RU2500881C1 - Method for initiation of perforators run in with tube string - Google Patents

Method for initiation of perforators run in with tube string Download PDF

Info

Publication number
RU2500881C1
RU2500881C1 RU2012125374/03A RU2012125374A RU2500881C1 RU 2500881 C1 RU2500881 C1 RU 2500881C1 RU 2012125374/03 A RU2012125374/03 A RU 2012125374/03A RU 2012125374 A RU2012125374 A RU 2012125374A RU 2500881 C1 RU2500881 C1 RU 2500881C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
charges
perforator
events
initiation
Prior art date
Application number
RU2012125374/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Рюрикович Ликутов
Александр Алексеевич Меркулов
Александр Иванович Перепелицын
Виктор Владимирович Сильвачев
Виктор Михайлович Шуров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по использованию энергии взрыва в геофизике" (ОАО "ВНИПИвзрывгеофизика")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по использованию энергии взрыва в геофизике" (ОАО "ВНИПИвзрывгеофизика") filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по использованию энергии взрыва в геофизике" (ОАО "ВНИПИвзрывгеофизика")
Priority to RU2012125374/03A priority Critical patent/RU2500881C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2500881C1 publication Critical patent/RU2500881C1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: initiation method includes analysis of productive strata inhomogenuity, state of well case in the area of perforation impact, determination of intensity or potential impact of lower and/or upper stratum water in regard to the concerned productive stratum, arrangement of multiple shots in perforator. The method includes determination of potential remoteness or approach degree for charges along the perforator length, degree of charge power difference from each other along the perforator length and sequence of charge outburst and time of its outburst. The method includes design of perforator with at least one unit of uninterrupted power supply and memory for charge blowing in the perforator. Blowing of each multiple shot is envisaged with additional condition of physical events implementation in the well which are pre-programmed on condition of their exclusion as accidental events, the above program is written to the program in memory unit. Then at preset time the pre-programmed events in the well are implemented so that the blasting unit could outburst multiple shot.
EFFECT: increasing efficiency of perforation and well blasting operations.
5 cl

Description

Изобретение относится к проведению прострелочно-взрывных работ в различных скважинах и, в частности, нефтяных или газовых скважинах различного типа - вертикальных, наклонных и горизонтальных. При этом одним из важных условий успешного и технологичного осуществления перфорации является способ инициирования применяемых зарядов.The invention relates to perforating blasting in various wells and, in particular, oil or gas wells of various types - vertical, inclined and horizontal. In this case, one of the important conditions for the successful and technological implementation of perforation is the method of initiation of the applied charges.

В настоящее время известны способы перфорации продуктивного пласта в скважине с использованием следующих методов инициирования:Currently known methods of perforation of the reservoir in the well using the following initiation methods:

сброс штанги инициирующей [1];initiating rod reset [1];

спуск штанги инициирующей на кабеле или гибкой трубе [2];initiating descent of the rod on the cable or flexible pipe [2];

продавливание шара по насосно-компрессорной трубе [3, 4, 5, 6];punching the ball through the tubing [3, 4, 5, 6];

применение взрывных головок гидравлического действия [1, 7];the use of hydraulic blasting heads [1, 7];

Первый способ применяют при осуществлении перфорации продуктивного пласта в вертикальных или наклонных скважинах с небольшим углом наклона. В горизонтальных скважинах его применение невозможно.The first method is used when perforating a reservoir in vertical or deviated wells with a small angle of inclination. In horizontal wells, its use is impossible.

Осуществление перфорации продуктивного пласта в горизонтальных скважинах вторым способом является трудоемким, дорогостоящим и ненадежным, так как требует применения специального оборудования, такого как жесткий геофизический кабель или гибкая труба (колтюбинг). В этом случае доставка инициирующей штанги к головке трубного перфоратора и инициирование перфоратора ударным методом весьма затруднительно.The implementation of perforation of the reservoir in horizontal wells in the second way is time-consuming, expensive and unreliable, as it requires the use of special equipment, such as a rigid geophysical cable or flexible pipe (coiled tubing). In this case, the delivery of the initiating rod to the head of the tube perforator and the initiation of the perforator by the shock method is very difficult.

Осуществление перфорации продуктивного пласта в горизонтальных скважинах третьим способом возможно только на репрессии, что приводит к задавливанию продуктивного пласта скважинной жидкостью под действием избыточного давления.The perforation of the reservoir in horizontal wells by the third method is possible only by repression, which leads to crushing of the reservoir by the borehole fluid under the action of excessive pressure.

Осуществление перфорации продуктивного пласта с применением взрывных головок гидравлического действия является наиболее приемлемым методом перфорации в горизонтальных скважинах на депрессии [7].The perforation of the reservoir using hydraulic blasting heads is the most acceptable method of perforation in horizontal wells in the depression [7].

Недостатком известного способа является дороговизна проводимых работ, повышенные требования к квалификации исполнителей и они более сложны по технологии, так как предусматривают систему трубопроводов, и сложнее вписываются в компоновки с другим скважинным оборудованием, также имеющим гидравлическую связь с устьем скважины [1].The disadvantage of this method is the high cost of the work, increased requirements for the skills of performers and they are more complex in technology, as they provide for a piping system, and more difficult to fit into the layout with other downhole equipment, also having a hydraulic connection with the wellhead [1].

Известные решения позволяют осуществлять инициирование зарядов без использования проводных каналов связи. Общим недостатком всех вышеупомянутых способов является невозможность осуществления селективной - выборочной перфорации.Known solutions allow the initiation of charges without the use of wired communication channels. A common disadvantage of all of the above methods is the inability to carry out selective - selective perforation.

