RU2766463C1

RU2766463C1 - Method of drilling productive formation with cumulative charges and device for implementation thereof

Info

Publication number: RU2766463C1
Application number: RU2021111236A
Authority: RU
Inventors: Игорь Михайлович Глазков
Original assignee: Игорь Михайлович Глазков
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2022-03-15

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industry.

SUBSTANCE: group of inventions relates to perforating and blasting operations in oil and gas wells. Method of perforating-blasting operations in oil and gas wells includes lowering into the well of a cumulative perforator - a bearing structure, in which cumulative charges are installed, which are located in groups, subsequent actuation of cumulative charges and formation of perforated channels in the casing string of the well and in the rock. At that, perforated channels are grouped by creating opening sectors, including at least two perforated channels with opening sector angle α, having values from acute to obtuse angle, with formation of sector pairs of perforated channels, in which the opening sectors are directed in opposite directions at a developed angle or with an offset to form an obtuse angle relative to each other β. Sector pairs of perforated channels or sector pair of perforated channels and sector of opening are additionally shifted relative to each other at an angle ϕ to form a sector group of perforated channels.

EFFECT: increased efficiency of bottomhole formation zone opening, optimum arrangement of perforated channels for fluid inflow or for action on formation.

14 cl, 8 dwg

Description

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

Известен способ создания перфорационных отверстий в прилегающей подземной формации из ствола скважины, включающий следующие операции: размещение в стволе скважины скважинного стреляющего перфоратора, содержащего группу зарядов взрывчатого вещества, ориентированных для создания перфорационных отверстий в пласте, прилегающем к скважине; детонацию группы зарядов взрывчатого вещества для создания первого перфорационного отверстия в пласте и создание пары вторых перфорационных отверстий, пересекающихся в точке за конечной точкой первого отверстия [RU 2411353 C2, МПК Е21В 43/117 , опубл. 10.02.2011].A known method of creating perforations in an adjacent subterranean formation from a wellbore, which includes the following operations: placing in the wellbore a downhole firing perforator containing a group of explosive charges oriented to create perforations in the formation adjacent to the wellbore; detonation of a group of explosive charges to create a first perforation in the formation and create a pair of second perforations intersecting at a point beyond the end point of the first hole [EN 2411353 C2, IPC E21B 43/117 , publ. February 10, 2011].

Известное решение позволяет сконцентрировать заряды группы и получаемые перфоканалы в одном направлении к точке их пересечения с целью наилучшего разуплотнения горной породы, но задача группирования зарядов в кумулятивном перфораторе для концентрации перфоканалов по секторам в радиальном направлении скважины (в поперечном сечении скважины) относительно трещиноватости или участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы продуктивного пласта не рассматривается. В описании к изобретению (стр. 3 абзац 5) указано: «Следует понимать, что подобные группы (14G) зарядов могут быть изменены для приспосабливания к потребностям определенных случаев применения перфорирования. Подобные изменения могут включать в себя изменения фазирования зарядов взрывчатого вещества, относительного положения отдельных зарядов в пределах группы, изменения числа групп зарядов взрывчатого веществ в любой заданной секции скважинного стреляющего перфоратора и/или изменения числа и типа зарядов взрывчатого вещества, используемых в любой заданной секции скважинного стреляющего перфоратора». То есть в данном решении возможно подразумевается изменение фазировок (угловых смещений по радиусу перфоратора) зарядов внутри группы, но концентрация зарядов и перфоканалов идёт к точке их вероятного пересечения.The known solution allows you to concentrate the charges of the group and the resulting perforated channels in one direction to the point of their intersection in order to best decompact the rock, but the task of grouping charges in a cumulative perforator to concentrate the perforated channels in sectors in the radial direction of the well (in the cross section of the well) relative to fracturing or areas of the least resistance to the destruction of the rock of the productive formation is not considered. The description of the invention (p. 3 paragraph 5) states: “It should be understood that such groups (14G) of charges can be changed to adapt to the needs of certain perforation applications. Such changes may include changes in the phasing of explosive charges, the relative positions of individual charges within a group, changes in the number of groups of explosive charges in any given section of a downhole gun, and/or changes in the number and type of explosive charges used in any given section of a downhole gun. shooting perforator. That is, this solution may imply a change in the phasing (angular displacements along the perforator radius) of the charges within the group, but the concentration of charges and perforated channels goes to the point of their probable intersection.

