RU2738059C1 - Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта - Google Patents
Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738059C1 RU2738059C1 RU2020121337A RU2020121337A RU2738059C1 RU 2738059 C1 RU2738059 C1 RU 2738059C1 RU 2020121337 A RU2020121337 A RU 2020121337A RU 2020121337 A RU2020121337 A RU 2020121337A RU 2738059 C1 RU2738059 C1 RU 2738059C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- additional
- holes
- row
- relative
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 14
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 10
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/112—Perforators with extendable perforating members, e.g. actuated by fluid means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/114—Perforators using direct fluid action on the wall to be perforated, e.g. abrasive jets
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для поинтервального перфорирования скважин гидроабразивной струей направленного действия с предварительным отсечением интервала перфорации пакер-пробкой и последующим проведением гидроразрыва пласта через проперфорированные отверстия в эксплуатационной колонне, цементном камне и горной породе вертикальной и горизонтальной скважин. Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта содержит корпус с двумя отверстиями, расположенными в горизонтальной плоскости под углом 180° по отношению друг к другу. В отверстиях установлены струйные насадки. В корпусе размещена подвижная втулка, снабженная снизу наружной цилиндрической выборкой, в которой размещено разрезное пружинное кольцо, а внутри подвижная втулка оснащена посадочным седлом под запорный элемент. Снизу корпус снабжён присоединительной резьбой для пакерного оборудования, а снаружи в верхней и нижней частях корпуса жёстко установлены центраторы с переточными каналами. Снизу в корпус ввёрнуто стопорное кольцо. В исходном положении ряд отверстий корпуса, оснащённых струйными насадками, герметично изнутри перекрыт подвижной втулкой, закреплённой относительно корпуса срезным элементом. В рабочем положении подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения относительно корпуса до упора в стопорное кольцо с открытием ряда отверстий, оснащённых струйными насадками, и фиксацией подвижной втулки относительно корпуса с помощью разрезного пружинного кольца. В корпусе выше ряда с отверстиями выполнен ряд радиальных каналов. В исходном положении ряд радиальных каналов в корпусе герметично изнутри перекрыт дополнительной подвижной втулкой, снизу снабжённой наружной кольцевой проточкой, в которой установлено дополнительное разрезное пружинное кольцо, а внутри дополнительная подвижная втулка оснащена посадочным седлом под дополнительный запорный элемент. Дополнительная подвижная втулка закреплена относительно корпуса срезным штифтом. В рабочем положении дополнительная подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения вниз относительно корпуса с открытием ряда каналов, и фиксацией дополнительной подвижной втулки относительно корпуса с помощью дополнительного разрезного пружинного кольца во внутренней кольцевой проточке, выполненной в корпусе ниже ряда отверстий. Диаметр посадочного седла подвижной втулки меньше диаметра посадочного седла дополнительной подвижной втулки. Центраторы с переточными каналами выполнены сменными с наружным диаметром на 10 мм меньше внутреннего диаметра перфорируемой колонны труб. Центраторы установлены на верхнем и нижнем концах корпуса с помощью резьбового соединения и зафиксированы относительно корпуса винтами. Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта обладает высокой эффективностью перфорации в наклонных и горизонтальных скважинах, расширяет функциональные возможности устройства, снижает затраты на изготовление перфоратора, сокращает продолжительность работ по выполнению поинтервальной ГПП с последующим кислотным ГРП и освоения скважины. 4 ил.
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для поинтервального перфорирования скважин гидроабразивной струей направленного действия с предварительным отсечением интервала перфорации пакер-пробкой и последующим проведением гидроразрыва пласта через проперфорированные отверстия в эксплуатационной колонне, цементном камне и горной породе вертикальной, наклонной и горизонтальной скважин.
Известен гидропескоструйный перфоратор (патент RU № 2312979, опубл. 20.12.2017), содержащий полый корпус с наружными углублениями в виде двух сопряженных плоскостей, в одной из которых выполнено соединенное с полостью корпуса отверстие с установленной в нем струйной насадкой, посадочное седло в нижней части корпуса с запорным элементом, при этом корпус снабжен защитными пластинами, струйные насадки имеют на входе удлиненную коническую часть и установлены в отверстиях посредством насадкодержателей, имеющих выступающие за пределы корпуса конусообразные части, а на другой плоскости углублений расположена твердосплавная сменная площадка отражения.