Селективная перфорация, как пример, бывает необходимой для случаев особо щадящего режима вторичного вскрытия пласта с требованиями минимального воздействиями на элементы крепления скважины, зоны верхних и нижних вод, опасных по нежелательному обводнению извлекаемой полезной продукции пласта при одновременной необходимости мощного воздействия на центральные зоны вскрываемого пласта с неоднородными фильтрационными свойствами.Selective perforation, as an example, is necessary for cases of a particularly sparing regime of the secondary opening of the formation with minimum impact on the elements of the well attachment, the upper and lower water zones, which are dangerous for the undesirable watering of the extracted useful production of the formation, while at the same time a powerful effect is necessary on the central zones of the opened formation with heterogeneous filtration properties.

При этом, не исключаются другие возможные варианты, требующие необходимости именно селективной перфорации скважины вплоть до вариантов с рассмотрением порядка, времени и последовательности работы каждого из зарядов и/или групп зарядов перфоратора с обеспечением надежности работы именно по выбранной схеме - с предотвращением всякой возможности несанкционированного срабатывания зарядов и/или групп зарядов.At the same time, other possible options that require the need for selective well perforation up to options with consideration of the order, time and sequence of operation of each of the charges and / or groups of charges of the punch, ensuring reliability of operation according to the chosen scheme, with the prevention of any possibility of unauthorized operation, are not excluded charges and / or groups of charges.

Непроизвольное отклонение от выбранной схемы работы зарядов перфоратора ведет к суммированию нагрузок, действующих на охраняемые зоны элементов скважины и/или геологические зоны и, следовательно к нарушению необходимого режима содержания эксплуатируемого объекта и снижению объема извлечения флюида пласта - его полезной продукции.An involuntary deviation from the selected operating pattern of the charges of the perforator leads to a summation of the loads acting on the protected zones of the well elements and / or geological zones and, consequently, to a violation of the required maintenance regime of the exploited object and a decrease in the volume of extraction of the formation fluid - its useful products.

Известен способ перфорации продуктивного пласта в скважине, обеспечивающий возможность селективной перфорации, путем разнесения по времени залпов зарядов за счет использования выполненной определенным образом электрической схемы [9].A known method of perforation of a reservoir in a well, providing the possibility of selective perforation, by spreading out time volleys of charges due to the use of a certain way electrical circuit [9].

Недостатком известного способа является низкая эффективность перфорации и повышенная опасность преждевременного срабатывания зарядов из-за возможности наводок случайных токов в проводную систему инициирования, случайного включения электрической цепи.The disadvantage of this method is the low efficiency of perforation and the increased risk of premature actuation of charges due to the possibility of pickup random currents in a wire system of initiation, the accidental inclusion of an electric circuit.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности перфорации за счет возможности селективного инициирования применяемых зарядов с исключением возможности их случайного инициирования и повышение эффективности проведения прострелочно-взрывных работ в горизонтальных скважинах за счет возможности инициирования перфораторов на депрессии и сокращения временных затрат на проводимые работы.The technical result of the invention is to increase the efficiency of perforation due to the possibility of selective initiation of the applied charges with the exception of the possibility of their random initiation and to increase the efficiency of perforating and blasting in horizontal wells due to the possibility of initiating perforators in depression and reducing the time spent on work.

Необходимый технический результат достигается тем, что способ инициирования перфораторов, спускаемых на насосно-компрессорных трубах, включает анализ степени неоднородности продуктивного пласта, состояния крепи скважины в зоне влияния перфорации, установление степени проявления или возможного влияния нижних и/или верхних пластовых вод в отношении к рассматриваемому продуктивному пласту, компоновку групп зарядов в перфораторе в зависимости от выше упомянутых изученных условий с заданным алгоритмом, в который, из условия получения максимального притока флюида с минимальным его обводнением и щадящим режимом воздействия на крепь скважины, включают установление:The required technical result is achieved by the fact that the method of initiating perforators run on tubing includes analyzing the degree of heterogeneity of the reservoir, the state of the well support in the zone of influence of perforation, determining the degree of manifestation or possible influence of the lower and / or upper formation waters in relation to the considered productive formation, the arrangement of charge groups in a perforator depending on the above-mentioned studied conditions with a given algorithm, in which, from the conditions for obtaining m ksimalnogo fluid flow with minimal flooding and its gentle regime impact on the well lining, include the establishment of:

степени возможного удаления друг от друга или приближения друг к другу отдельных зарядов по длине перфоратора;the degree of possible separation from each other or approaching each other of individual charges along the length of the punch;

степени различия мощности зарядов друг от друга по длине перфоратора;the degree of difference in the power of the charges from each other along the length of the punch;

последовательности срабатывания зарядов и времени их срабатывания;sequence of operation of charges and time of their operation;

включение в компоновку перфоратора по меньшей мере одного узла с автономным источником питания и памятью для подрыва зарядов в перфораторе с принятой последовательностью и временем их подрыва, при этом подрыв зарядов, каждой из групп, предусматривают с дополнительным условием реализации физических событий в скважине, которые заранее программируют из условия исключения их реализации в виде случайных событий, записывают упомянутую программу в памяти узла для подрыва, а затем в заданный момент времени осуществляют ранее запрограммированные события в скважине для разрешения узлу подрыва осуществления собственно подрыва групп зарядов.the inclusion in the layout of the puncher at least one node with an independent power source and memory for undermining the charges in the punch with the accepted sequence and time of their detonation, while undermining the charges of each of the groups is provided with an additional condition for the implementation of physical events in the well, which are pre-programmed from the condition of exclusion of their implementation in the form of random events, write the mentioned program in the memory of the node to undermine, and then at a given point in time carry out previously programmed nye events in the wellbore to permit assembly of undermining the actual detonation of charges groups.

