быть расположены в несущей конструкции 1 перфоратора группами от трех зарядов, расположенными как в одной плоскости, так и в разных плоскостях.The cumulative perforator contains a supporting structure 1 in which cumulative charges 2 are located, a detonating cord connecting these charges 2, and an initiating device. Cumulative charges 2 can be located in the supporting structure 1 of the perforator in groups of three charges located both in the same plane and in different planes.

Собранный на поверхности скважины перфоратор спускают на каротажном кабеле или НКТ в заданный интервал скважины. Исходя из требуемых условий вскрытия скважины, заряды 2 в группе из трех зарядов располагают под углом α, равным 60°, при этом угол между группами β в 90° обеспечит в поперечном сечении скважины 12 каналов. Как и заряды в группе могут лежать в одной и/или в разных плоскостях, так и группы зарядов могут лежать в одной и/или разных плоскостях. При угле α, равном 60° в группе из трех зарядов, угол между группами зарядов β 45° обеспечит в поперечном сечении скважины 24 канала.The perforator assembled on the surface of the well is lowered on a wireline or tubing to a predetermined interval of the well. Based on the required opening conditions, charges 2 in the group of three charges are placed at an angle α equal to 60 °, while the angle between the groups β at 90 ° will provide 12 channels in the cross section of the well. Just as charges in a group can lie in one and / or in different planes, so groups of charges can lie in one and / or different planes. At an angle α equal to 60 ° in the group of three charges, the angle between the groups of charges β 45 ° will provide 24 channels in the cross section of the well.

При замыкании цепи (при спуске на кабеле или срабатывании инициирующего устройства при спуске на НКТ) срабатывает инициирующий элемент, и детонация через детонирующий шнур распространяется от заряда к заряду, расположенных в группе, и от группы зарядов к следующей группе. Кумулятивные струи зарядов 2 прожигают в обсадной колонне скважины и в горной породе сориентированные группами каналы. После проведения прострелочно-взрывных работ перфоратор поднимают на поверхность.When the circuit is closed (during descent on the cable or triggering of the initiating device during descent to the tubing), the initiating element is triggered, and detonation propagates from the charge to charge located in the group and from the group of charges to the next group through the detonating cord. The cumulative jets of charges 2 burn in the casing of the well and in the rock channels oriented by groups. After perforating-blasting operations, the perforator is raised to the surface.

Claims

A cumulative perforator containing a supporting structure in which cumulative charges are arranged in groups, while the charges forming groups of three charges are located relative to each other at a certain angle in different planes, and the angle between the groups of charges is determined depending on the selected angle in a group of charges, characterized in that said groups of charges are located in different planes.