Недостатками гидропескоструйного перфоратора являются:
- во-первых, снижение эффективности перфорации из-за наклонного расположения сопел, что приводит к резкому уменьшению разрушающего действия выходящих из сопел гидроабразивных струй;
- во-вторых, низкая надёжность конструкции, обусловленная высоким абразивным износом перфоратора вследствие наклонного расположения сопел перфоратора;
- в-третьих, ограниченные функциональные возможности, а именно невозможность проведения поинтервальной перфорации с отсечением предыдущего интервала гидропескоструйной перфорации и гидроразрыва пласта в интервале перфорации сразу после проведения гидропескоструйной перфорации.
Известен гидропескоструйный перфоратор (патент RU № 2631947, опубл. 29.09.2017), содержащий корпус с отверстиями, в которых установлены струйные насадки, размещенную в корпусе подвижную втулку, связанную с запорным элементом, соединенным с подвижным стержнем, седло запорного элемента, установленное в патрубке, соединенном с корпусом, подвижный стержень соединен с подпружиненным подвижным стаканом, в торцевой части которого выполнены отверстия, при этом в отверстия подвижного стакана установлены втулки, закрепленные с помощью прижима, струйные насадки расположены вдоль корпуса по спирали, в подвижной втулке выполнен паз, в который заведен конец пробки, установленной в отверстии корпуса, пружина подвижного стакана отделена от подвижного стержня трубчатыми элементами.
Недостатками гидропескоструйного перфоратора являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей (подвижный стакан, пружина, втулки, закреплённые с помощью прижима и т.д.);
- во-вторых, низкая надёжность конструкции, обусловленная наличием подпружиненного стакана, так как высока вероятность поломки пружины вследствие знакопеременных нагрузок в процессе гидропескоструйной перфорации, кроме того, отсутствует фиксация подвижной втулки относительно корпуса, что может привести к перекрытию струйных насадок изнутри в процессе проведения гидропескоструйной перфорации, особенно при работе в горизонтальной скважине, что приводит к отказу устройства в работе;
- в-третьих, ограничение притока нефти из призабойной зоны пласта в полость скважины из-за выполнения перфорационных отверстий в эксплуатационной колонне скважины по спирали;
- в-четвёртых, ограниченные функциональные возможности, а именно невозможность поинтервальной перфорации с отсечением предыдущего интервала гидропескоструйной перфорации и гидроразрыва пласта в интервале перфорации сразу после проведения гидропескоструйной перфорации;
- в-пятых, увеличение продолжительности работ из-за невозможности совмещения технологических операций и спуска устройства на колонне гибких труб.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта (патент RU № 2696035, опубл. 30.07.2017), содержащий корпус с двумя отверстиями, расположенными в горизонтальной плоскости под углом 180° по отношению друг к другу, в отверстиях установлены струйные насадки, в корпусе размещена подвижная втулка, снабженная снизу наружной цилиндрической выборкой в которой размещено разрезное пружинное кольцо, а внутри подвижная втулка оснащена посадочным седлом под запорный элемент, снизу корпус снабжён присоединительной резьбой для пакерного оборудования, а снаружи в верхней и нижней частях корпуса жёстко установлены центраторы с переточными каналами, при этом снизу в корпус ввёрнуто стопорное кольцо, при этом в исходном положении ряд отверстий корпуса, оснащённых струйными насадками, герметично изнутри перекрыт подвижной втулкой, закреплённой относительно корпуса срезным элементом, в рабочем положении подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения относительно корпуса до упора в стопорное кольцо с открытием ряда отверстий, оснащённых струйными насадками, и фиксацией подвижной втулки относительно корпуса с помощью разрезного пружинного кольца.
Недостатками гидропескоструйного перфоратора для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта являются:
- во-первых, низкая эффективность перфорации в наклонных и горизонтальных скважинах связанная с тем, что наружный диаметр центраторов, жёстко установленных на корпусе не соответствует внутреннему диаметру перфорируемой трубы, что приводит к нарушению соосности перфоратора и перфорируемой колонны труб. В результате из-за различного расстояния от струйных насадок до перфорируемой колонны труб происходит неравномерная гидропескоструйная перфорация и отверстия в перфорированной колонне труб получаются различного диаметра или колонна труб остается неперфорированной (не пробивается отверстие в перфорируемой колонне труб), также различна и глубина проникновения в пласт от каждой струйной насадки;
- во-вторых, ограниченные функциональные возможности устройства, так как невозможно произвести очистку от продуктов реакции кислоты с породой и освоение скважины сразу после проведения кислотного гидравлического разрыва пласта, так как сначала необходимо извлечь устройство из скважины, затем спустить колонну технологических труб и только после этого произвести очистку от продуктов реакции кислоты с породой и освоение скважины;
- в-третьих, высокие затраты на изготовление перфоратора, так как центраторы установлены на корпусе перфоратора жёстко с помощью сварного соединения и не имеют возможности замены в зависимости от внутреннего диаметра перфорируемой колонны труб, то необходимо для каждого типоразмера диаметра перфорируемой колонны труб изготавливать перфоратор;
- в-четвёртых, длительность работ по выполнению поинтервальной гидропескоструйной перфорации с последующим кислотным гидравлическим разрывом пласта и последующего освоения скважины до получения нефти. Это обусловлено тем, что после проведения каждой поинтервальной гидропескоструйной перфорации с последующим кислотным гидравлическим разрывом пласта необходимо каждый раз (в каждом интервале) осваивать скважину.
Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности гидропескоструйной перфорации в наклонных и горизонтальных скважинах, расширение функциональных возможностей устройства, снижение затрат на изготовление перфоратора и сокращение продолжительности поинтервальной гидропескоструйной перфорации с последующим кислотным гидравлическим разрывом пласта с последующим освоением данного интервала до получения нефти.
Технические задачи решаются гидропескоструйным перфоратором для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта, содержащим корпус с двумя отверстиями, расположенными в горизонтальной плоскости под углом 180° по отношению друг к другу, в отверстиях установлены струйные насадки, в корпусе размещена подвижная втулка, снабженная снизу наружной цилиндрической выборкой в которой размещено разрезное пружинное кольцо, а внутри подвижная втулка оснащена посадочным седлом под запорный элемент, снизу корпус снабжён присоединительной резьбой для пакерного оборудования, а снаружи в верхней и нижней частях корпуса жёстко установлены центраторы с переточными каналами, при этом снизу в корпус ввёрнуто стопорное кольцо, при этом в исходном положении ряд отверстий корпуса, оснащённых струйными насадками, герметично изнутри перекрыт подвижной втулкой, закреплённой относительно корпуса срезным элементом, в рабочем положении подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения относительно корпуса до упора в стопорное кольцо с открытием ряда отверстий, оснащённых струйными насадками, и фиксацией подвижной втулки относительно корпуса с помощью разрезного пружинного кольца.
Новым является то, что в корпусе выше ряда с отверстиями выполнен ряд радиальных каналов, при этом в исходном положении ряд радиальных каналов в корпусе герметично изнутри перекрыт дополнительной подвижной втулкой, снизу снабжённой наружной кольцевой проточкой, в которой установлено дополнительное разрезное пружинное кольцо, а внутри дополнительная подвижная втулка оснащена посадочным седлом под дополнительный запорный элемент, причём дополнительная подвижная втулка закреплена относительно корпуса срезным штифтом, а в рабочем положении дополнительная подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения вниз относительно корпуса с открытием ряда каналов, и фиксацией дополнительной подвижной втулки относительно корпуса с помощью дополнительного разрезного пружинного кольца во внутренней кольцевой проточке, выполненной в корпусе ниже ряда отверстий, при этом диаметр посадочного седла подвижной втулки меньше диаметра посадочного седла дополнительной подвижной втулки, при этом центраторы с переточными каналами выполнены сменными с наружным диаметром на 10 мм меньше внутреннего диаметра перфорируемой колонны труб, при этом центраторы установлены на верхнем и нижнем концах корпуса с помощью резьбового соединения и зафиксированы относительно корпуса винтами.
На фиг. 1-4 схематично изображён гидропескоструйный перфоратор (ГП) для поинтервальной гидропескоструйной перфорации (ГПП) и гидравлического разрыва пласта (ГРП).
ГП содержит корпус 1 (фиг. 1). В корпусе 1 изготовлен ряд 2 отверстий. В ряду 2 выполнено два отверстия 3' и 3", расположенных в горизонтальной плоскости под углом 180° по отношению друг к другу.
Оба отверстия 3' и 3" ряда 2 ГП оснащены соответствующими струйными насадками 4' и 4", например, диаметром dн = 6,0 мм.
Снизу на корпусе 1 имеется присоединительная резьба 5 для пакерного оборудования, например, для присоединения к нижнему концу ГП пакер-пробки 6 с посадочным устройством (на фиг. 1 показано условно).
Снаружи в верхней и нижней частях корпуса 1 (фиг. 1) жёстко, например, с помощью резьбового соединения или сваркой по контуру установлены центраторы 7' и 7" (фиг. 1 и 3) с соответствующими переточными каналами 8' и 8".
Снизу в корпус 1 (см. фиг. 1) ввёрнуто стопорное кольцо 9. Подвижная втулка 10, размещенная в корпусе 1, снабжена снизу наружной цилиндрической выборкой 11, в которой размещено разрезного пружинное кольцо 12.