Кроме того:Besides:

в качестве зарядов в перфораторе используют кумулятивные заряды;cumulative charges are used as charges in a perforator;

перфоратор спускают в скважину на трубах;a perforator is lowered into the well on pipes;

основным видом скважин для данного способа являются наклонные и горизонтальные скважины;the main type of wells for this method are deviated and horizontal wells;

способ позволяет осуществлять инициирование перфоратора на депрессии;the method allows for the initiation of a perforator in depression;

в качестве программируемых физических событий в скважине предусматривают создание в скважине с устья серии определенных избыточных давлений заданной величины на определенное время с заданными паузами между приемами создания избыточного давления;as programmable physical events in the well, it is envisaged to create in the well from the wellhead a series of certain excess pressures of a given value for a certain time with predetermined pauses between methods of creating excess pressure;

в качестве программируемых физических событий в скважине предусматривают заданный порядок перемещения труб в скважине, включающих осевые перемещения и вращения с заданными скоростями в течение заданного времени через заданные промежутки времени.as programmable physical events in the well, a predetermined order of movement of pipes in the well is provided, including axial displacements and rotations with given speeds for a given time at predetermined time intervals.

Сущность изобретения:The invention:

Настоящий способ в соответствии с изобретением предполагает осуществление селективной перфорации. Это понятие включает в себя осуществление инициирования разных групп зарядов перфоратора, отличающихся по мощности, их расположению и времени срабатывания. Такая задача возникает тогда, когда необходимо предотвратить, например, вскрытие верхних и/или нижних пластовых вод, сопутствующих продуктивному пласту, учесть свойства пород продуктивного пласта с условием исключения избыточного пескования скважины, учесть состояние крепи скважины (обсадной колонны и цементного кольца) с условием снижения взрывных нагрузок на нее и предотвращения ее разрушения. Заряды (группы зарядов) перфоратора, примыкающие к кровле и/или подошве продуктивного пласта могут быть выбраны при этом, например, меньшей мощности, установлены наклонно относительно оси перфоратора и ориентированы в сторону, противоположную от кровли и/или подошвы продуктивного пласта. При этом эти заряды применяют минимальной мощности с минимальным фугасным эффектом и подлежат, например, первоначальному инициированию. В последующем могут быть инициированы заряды (группы зарядов) в центральной части продуктивного пласта, например, с большей мощностью, которая может быть скомпенсирована существующими (ранее созданными) каналами перфорации (их полостями, заполненными средой меньшей плотности), созданными зарядами меньшей мощности. При этом предусматривают такую систему инициирования зарядов (групп зарядов), которая исключает их случайное инициирование.The present method in accordance with the invention involves the implementation of selective perforation. This concept includes the initiation of different groups of charges of a punch, differing in power, their location and response time. Such a task arises when it is necessary to prevent, for example, the opening of the upper and / or lower formation waters accompanying the reservoir, take into account the properties of the rocks of the reservoir with the exception of excessive sanding of the well, take into account the condition of the lining of the well (casing and cement ring) with the condition of reduction explosive loads on it and preventing its destruction. The charges (groups of charges) of the perforator adjacent to the roof and / or the sole of the reservoir can be selected, for example, of lower power, mounted obliquely relative to the axis of the perforator and oriented in the opposite direction from the roof and / or sole of the reservoir. Moreover, these charges use the minimum power with the lowest explosive effect and are subject, for example, to the initial initiation. Subsequently, charges (groups of charges) can be initiated in the central part of the reservoir, for example, with greater power, which can be compensated by existing (previously created) perforation channels (their cavities filled with a medium of lower density) created by charges of lower power. At the same time, such a system for initiating charges (groups of charges) is provided that excludes their accidental initiation.

Способ может быть рассмотрен как вариант спуска перфоратора на трубах, и с применением, по существу, взрывной головки с заданным алгоритмом ее работы. При этом, предусмотрено использование, в качестве условий разрешения инициирования, физических процессов, осуществляемых в скважине при проведении различных технологических операций, связанных с прострелочно-взрывными работами или специально разработанными для реализации предложенного способа. Эти физические процессы, создают необходимые условия, используемые в качестве опций алгоритма по принятию решений, связанных с инициированием перфоратора. В качестве таких условий предлагается использовать технологические операции, применяемые при проведении прострелочно-взрывных работ. Это, например, изменение гидростатического давления в скважине, вращение насосно-компрессорных труб, промывка скважины, изменение состава скважинной жидкости, траектория движения перфоратора в скважине (геометрия скважины), пакеровка и распакеровка затрубного (межтрубного) пространства скважины, установка в вертикальной части скважины изолирующих мембран и их разбитие штангой, для создания динамического (кратковременного) изменения скважинного давления. Изменение гидростатического давления достигают за счет спускоподъемных операций, компрессирования, работы поверхностных агрегатов, свабирования и работы электрических центробежных насосов (ЭЦН). Может быть использовано импульсное воздействие на гидравлическую среду скважины. Для этого могут быть использованы пороховые генераторы давления. Также в качестве проводящей - передающей информацию среды, например, акустическую, могут быть использованы скважинная жидкость, насосно-компрессорные трубы (НКТ) или обсадная колонна скважины, массив породы, определенные пласты, соседние скважины в целом. В качестве средства акустической информации могут быть приняты взрывные средства, механические, сейсмические, пневматические, гидравлические и пр. На определенных этапах технологических операций может быть предусмотрено использование временных задержек, гарантированных исполнителем. Предполагается применение дополнительных технологических операций или процессов, не предусмотренных при проведении прострелочно-взрывных работ. Например, спуск кабельного прибора для создания телеметрического канала связи между прибором и электронной взрывной головкой по скважинной жидкости или НКТ. В этом случае, кодированные команды на инициирование, формируемые аппаратурой геофизической станции, или сигналы от взрывного высокочастотного прибора, подают с поверхности по кабелю в прибор, а затем, после преобразования электрических сигналов в физические процессы, по скважинной жидкости или по НКТ до электронной взрывной головки. В качестве таких преобразователей могут быть применены магнитострикционные преобразователи, пьезоэлектрические излучатели, ударные устройства, компрессоры, взрывные источники, пороховые заряды, электрические разрядники.The method can be considered as an option for lowering the perforator on the pipes, and using essentially an explosive head with a given algorithm of its operation. At the same time, it is envisaged to use, as the conditions for initiating initiation, the physical processes carried out in the well during various technological operations associated with shooting and blasting operations or specially designed to implement the proposed method. These physical processes create the necessary conditions used as options for the decision-making algorithm associated with the initiation of a punch. As such conditions, it is proposed to use the technological operations used during the perforating-blasting operations. These are, for example, changes in hydrostatic pressure in a well, rotation of tubing, flushing of a well, change in the composition of a well’s fluid, the path of a perforator in a well (well geometry), packing and unpacking of the annular (annular) space of the well, installation of insulating elements in the vertical part of the well membranes and their breaking by a bar, to create a dynamic (short-term) change in borehole pressure. The change in hydrostatic pressure is achieved due to tripping, compression, work of surface units, swabbing and operation of electric centrifugal pumps (ESP). Impulse action on the hydraulic medium of the well can be used. For this, powder pressure generators can be used. Also, as a conducting medium - transmitting information, for example, acoustic, wellbore fluid, tubing or tubing, a well casing, rock mass, certain formations, neighboring wells as a whole can be used. Explosive means, mechanical, seismic, pneumatic, hydraulic, etc. can be taken as a means of acoustic information. At certain stages of technological operations, the use of time delays guaranteed by the performer can be provided. It is supposed to use additional technological operations or processes that are not provided for during perforating and blasting operations. For example, the descent of a cable device to create a telemetric communication channel between the device and the electronic explosive head through a borehole fluid or tubing. In this case, the coded initiation commands generated by the equipment of the geophysical station, or signals from an explosive high-frequency device, are sent from the surface via a cable to the device, and then, after converting the electrical signals into physical processes, through a borehole fluid or through a tubing to an electronic explosive head . As such converters, magnetostrictive transducers, piezoelectric emitters, shock devices, compressors, explosive sources, powder charges, electric dischargers can be used.

Таким образом, предложен способ, использующий в качестве канала связи, необходимого для передачи инициирующих команд, все, что связано со скважиной или окружает ее (пласты, колонны, скважинная жидкость, геометрия скважины, соседние скважины), а в качестве сигналов используют физические процессы, сопровождающие различные технологические операции. Инициирование перфоратора осуществляют при совпадении нескольких, разнесенных во времени, комбинаций различных физических процессов с заранее заданными параметрами. Защиту от несанкционированного срабатывания перфоратора осуществляют выбором таких комбинаций физических процессов, которые исключают случайное их совпадение при неготовности к перфорации, при обязательном наличии скважинного давления (не менее 2 МПа). Все это предусмотрено для эффективного осуществления селективной перфорации. В этомThus, a method is proposed that uses as a communication channel necessary for transmitting initiating commands everything that is connected to or surrounds the well (formations, columns, well fluid, well geometry, neighboring wells), and physical processes are used as signals, accompanying various technological operations. The initiation of the punch is carried out with the coincidence of several, spaced in time, combinations of various physical processes with predetermined parameters. Protection against unauthorized actuation of the perforator is carried out by the selection of such combinations of physical processes that exclude their accidental coincidence when not ready for perforation, with the mandatory presence of borehole pressure (at least 2 MPa). All this is provided for the effective implementation of selective perforation. In that

случае каждую секцию перфоратора или группу зарядов снабжают, например, своей взрывной головкой с заданным алгоритмом действия и записывают в нее разные условия принятия решения - разрешения взрыва. Например, в случае работы с кабельным прибором, таким условием может быть уникальный индивидуальный номер электронной инициирующей головки, прописанный в нее изготовителем.In this case, each section of the puncher or group of charges is supplied, for example, with its explosive head with a given algorithm of action and various conditions for making a decision — resolution of the explosion — are written into it. For example, in the case of working with a cable device, such a condition may be a unique individual number of the electronic initiating head prescribed in it by the manufacturer.

Для реализации селективного электронного способа инициирования перфоратора может быть применена электронная взрывная головка (ЭВГ), представляющая собой автономную головку с электронным инициированием перфоратора. ЭВГ заменяет или дополняет штатные взрывные головки перфораторов на насосно-компрессорных трубах, придавая им функцию интеллектуальности. Это, в свою очередь, приводит к гибкости и упрощению проведения прострелочно-взрывных работ, в том числе в горизонтальных скважинах на депрессии.To implement a selective electronic method of initiating a perforator, an electronic explosive head (EVG) can be used, which is a self-contained head with electronic initiation of a perforator. EVG replaces or supplements the standard blasting heads of perforators on tubing, giving them the function of intelligence. This, in turn, leads to flexibility and simplification of perforating and blasting operations, including in horizontal wells on a depression.

В ЭВГ применяют автономное перепрограммируемое электронное устройство. Для инициирования перфоратора электронной инициирующей головкой необходимо соблюдение заранее определенных условий, указанных выше. Эти условия используют в качестве опций алгоритма принятия решения по инициированию перфоратора и записывают в энергонезависимую память ЭВГ.In EVG, an autonomous reprogrammable electronic device is used. To initiate a punch with an electronic initiating head, the predefined conditions specified above must be observed. These conditions are used as options for the decision-making algorithm for initiating a punch and are recorded in the non-volatile memory of the EVG.

Состав электронной взрывной головки.The composition of the electronic explosive head.