Подвижная втулка 10 внутри оснащена седлом 13 под запорный элемент 14 (см. фиг. 3), выполненный в виде шара. Внутренний диаметр dс стопорного кольца 9 больше или равен внутреннему диаметру d седла 13 (см. фиг. 1, 3) подвижной втулки 10. Данное условие необходимо для исключения штуцирования потока жидкости при посадке пакер-пробки 6 (см. фиг. 1).
В исходном положении оба отверстия 3' и 3" ряда 2, оснащённые соответствующими струйными насадками 4' и 4", корпуса 1 герметично изнутри перекрыты подвижной втулкой 10, закреплённой относительно корпуса 1 срезным элементом 15. Срезной элемент 15 ввёрнут в корпус 1.
В рабочем положении подвижная втулка 10 имеет возможность осевого ограниченного перемещения относительно корпуса 1 до упора в стопорное кольцо 9 с открытием отверстий 3' и 3" ряда 2, оснащённых струйными насадками 4' и 4", и фиксацией подвижной втулки 10 относительно корпуса 1. Фиксация подвижной втулки 10 относительно корпуса 1 осуществляется с помощью разрезного пружинного кольца 12, находящегося в сжатом состоянии, размещённого в наружной цилиндрической выборке 11, выполненной на нижнем конце подвижной втулки 10. При осевом перемещении подвижной втулки 10 вниз и взаимодействии нижнего торца подвижной втулки 10 со стопорным кольцом 9 пружинное разрезное кольцо 12 размещается напротив внутренней цилиндрической канавки 16 корпуса 1, расширяется, т.к. находится в сжатом состоянии, и попадает во внутреннюю цилиндрическую канавку 16 корпуса 1 и фиксирует подвижную втулку 10 относительно корпуса 1.
Также в корпусе 1 выше ряда 2 с отверстиями 3' и 3" выполнен ряд 17 радиальных каналов 18'….18n.
В исходном положении ряд 17 радиальных каналов 18'….18n в корпусе 1 герметично изнутри перекрыт дополнительной подвижной втулкой 19, снизу снабжённой наружной кольцевой проточкой 20, в которой установлено дополнительное разрезное пружинное кольцо 21.
Внутри дополнительная подвижная втулка 19 оснащена посадочным седлом 22 под дополнительный запорный элемент 23 (см. фиг. 4), причём дополнительная подвижная втулка 19 (см. фиг. 1) закреплена относительно корпуса 1 срезным штифтом 24.
В рабочем положении дополнительная подвижная втулка 19 имеет возможность осевого ограниченного перемещения вниз относительно корпуса 1 с открытием ряда 17 каналов 18'…..18n и фиксацией дополнительной подвижной втулки 19 относительно корпуса 1 с помощью дополнительного разрезного пружинного кольца 21 во внутренней кольцевой проточке 25, выполненной в корпусе 1 ниже ряда 2 отверстий 3' и 3".
Диаметр посадочного седла 13 подвижной втулки 10 меньше диаметра посадочного седла 22 дополнительной подвижной втулки 19.
Например, диаметр посадочного седла 13 подвижной втулки 10: dn1 = 32 мм, а диаметр посадочного седла 22 подвижной втулки 19: dn2 = 45 мм.
Диаметры запорных элементов 14 и 23 меньше диаметров посадочных седел 13 и 22 подвижной втулки 10 и 19, соответственно на 3-4 мм. Примем, диаметр запорного элемента 14 посадочного седла 13 подвижной втулки 10 равным 28 мм, а диаметр дополнительного запорного элемента 23 посадочного седла 22 дополнительной подвижной втулки 19 равным 42 мм.
Центраторы 7' и 7" (см. фиг. 1 и 2) с соответствующими переточными каналами 8' и 8" выполнены сменными с наружным диаметром - Dн на 10 мм меньшим внутреннего диаметра Dв - перфорируемой колонны труб 26, при этом центраторы 7' и 7" установлены на верхнем и нижнем концах корпуса 1 с помощью резьбового соединения 27' и 27" и зафиксированы относительно корпуса 1 соответствующими винтами 28' и 28".
Уплотнительные элементы 29 обеспечивают необходимую герметичность при работе ГП и предотвращают несанкционированные перетоки жидкости.
ГП для поинтервальной перфорации и ГРП работает следующим образом.
Перед работой ГП в зависимости от внутреннего диаметра – Dв перфорируемой колонны труб изготавливают центраторы 7' и 7" (см. фиг. 1 и 2) с наружным диаметром - Dн.
Например, внутренний диаметр перфорируемой колонны труб 26 составляет Dв = 132 мм. Тогда (см. фиг. 1 и 2) наружный диаметр центраторов 7' и 7" составляет:
Dн = Dв – 10 мм = 132 мм - 10 мм = 122 мм
Изготавливают центраторы 7' и 7" с внутренней резьбой, соответствующей резьбовым соединениям 27' и 27" выполненным на верхнем и нижнем концах корпуса 1.
Наворачивают центраторы 7' и 7" на верхний и нижний концы корпуса 1 с помощью резьбового соединения 27' и 27", фиксируют центраторы 7' и 7" неподвижно относительно корпуса 1 соответствующими винтами 28' и 28".
Далее на присоединительную резьбу 5 корпуса 1 ГП наворачивают посадочный инструмент с пакер-пробкой 6. Затем посредством присоединительной резьбы 30 корпуса 1 ГП наворачивают на нижний конец колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) 31 например, колонны НКТ диметром 73 мм.
Спускают ГП с посадочным инструментом и пакер-пробкой 6 на конце колонны НКТ 31, например, в горизонтальную скважину (на фиг. 1-3 не показано) в заданный интервал отсечения скважины. Например, перед проведением ГПП перфорируемой колонне труб 26 отсекают пакер-пробкой 6 (фиг. 1) негерметичный забой горизонтальной скважины. Для этого в колонне ГТ и ГП, а также посадочном устройстве пакер-пробки 6 с помощью насосного агрегата создают избыточное давление для посадки пакер-пробки 6. Например, под давлением 9,0 МПа сажают пакер-пробку 6 в перфорируемой колонне труб 26 горизонтальной скважины и отсекают негерметичный забой. Стравливают давление в колонне НКТ 31.
Далее размещают ГП в интервале проведения перфорации перфорируемой колонны труб 26 горизонтальной скважины. С целью повышения эффективности проведения кислотного ГРП ориентируют струйные насадки 4' и 4" ГП в направлении главного горного напряжения (на фиг. 1-4 не показано), при этом центраторы 7' и 7" (см. фиг. 1 и 2) с соответствующими переточными каналами 8' и 8" обеспечивают соосность перфоратора и перфорируемой колонны труб благодаря разнице в диаметрах равной 10 мм между внутренним диаметром – Dв перфорируемой колонны труб 26 с наружным диаметром – Dн центраторов 7' и 7", установленной опытным путём.
Кроме того, это позволяет отцентровать ГП в перфорируемой колонне труб 26 горизонтальной скважины перед проведением ГПП с последующим ГРП, что обеспечивает равные расстояния от струйных насадок 4' и 4" до внутреннего диаметра – Dв перфорируемой колонны труб 26 и позволяет выполнить симметричные перфорационные отверстия 32' и 32" (фиг. 3, 4) равных диаметров в перфорируемой колонне труб 26 горизонтальной скважины и сократить время ГПП, а переточные каналы 8' и 8" исключают запирание потока отработанной жидкости с кварцевым песком в интервале ГПП с последующим ГРП.
Сбрасывают в колонну НКТ 31 запорный элемент 14 (фиг. 3). Создают в колонне ГТ избыточное давление, например 6,0 МПа, при этом срезной элемент 15, фиксирующий подвижную втулку 10 относительно корпуса 1 ГП, разрушается. Подвижная втулка 10 смещается вниз до упора нижним торцом в стопорное кольцо 9, где фиксируется относительно корпуса 1 разрезным пружинным кольцом 12, находящимся в наружной цилиндрической выборке 11 подвижной втулки 10, при этом разрезное пружинное кольцо 12 разжимается и попадает во внутреннюю цилиндрическую канавку 16 корпуса 1. В результате изнутри открывается ряд 2 с отверстиями 3' и 3", в которых установлены струйные насадки 4' и 4".
Центраторы 7' и 7" с соответствующими переточными каналами 8' и 8" центрируют ГП в эксплуатационной колонне горизонтальной скважины перед проведения ГПП с последующим ГРП, что позволяет создать симметричные отверстия в эксплуатационной колонне горизонтальной скважины и сократить время ГПП, а переточные каналы исключают запирание потока отработанной жидкости с кварцевым песком в интервале ГПП с последующим ГРП.
Далее проводят ГПП. Для проведения ГПП с последующим кислотным ГРП в карбонатных породах пласта (на фиг. 1-4 не показано).
Для этого подбирают расход насосного агрегата (на фиг. 1-4 не показан), исходя из расхода жидкости не менее 5,0 л/с на одну струйную насадку, например, диаметром dн = 6,0 мм, определенного опытном путём.
Учитывая, что количество струйных насадок в ряду 2 (см. фиг. 1, 3, 4) равно двум (4' и 4"), то расход жидкости, создаваемый насосным агрегатом, должен быть не менее 5,0 л/с ⋅ 2 = 10 л/с.