Электронная взрывная головка выполняет следующие функции:The electronic explosive head performs the following functions:

запоминает в энергонезависимой памяти последовательность технологических операций или процессов, заданных и впоследствии воспроизводимых исполнителем работ;remembers in non-volatile memory the sequence of technological operations or processes specified and subsequently reproduced by the contractor;

преобразовывает физические величины в электрические сигналы;converts physical quantities into electrical signals;

нормирует и оцифровывает электрические сигналы;normalizes and digitizes electrical signals;

сравнивает записанные и полученные сигналы;compares the recorded and received signals;

принимает решение о разрешении или запрете инициирования перфоратора;decides on whether or not to initiate a punch;

формирует временную задержку от момента принятия решения до выработки сигнала на инициирование перфоратора (в это время возможна замена устьевого оборудования, например, установка лубрикатора);generates a time delay from the moment a decision is made to the generation of a signal to initiate a perforator (at this time it is possible to replace wellhead equipment, for example, installing a lubricator);

инициирует определенную группу зарядов перфоратора.initiates a certain group of charges of the punch.

Электронное инициирующее устройство перфоратора состоит из следующих блоков:The electronic punch initiator device consists of the following blocks:

источника питания;power source;

преобразователей физических величин в электрические сигналы (датчиков);converters of physical quantities into electrical signals (sensors);

нормирующих усилителей;normalizing amplifiers;

аналого-цифрового преобразователя;analog-to-digital converter;

устройства сравнения сигналов;signal comparison devices;

энергонезависимой памяти;non-volatile memory;

реле давления;pressure switch;

исполнительного модуля.executive module.

В качестве источника питания используют высокотемпературные батареи. В качестве преобразователей физических величин в электрические сигналы могут быть использованы датчики давления, температуры, плотности жидкости, акселерометры, сейсмодатчики, датчики кручения, гидрофоны, расходомеры, приемники акустических сигналов. В качестве нормирующих усилителей, аналого-цифрового преобразователя и устройства сравнения сигналов используют микроконвертор или микроконтроллер с соответствующими электронными обвязками и программным обеспечением.High-temperature batteries are used as a power source. As converters of physical quantities into electrical signals, pressure, temperature, liquid density sensors, accelerometers, seismic sensors, torsion sensors, hydrophones, flow meters, acoustic signal receivers can be used. As normalizing amplifiers, an analog-to-digital converter, and a signal comparison device, a microconverter or microcontroller with appropriate electronic harnesses and software is used.

Устройство сравнения сигналов сравнивает, во временной и амплитудной областях, записанные в энергонезависимой памяти процессы и полученные с датчиков сигналы. Исполнительный модуль предназначен для формирования сигналов или воздействий, необходимых для инициирования перфоратора.The signal comparison device compares, in the time and amplitude regions, the processes recorded in the non-volatile memory and the signals received from the sensors. The executive module is designed to generate signals or actions necessary to initiate a punch.

Программно-аппаратный модуль служит для формирования сигнала, необходимого для срабатывания электровоспламенителя взрывного патрона предохранительного типа. Конструкцией патрона обеспечена его защищенность от воздействия источников постоянного тока напряжением до 500 В и переменного тока напряжением до 380 В частотой 50 Гц, от блуждающих токов промышленной частоты практически без ограничений и зарядов статического электричества до 25 кВ. Частоту, амплитуду и длительность сигнала инициирования выбирают в зависимости от применяемого взрывного патрона. Сигналы от модуля подают через контакты реле-давления на обмотку взрывного патрона. Реле давления необходимо для блокировки исполнительных цепей взрывного патрона при отсутствии скважинного давления. Реле давления настраивают на замыкание блокирующих контактов при давлении 5 МПа.The hardware-software module serves to generate the signal necessary for the operation of an electric igniter of an explosive cartridge of a safety type. The design of the cartridge ensures its protection from exposure to direct current sources of voltage up to 500 V and alternating current voltage of up to 380 V at a frequency of 50 Hz, from stray currents of industrial frequency with virtually no restrictions and charges of static electricity up to 25 kV. The frequency, amplitude and duration of the initiation signal is selected depending on the explosive cartridge used. The signals from the module are fed through the contacts of the pressure switch to the coil of the explosive cartridge. A pressure switch is necessary to block the actuating circuits of the explosive cartridge in the absence of borehole pressure. The pressure switch is configured to close the blocking contacts at a pressure of 5 MPa.

В качестве исполнительного модуля применяют, например, известную схему с двигателем постоянного тока, редуктором и механизмом преобразования вращательного движения в поступательное движение штока. В этом случае используют взрывную головку трубного перфоратора, предназначенную для срабатывания от скважинного давления при срезании предохранительных штифтов инициирующей штангой или шаром. При работе двигателя шток механизма надавливает на втулку головки. Штифты срезаются, т.е. исполнительный модуль выполняет функции инициирующей штанги, и ударник головки под действием давления в скважине инициирует перфоратор. При давлении менее 5 МПа инициирование перфоратора невозможно.As an executive module, for example, a well-known circuit with a DC motor, a gearbox and a mechanism for converting rotational motion into translational motion of the rod is used. In this case, the blasting head of a tube perforator is used, designed to actuate from the borehole pressure when cutting the safety pins with an initiating bar or ball. When the engine is running, the mechanism rod presses on the head sleeve. The pins are cut off, i.e. the executive module performs the functions of the initiating rod, and the hammer of the head under the influence of pressure in the well initiates a perforator. At a pressure of less than 5 MPa, the initiation of a perforator is not possible.

После спуска в горизонтальную часть скважины трубного перфоратора с электронной взрывной головкой в вертикальную часть скважины может быть спущен кабельный пороховой генератор давления [8], с одним или несколькими пороховыми зарядами, создающими, при каждом инициировании с поверхности, импульс давления в жидкости скважины. Затем снижают уровень жидкости до достижения необходимой депрессии. Эти изменения давления фиксируют электронной взрывной головкой и, после временной задержки, необходимой для выполнения ряда технологических операций, таких как подъем геофизического кабеля, снижение гидростатического уровня до необходимого по плану работ, установка устьевого оборудования и т.п., происходит инициирование всего перфоратора или отдельной секции, если применяется несколько ЭВГ.After a tube puncher with an electronic blasting head is lowered into the horizontal part of the well, a cable powder pressure generator [8] can be lowered into the vertical part of the well, with one or more powder charges, which generate, at each initiation from the surface, a pressure pulse in the well fluid. Then lower the fluid level to achieve the necessary depression. These pressure changes are recorded by an electronic blasting head and, after a time delay necessary to perform a number of technological operations, such as raising the geophysical cable, lowering the hydrostatic level to the required work plan, installing wellhead equipment, etc., the entire perforator or individual sections, if multiple EVGs are used.

Другой вариант предполагает использование агрегата на поверхности. В этом случае, после спуска перфорационной системы в горизонтальный участок скважины, с поверхности агрегатом, определенное заранее количество раз, создают избыточное давление в скважине. Длительности воздействия и длительности паузы выдерживаются с допустимым по времени разбросом. Затем снижают уровень жидкости до достижения необходимой депрессии. В электронной взрывной головке по специальному алгоритму происходит сравнение записанной в память и реальной циклограмм давления. В случае совпадения происходит инициирование перфоратора.Another option involves the use of the unit on the surface. In this case, after the perforation system is lowered into the horizontal section of the well, from the surface of the unit, a predetermined number of times, an overpressure is created in the well. Duration of exposure and pause duration are maintained with a time spread. Then lower the fluid level to achieve the necessary depression. In an electronic explosive head, a special algorithm compares the pressure recorded in memory and real pressure cyclograms. In case of coincidence, a punch is initiated.

Третий вариант аналогичен второму, но вместо агрегата на поверхности используют электроцентробежный насос в скважине. В этом случае создают несколько, заранее определенных, циклов снижения и повышения уровня скважинной жидкости. Затем выходят на режим депрессии и инициируют перфоратор.The third option is similar to the second, but instead of the unit on the surface, an electric centrifugal pump is used in the well. In this case, create several predetermined cycles of lowering and increasing the level of the well fluid. Then they go into depression mode and initiate a perforator.

Во втором и третьем вариантах, в качестве дополнительного инициирующего сигнала, можно использовать вращение НКТ (если не используют межколонный пакер). Во всех вариантах перед инициированием предусмотрена временная задержка (от нескольких секунд до нескольких часов). Для безопасности проведения прострелочно-взрывных работ предусмотрены сигналы отказа от инициирования, в частности, таким сигналом может быть подъем перфоратора на заранее определенное или большее количество труб НКТ.In the second and third options, as an additional initiating signal, you can use the rotation of the tubing (if you do not use the annular packer). In all cases, a time delay is provided before initiation (from several seconds to several hours). For the safety of perforating and blasting operations, refusal signals from initiation are provided, in particular, such a signal may be the lifting of a perforator by a predetermined or more tubing pipes.

В первом варианте безопасность проведения работ дополнительно обеспечивают методом инициирования, т.е. подачей инициирующего сигнала с поверхности, и применением взрывного патрона предохранительного типа.In the first embodiment, the safety of work is additionally provided by the initiation method, i.e. by supplying an initiating signal from the surface, and using an explosive cartridge of a safety type.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Вначале перед перфорацией скважины анализируют геологические условия - степень неоднородности продуктивного пласта - наличие непродуктивных пропластков и прослоев и их пространственное положение. Изучают состояние крепи скважины в зоне влияния перфорации - степень изношенности колонны, ее герметичность, качество цементирования обсадной колонны. Устанавливают степень проявления или возможного влияния нижних и/или верхних пластовых вод в отношении к рассматриваемому продуктивному пласту при воздействии на него многократными взрывами. С учетом полученных данных осуществляют компоновку групп зарядов по их мощности, расположению и времени инициирования с заданным алгоритмом. В этот алгоритм закладывают получение максимального притока флюида с минимальным его заводнением и щадящим режимом воздействия на крепь скважины, а также:First, before the hole punching, the geological conditions are analyzed - the degree of heterogeneity of the reservoir - the presence of unproductive layers and interlayers and their spatial position. They study the condition of the well support in the zone of influence of perforation - the degree of wear of the string, its tightness, and the quality of casing cementing. The degree of manifestation or possible influence of the lower and / or upper formation waters is established in relation to the reservoir under consideration when exposed to multiple explosions. Based on the data obtained, charge groups are arranged according to their power, location and initiation time with a given algorithm. This algorithm is based on obtaining the maximum influx of fluid with its minimum water flooding and gentle treatment of the well support, as well as:

степень отклонения плотности размещения зарядов по длине перфоратора от равномерной, например, из геологических условий;the degree of deviation of the density of the placement of charges along the length of the puncher from uniform, for example, from geological conditions;

степень различия мощности зарядов друг от друга по длине перфоратора;the degree of difference in the power of charges from each other along the length of the punch;

последовательность срабатывания зарядов и время их срабатывания. При этом, включают в компоновку перфоратора по меньшей мере один узел с автономным источником питания и памятью для подрыва зарядов в перфораторе с принятой последовательностью и временем их подрыва. Подрыв зарядов, каждой из групп, предусматривают с дополнительным условием реализации физических событий в скважине, которые заранее программируют из условия исключения их реализации в виде случайных событий. Записывают упомянутую программу в памяти узла для подрыва, а затем осуществляют ранее запрограммированные события в скважине для разрешения узлу подрыва осуществления собственно подрыва групп зарядов.sequence of operation of charges and time of their operation. At the same time, at least one unit with an autonomous power supply and memory is included in the layout of the perforator for undermining the charges in the perforator with the adopted sequence and time for undermining them. Undermining the charges of each of the groups is provided with an additional condition for the implementation of physical events in the well, which are pre-programmed from the condition of exclusion of their implementation in the form of random events. The aforementioned program is recorded in the memory of the blasting unit, and then previously programmed events in the well are carried out to permit the blasting unit to actually undermine the charge groups.