Проводят ГПП в заданном интервале перфорируемой колонны труб 26 с образованием перфорационных отверстий 32' и 32" напротив соответствующих струйных насадок 4' и 4" ГП. Опытным путём установлено, что при применении двух струйных насадок диаметром dн = 6,0 мм, при внутреннем диаметре перфорируемой колонны труб 26 равной Dв =132 мм диаметр перфорационных отверстий 32' и 32" - dот получается равным 20 мм.
ГПП эксплуатационной колонны и последующее образование каверн производится при подаче по колонне ГТ в ГП через струйные насадки 4' и 4" смеси кварцевого песка и технологической жидкости (концентрация кварцевого песка от 50 до 100 кг/м3) с расходом жидкости не менее 10 л/с.
После окончания ГПП, не изменяя положения ГТ с ГП, по колонне ГТ в ГП через струйные насадки 4' и 4", проводят кислотный ГРП по любой известной технологии.
При кислотном ГРП закачкой кислотного состава, например 12 %-го водного раствора соляной кислоты, из каверн протравливанием карбонатной породы образуют трещины кислотного ГРП 33' и 33" напротив соответствующих струйных насадок 4' и 4" ГП, при этом продукты реакции кислотного состава с породой остаются в пласте. Поэтому необходимо извлечь продукты реакции кислотного состава с карбонатной породой из пласта.
С этой целью сбрасывают в колонну НКТ 31 запорный элемент 23 (фиг. 4). Создают в колонне ГТ избыточное давление, например 9,0 МПа, при этом срезной элемент 24, фиксирующий подвижную втулку 19 относительно корпуса 1 ГП разрушается. Подвижная втулка 19 смещается вниз до тех пор, пока не зафиксируется относительно корпуса 1 разрезным пружинным кольцом 21, находящимся в наружной цилиндрической выборке 20 подвижной втулки 19, при этом разрезное пружинное кольцо 21 разжимается и попадает во внутреннюю цилиндрическую канавку 25 корпуса 1. В результате изнутри открывается ряд 17 каналов 18'….18n.
С целью эффективной очистки трещин кислотного ГРП 33' и 33" и освоения скважины до получения нефти без запирания потока извлекаемых продуктов реакции в призабойной зоне пласта количество и диаметр радиальных каналов 18'….18n определяют заранее в зависимости от проходного диаметра – do корпуса 1, равного внутреннему диаметру колонны НКТ 31, с учетом условия:
ƩSin > Sо ,
где ƩSin - сумма площадей радиальных каналов 18'….18n, м
Sо - площадь проходного диаметра dо корпуса 1 ГП, м.
Например, как указано выше для работы с предлагаемым ГП применяют колонну НКТ 31 по ГОСТ 633-80 наружным диаметром 73 мм с толщиной стенки 7,0 мм. Тогда внутренний диаметр dо = 73 мм - 2·7,0 мм = 59 мм.
Примем, диаметр dк радиальных каналов 18'….18n равным 24,5 мм, а их количество равным 6. Тогда, подставляя в выше приведённое условие, получим:
(3,14 · (0,0245) 2/ 4) · 6 > (3,14 · (0,059) 2/ 4)
2,83·10-3 м2 > 2,73·10-3 м2
Условие выполняется. Далее в колонну НКТ 31 посредством геофизического подъёмника спускают сваб (на фиг. 1-4 не показано) и свабированием извлекают продукты реакции кислотного состава с карбонатной породой из трещин ГРП 33' и 33" (см. фиг. 4) через ряд 17 радиальных каналов 18'….18n по колонне НКТ 31 на устье и далее в желобную ёмкость (на фиг. 1-4 не показано) до получения притока нефти из горизонтальной скважины.
Процесс гидропескоструйной перфорации и кислотного гидравлического разрыва пласта с выносом продуктов реакции с карбонатной породой пласта окончен. После чего колонну НКТ 31 с ГП извлекают из горизонтальной скважины.
Далее вновь собирают ГП, как показано на фиг. 1, и все вышеописанные операции повторяют необходимое количество раз в зависимости от количества интервалов проведения ГПП с последующим кислотным ГРП в горизонтальной скважине и выносом продуктов реакции с карбонатной породой, при этом после посадки пакер-пробка 6 отсекает предыдущий интервал проведения ГПП с последующим кислотным ГРП.
В корпусе выполнен ряд 2 с двумя отверстиями, расположенными в горизонтальной плоскости под углом 180° по отношению друг к другу, что позволяет интенсифицировать приток нефти в полость скважины через отверстия, полученные в эксплуатационной колонне горизонтальной скважины в результате проведения поинтервальной ГПП с последующим ГРП.