В качестве физических событий для разрешения подрыва узлу подрыва могут быть использованы, например, любые из вышеописанных физических событий. При этом эти события необходимо рассматривать тоже только в качестве примера.As physical events for resolving an undermining, an undermining unit can be used, for example, any of the above physical events. Moreover, these events should also be considered only as an example.

Источники информации:Information sources:

1. Куртинов В.М., Божко Г.И., Фалк И.Б. Вскрытие продуктивных пластов перфораторами на трубах Москва, 1990, с..7, 17-28, 40.1. Kurtinov V.M., Bozhko G.I., Falk I.B. Opening of productive formations with perforators on pipes Moscow, 1990, p. 7, 17-28, 40.

2. НТФ ПерфоТех, Перфорационные системы, Ассоциация Нефтегаз Сервис, 2007.2. NTF PerfoTech, Perforation systems, Association Neftegaz Service, 2007.

3.Фридляндер Л.Я. Прострелочно-взрывная аппаратура и ее применение в скважинах, Москва, Недра, 1985, с.33, 191-192.3.Fridlander L.Ya. Shot-blasting apparatus and its use in wells, Moscow, Nedra, 1985, p. 33, 191-192.

4. ВНИИГЕОФИЗИКА, Методическая инструкция по вскрытию продуктивных пластов перфораторами, спускаемыми на насосно-компрессорных трубах, Москва, 1973, с 23.4. VNIIGEOPHYSICS, Methodological instruction for opening productive formations with perforators, lowered on tubing, Moscow, 1973, p. 23.

5. В.М. Добрынин, Б.Ю. Вендельштейн, Р.А. Резванов, А.Н. Африкян, Промысловая геофизика, Москва, 2004, с,316.5. V.M. Dobrynin, B.Yu. Wendelstein, R.A. Rezvanov, A.N. Afrikyan, Field Geophysics, Moscow, 2004, p. 316.

6. Прострелочно-взрывная аппаратура, Справочник, под ред. Л.Я. Фридляндера, Москва, Недра, 1990.6. Shooting and explosive equipment, Handbook, ed. L.Ya. Friedlyander, Moscow, Nedra, 1990.

7. INNICOR Subsurface Technologies, ЗАО «Взрывгеосервис», Каталог продукции, 20087. INNICOR Subsurface Technologies, CJSC “Vzryvgeoservis”, Product Catalog, 2008

8. ОАО ВНИПИвзрывгеофизика, Высокоэффективные технологии и оборудование для прострелочно-взрывных работ в скважинах, 2003.8. JSC VNIPIvzryvgeofizika, Highly efficient technologies and equipment for perforated blasting operations in wells, 2003.

9. Патент РФ №2065932, 27.08.19969. RF patent No. 2065932, 08/27/1996

Claims (5)

1. Способ инициирования перфораторов, спускаемых на насосно-компрессорных трубах, включающий анализ степени неоднородности продуктивного пласта, состояния крепи скважины в зоне влияния перфорации, установление степени проявления или возможного влияния нижних и/или верхних пластовых вод в отношении к рассматриваемому продуктивному пласту, компоновку групп зарядов в перфораторе в зависимости от вышеупомянутых изученных условий с заданным алгоритмом, в который, из условия получения максимального притока флюида с минимальным его заводнением и щадящим режиме воздействия на крепь скважины, включают установление:
степени возможного удаления друг от друга или приближения друг к другу отдельных зарядов по длине перфоратора;
степени различия мощности зарядов друг от друга по длине перфоратора;
последовательности срабатывания зарядов и времени их срабатывания, включение в компоновку перфоратора, по меньшей мере, одного электронного узла с автономным источником питания и памятью для подрыва зарядов в перфораторе с принятой последовательностью и временем их подрыва, при этом подрыв зарядов каждой из групп предусматривают с дополнительным условием реализации физических событий в скважине, которые заранее программируют из условия исключения их реализации в виде случайных событий, записывают упомянутую программу в памяти узла для подрыва, а затем осуществляют ранее запрограммированные события в скважине для разрешения узлу подрыва осуществления собственно подрыва групп зарядов.
1. A method of initiating perforators launched on tubing, including analyzing the degree of heterogeneity of the reservoir, the state of the well support in the zone of influence of perforation, determining the degree of manifestation or possible influence of the lower and / or upper reservoir waters in relation to the reservoir under consideration, grouping charges in the perforator depending on the aforementioned conditions studied with a given algorithm, in which, from the condition of obtaining the maximum fluid flow with its minimum winding tion and gentle treatment of the well support include the establishment of:
the degree of possible separation from each other or approaching each other of individual charges along the length of the punch;
the degree of difference in the power of the charges from each other along the length of the punch;
the sequence of operation of the charges and the time of their operation, the inclusion in the layout of the punch, at least one electronic unit with an autonomous power source and memory for undermining the charges in the punch with the adopted sequence and time of their undermining, while undermining the charges of each group is provided with the additional condition the implementation of physical events in the well, which are pre-programmed from the condition of exclusion of their implementation in the form of random events, record the program in the node memory A blasting and then performed previously programmed events downhole assembly to permit proper detonation of the blasting charges groups.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что может быть рассмотрен как вариант спуска перфоратора на НКТ для работы в вертикальных, наклонных или, что особенно важно, горизонтальных скважинах, и с применением электронной взрывной головки с заданным алгоритмом ее работы, при этом предусмотрено использование в качестве условий разрешения инициирования физических процессов, осуществляемых в скважине при проведении различных технологических операций, связанных с прострелочно-взрывными работами или специально разработанными для реализации предложенного способа.2. The method according to claim 1, characterized in that it can be considered as an option for lowering the drill on the tubing to work in vertical, deviated or, most importantly, horizontal wells, and using an electronic blast head with a given algorithm for its operation, while it is envisaged to use as conditions for permitting the initiation of physical processes carried out in a well during various technological operations associated with perforating and blasting operations or specially designed for implementation the proposed method. 3. Способ по п.1, использующий в качестве канала связи, необходимого для передачи инициирующих команд, все, что связано со скважиной или окружает ее (пласты, колонны, скважинная жидкость, геометрия скважины, соседние скважины), а в качестве сигналов используют физические процессы, сопровождающие различные технологические операции; инициирование перфоратора осуществляют при совпадении нескольких разнесенных во времени комбинаций различных физических процессов с заранее заданными параметрами.3. The method according to claim 1, using as the communication channel necessary for transmitting the initiating commands, everything that is connected with the well or surrounds it (formations, columns, well fluid, well geometry, neighboring wells), and physical signals are used processes accompanying various technological operations; the initiation of the perforator is carried out when several combinations of different physical processes spaced in time coincide with predetermined parameters. 4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве программируемых физических событий в скважине предусматривают создание в скважине с устья серии определенных избыточных давлений заданной величины на определенное время с заданными паузами между приемами создания избыточного давления, с дальнейшим снижением давления и инициированием перфоратора на депрессии.4. The method according to claim 1, characterized in that as a programmable physical event in the well, it is envisaged to create in the well from the wellhead a series of certain excess pressures of a given value for a certain time with predetermined pauses between methods of creating excess pressure, with a further decrease in pressure and initiating a perforator on depression. 5. Способ по п.2, характеризующийся тем, что в качестве программируемых физических событий в скважине предусматривают заданный порядок перемещения труб в скважине, включающий осевые перемещения и вращения с заданными скоростями в течение заданного времени через заданные промежутки времени. 5. The method according to claim 2, characterized in that the programmed physical events in the well include a predetermined order of movement of the pipes in the well, including axial movements and rotations with given speeds for a given time at predetermined intervals.
RU2012125374/03A 2012-06-20 2012-06-20 Method for initiation of perforators run in with tube string RU2500881C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012125374/03A RU2500881C1 (en) 2012-06-20 2012-06-20 Method for initiation of perforators run in with tube string

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012125374/03A RU2500881C1 (en) 2012-06-20 2012-06-20 Method for initiation of perforators run in with tube string

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2500881C1 true RU2500881C1 (en) 2013-12-10

Family

ID=49711097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012125374/03A RU2500881C1 (en) 2012-06-20 2012-06-20 Method for initiation of perforators run in with tube string

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2500881C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635929C1 (en) * 2016-11-18 2017-11-17 Амир Рахимович Арисметов Reusable connection and detonation transmission unit for multibody perforating system
RU194353U1 (en) * 2019-10-16 2019-12-06 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" Microprocessor initiating device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2065932C1 (en) * 1993-04-13 1996-08-27 Врам Евгеньевич Тавризов Method for perforation of casing strings in gas-petroleum holes
US20050279503A1 (en) * 2002-08-05 2005-12-22 Weatherford/Lamb, Inc. Slickline power control interface
EP1305501B1 (en) * 2000-07-18 2006-08-23 ExxonMobil Upstream Research Company Method for treating multiple wellbore intervals
US20090223714A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-10 Baker Hughes Incorporated Buffer for explosive device
US20110127028A1 (en) * 2008-01-04 2011-06-02 Intelligent Tools Ip, Llc Downhole Tool Delivery System With Self Activating Perforation Gun
RU2439482C2 (en) * 2006-10-26 2012-01-10 Эллайнт Тексистемз Инк. Methods, devices and systems of electronic time delay

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2065932C1 (en) * 1993-04-13 1996-08-27 Врам Евгеньевич Тавризов Method for perforation of casing strings in gas-petroleum holes
EP1305501B1 (en) * 2000-07-18 2006-08-23 ExxonMobil Upstream Research Company Method for treating multiple wellbore intervals
US20050279503A1 (en) * 2002-08-05 2005-12-22 Weatherford/Lamb, Inc. Slickline power control interface
RU2439482C2 (en) * 2006-10-26 2012-01-10 Эллайнт Тексистемз Инк. Methods, devices and systems of electronic time delay
US20110127028A1 (en) * 2008-01-04 2011-06-02 Intelligent Tools Ip, Llc Downhole Tool Delivery System With Self Activating Perforation Gun
US20090223714A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-10 Baker Hughes Incorporated Buffer for explosive device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635929C1 (en) * 2016-11-18 2017-11-17 Амир Рахимович Арисметов Reusable connection and detonation transmission unit for multibody perforating system
RU194353U1 (en) * 2019-10-16 2019-12-06 Акционерное общество "БашВзрывТехнологии" Microprocessor initiating device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10053969B2 (en) Using a combination of a perforating gun with an inflatable to complete multiple zones in a single trip
CA2853815C (en) Novel device and methods for firing perforating guns
US9506333B2 (en) One trip multi-interval plugging, perforating and fracking method
US8672031B2 (en) Perforating with wired drill pipe
EP3084120B1 (en) Firing mechanism with time delay and metering system
US10941632B2 (en) Autonomous annular pressure control assembly for perforation event
EA039092B1 (en) Perforating gun
US20210047903A1 (en) Deploying Fluid Tracer Material with a Perforating Gun
US10914156B2 (en) Frac pulser system and method of use thereof
US11492899B2 (en) Methods and systems for characterizing fractures in a subterranean formation
US11480030B2 (en) Thermal expansion actuation system for sleeve shifting
US11572766B2 (en) Waveform energy generation systems and methods of enhancing matrix permeability in a subsurface formation
RU2500881C1 (en) Method for initiation of perforators run in with tube string
GB2280013A (en) Trigger module for explosive actuator
US11105188B2 (en) Perforation tool and methods of use
US10364657B2 (en) Composite drill gun
Albert et al. New Perforating Switch Technology Advances Safety and Reliability for Horizontal Completions
UA21844U (en) Method for control of intensity of hydro-flow in wells at torpedoing uncased productive intervals