Повышается эффективность перфорации в наклонных и горизонтальных скважинах связанная с тем, что так как обеспечивается соосность перфоратора и перфорируемой колонны труб благодаря разнице в диаметрах равной 10 мм между внутренним диаметром - Dв перфорируемой колонны труб 26 и наружным диаметром - Dн центраторов 7' и 7", что обеспечивает равные расстояния от струйных насадок 4' и 4" до внутреннего диаметра - Dв перфорируемой колонны труб 26. Это позволяет выполнить симметричные перфорационные отверстия 32' и 32" (см. фиг. 3 и 4) равными диаметрами - dоm , например равными 12 мм в перфорируемой колонне труб 26 горизонтальной скважины.
Расширяются функциональные возможности устройства, так как устройство позволяет произвести очистку от продуктов реакции кислоты с породой и освоение скважины до получения нефти сразу после проведения кислотного гидравлического разрыва пласта.
Снижаются затраты на изготовление перфоратора, так как центраторы установлены на корпусе перфоратора с помощью резьбовых соединений и зафиксированы винтами, поэтому имеется возможность установки сменных центраторов на корпус ГП в зависимости от внутреннего диаметра перфорируемой колонны труб.
Сокращается продолжительность работ по выполнению поинтервальной ГПП с последующим кислотным ГРП и по освоению скважины до получения нефти из-за совмещения устройством нескольких технологических операций: гидропескоструйной перфорации, кислотного ГРП, очистки продуктов реакции кислоты с карбонатными породами пласта и освоения скважины до получения нефти.
Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта обладает высокой эффективностью перфорации в наклонных и горизонтальных скважинах, расширяет функциональные возможности устройства, снижает затраты на изготовление перфоратора, сокращает продолжительность работ по выполнению поинтервальной ГПП с последующим кислотным ГРП и освоения скважины.
Claims (1)
- Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта, содержащий корпус с двумя отверстиями, расположенными в горизонтальной плоскости под углом 180° по отношению друг к другу, в отверстиях установлены струйные насадки, в корпусе размещена подвижная втулка, снабженная снизу наружной цилиндрической выборкой, в которой размещено разрезное пружинное кольцо, а внутри подвижная втулка оснащена посадочным седлом под запорный элемент, снизу корпус снабжён присоединительной резьбой для пакерного оборудования, а снаружи в верхней и нижней частях корпуса жёстко установлены центраторы с переточными каналами, при этом снизу в корпус ввёрнуто стопорное кольцо, при этом в исходном положении ряд отверстий корпуса, оснащённых струйными насадками, герметично изнутри перекрыт подвижной втулкой, закреплённой относительно корпуса срезным элементом, в рабочем положении подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения относительно корпуса до упора в стопорное кольцо с открытием ряда отверстий, оснащённых струйными насадками, и фиксацией подвижной втулки относительно корпуса с помощью разрезного пружинного кольца, отличающийся тем, что в корпусе выше ряда с отверстиями выполнен ряд радиальных каналов, при этом в исходном положении ряд радиальных каналов в корпусе герметично изнутри перекрыт дополнительной подвижной втулкой, снизу снабжённой наружной кольцевой проточкой, в которой установлено дополнительное разрезное пружинное кольцо, а внутри дополнительная подвижная втулка оснащена посадочным седлом под дополнительный запорный элемент, причём дополнительная подвижная втулка закреплена относительно корпуса срезным штифтом, а в рабочем положении дополнительная подвижная втулка имеет возможность осевого ограниченного перемещения вниз относительно корпуса с открытием ряда каналов, и фиксацией дополнительной подвижной втулки относительно корпуса с помощью дополнительного разрезного пружинного кольца во внутренней кольцевой проточке, выполненной в корпусе ниже ряда отверстий, при этом диаметр посадочного седла подвижной втулки меньше диаметра посадочного седла дополнительной подвижной втулки, при этом центраторы с переточными каналами выполнены сменными с наружным диаметром на 10 мм меньше внутреннего диаметра перфорируемой колонны труб, при этом центраторы установлены на верхнем и нижнем концах корпуса с помощью резьбового соединения и зафиксированы относительно корпуса винтами.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121337A RU2738059C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121337A RU2738059C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2738059C1 true RU2738059C1 (ru) | 2020-12-07 |
Family
ID=73792589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020121337A RU2738059C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2738059C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115059436A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-09-16 | 李绍武 | 一种油气开采水力压裂用射孔器 |
| RU2796373C1 (ru) * | 2022-07-27 | 2023-05-22 | Алексей Юрьевич Михайлов | Гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия |
| CN117684921A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 新疆石油管理局有限公司 | 连续油管页岩储层深穿透脉冲射流钻孔装置及使用方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4856601A (en) * | 1986-01-22 | 1989-08-15 | Raney Richard C | Drill bit with flow control means |
| RU138707U1 (ru) * | 2013-10-31 | 2014-03-20 | Сергей Николаевич Шестаков | Гидромеханический перфоратор |
| CN203978282U (zh) * | 2014-08-01 | 2014-12-03 | 四川省华蓥山煤业股份有限公司绿水洞煤矿 | 一种自动切换式水力冲孔喷射器 |
| CN104812992A (zh) * | 2012-09-21 | 2015-07-29 | 哈里伯顿能源服务公司 | 完成井孔的多区域断裂激励处理的方法 |
| RU2667240C1 (ru) * | 2017-10-12 | 2018-09-18 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ многократного гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины |
| RU2696035C1 (ru) * | 2018-11-12 | 2019-07-30 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта |
-
2020
- 2020-06-26 RU RU2020121337A patent/RU2738059C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4856601A (en) * | 1986-01-22 | 1989-08-15 | Raney Richard C | Drill bit with flow control means |
| CN104812992A (zh) * | 2012-09-21 | 2015-07-29 | 哈里伯顿能源服务公司 | 完成井孔的多区域断裂激励处理的方法 |
| RU138707U1 (ru) * | 2013-10-31 | 2014-03-20 | Сергей Николаевич Шестаков | Гидромеханический перфоратор |
| CN203978282U (zh) * | 2014-08-01 | 2014-12-03 | 四川省华蓥山煤业股份有限公司绿水洞煤矿 | 一种自动切换式水力冲孔喷射器 |
| RU2667240C1 (ru) * | 2017-10-12 | 2018-09-18 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ многократного гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины |
| RU2696035C1 (ru) * | 2018-11-12 | 2019-07-30 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115059436A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-09-16 | 李绍武 | 一种油气开采水力压裂用射孔器 |
| CN115059436B (zh) * | 2022-07-14 | 2024-02-02 | 魏月萍 | 一种油气开采水力压裂用射孔器 |
| RU2796373C1 (ru) * | 2022-07-27 | 2023-05-22 | Алексей Юрьевич Михайлов | Гидропескоструйный перфоратор с пакером гидравлического действия |
| CN117684921A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 新疆石油管理局有限公司 | 连续油管页岩储层深穿透脉冲射流钻孔装置及使用方法 |
| CN117684921B (zh) * | 2024-02-04 | 2024-04-23 | 新疆石油管理局有限公司 | 连续油管页岩储层深穿透脉冲射流钻孔装置及使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10174594B2 (en) | Jet perforating and cutting method | |
| RU2432451C1 (ru) | Устройство и способ для перемещения храповым механизмом инструмента обработки пласта для интенсификации притока | |
| EP0851094B1 (en) | Method of fracturing subterranean formation | |
| RU2521573C2 (ru) | Способ и устройство для повышения надежности операций точечного стимулирования | |
| US11156071B2 (en) | Method of subterranean fracturing | |
| RU2738059C1 (ru) | Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта | |
| EA004100B1 (ru) | Способ и устройство для интенсификации множества интервалов формации | |
| NO324164B1 (no) | Fremgangsmate for behandling av multiple bronnintervaller | |
| US20060070740A1 (en) | System and method for fracturing a hydrocarbon producing formation | |
| NO328819B1 (no) | Framgangsmate for behandling av hydrokarbonkilder | |
| US10100601B2 (en) | Downhole assembly having isolation tool and method | |
| US9353597B2 (en) | Apparatus and method for isolating flow in a downhole tool assembly | |
| US8985209B2 (en) | High pressure jet perforation system | |
| US20090095467A1 (en) | Bypass gas lift system and method for producing a well | |
| US3062286A (en) | Selective fracturing process | |
| CN102953719A (zh) | 拖动式无封隔器水力喷射脉动酸压装置及方法 | |
| RU177980U1 (ru) | Устройство для гидроразрыва пласта | |
| RU2601881C1 (ru) | Способ многократного гидравлического разрыва пласта в наклонно направленном стволе скважины | |
| RU2655309C1 (ru) | Способ многократного гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины | |
| RU2696035C1 (ru) | Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта | |
| US10612354B2 (en) | Jetting apparatus for fracturing applications | |
| RU2592582C1 (ru) | Способ гидравлического разрыва пласта | |
| RU2455467C1 (ru) | Способ перфорации скважины | |
| RU2613403C1 (ru) | Способ гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины | |
| US10443377B2 (en) | Pressure testing for downhole fluid injection systems |