Известен кумулятивный перфоратор, содержащий герметичный корпус, внутри которого расположена перфорированная труба для ориентации кумулятивных зарядов и средства инициирования зарядов, две краевые группы зарядов и одну центральную, при этом краевые группы зарядов оснащены зарядами глубокого проникновения, расположенными в равном количестве по краям сектора, а центральная группа оснащена зарядами, создающими отверстия большого диаметра, расположенными по центру сектора, причем каждый отдельный заряд в группе расположен относительно корпуса перфоратора таким образом, что перфорационные струи во время детонации направлены под углом от 30° до 90° к плоскости, перпендикулярной оси перфоратора, а струи групп зарядов в одной секции перфоратора направлены в плоскость в прилегающем пласте [RU 2686544 С1, МПК Е21В 43/117, опубл. 29.04.2019].Known cumulative perforator containing a sealed housing, inside which there is a perforated pipe for orienting shaped charges and a means of initiating charges, two edge groups of charges and one central, while the edge groups of charges are equipped with deep penetration charges located in equal numbers along the edges of the sector, and the central the group is equipped with charges that create holes of large diameter, located in the center of the sector, and each individual charge in the group is located relative to the body of the perforator in such a way that the perforating jets during detonation are directed at an angle of 30° to 90° to the plane perpendicular to the axis of the perforator, and jets of charge groups in one section of the perforator are directed into the plane in the adjacent formation [RU 2686544 C1, IPC E21B 43/117, publ. 04/29/2019].

Известное решение позволяет сконцентрировать получаемые при срабатывании кумулятивных зарядов перфоканалы в одну плоскость в прилегающем пласте, что повышает вероятность успешного дальнейшего воздействия на пласт (например, ГРП), но задача группирования зарядов в кумулятивном перфораторе для концентрации перфоканалов по секторам в радиальном направлении скважины (в поперечном сечении скважины) относительно трещиноватости или участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы продуктивного пласта не рассматривается. Под сектором прострела зарядов в данном решении подразумевается концентрация перфоканалов в плоскость в прилегающем пласте в виде биконуса с общим основанием, формирующийся (по вертикали) вдоль перфоратора и скважины. Сектор формируется тремя группами зарядов - двумя краевыми и одной центральной вдоль перфоратора и скважины.The known solution makes it possible to concentrate the perforated channels obtained by actuating the shaped charges in one plane in the adjacent formation, which increases the likelihood of a successful further impact on the formation (for example, hydraulic fracturing), but the task of grouping charges in a shaped-charge perforator to concentrate the perforated channels in sectors in the radial direction of the well (in the transverse well section) relative to fracturing or areas of least resistance to the destruction of the rock of the productive formation is not considered. Under the charge penetration sector in this solution, we mean the concentration of perforated channels into the plane in the adjacent formation in the form of a bicone with a common base, which is formed (vertically) along the perforator and the well. The sector is formed by three groups of charges - two edge and one central along the perforator and well.

Известно устройство для перфорации скважины и образования трещин в прискважинной зоне пласта, которое включает узел для генерирования газов и узел для перфорации скважины с кумулятивными зарядами в виде гирлянды по длине устройства, включающей группу зарядов, по меньшей мере, одну, обеспечивающую вскрытие прискважинной зоны каналами глубиной, не меньшей радиуса зоны кольматации скважины, и другую группу зарядов, по меньшей мере, одну, предшествующую первой упомянутой группе зарядов или следующую за ней по длине устройства и обеспечивающую вскрытие прискважинной зоны каналами с поперечным их сечением, превышающим в 1,1-6 раз поперечное сечение каналов от зарядов первой группы, при этом устройство имеет средство инициирования его работы, а смежные кумулятивные заряды в каждой из групп зарядов и между группами зарядов смещены друг относительно друга в поперечном сечении устройства на одинаковый и/или разный угол в одном и/или разных направлениях отсчета угла [RU 2242590 С1, МПК Е21В 43/117, 43/263, опубл. 20.12.2004]. При этом пары из разных групп зарядов содержат по одинаковому числу зарядов в каждой из групп, например по 6 зарядов, и образуют секции, в которых все смежные кумулятивные заряды смещены друг относительно друга в поперечном сечении устройства на одинаковый угол, например на 60°, при этом секции выполнены с возможностью поворота друг относительно друга, например, на 30° и фиксации их в этом положении; при множестве секций последние выполнены и размещены в устройстве с возможностью равномерного чередования по длине этого устройства зарядов разных групп. A device for well perforation and formation of fractures in the near-wellbore formation zone is known, which includes a node for generating gases and a node for perforating a well with shaped charges in the form of a garland along the length of the device, including a group of charges, at least one, which provides opening of the near-wellbore zone with channels of depth , not less than the radius of the clogging zone of the well, and another group of charges, at least one preceding the first mentioned group of charges or following it along the length of the device and providing opening of the near-wellbore zone with channels with their cross section exceeding 1.1-6 times the cross section of the channels from the charges of the first group, while the device has a means of initiating its operation, and adjacent shaped charges in each of the groups of charges and between groups of charges are displaced relative to each other in the cross section of the device by the same and / or different angle in one and / or different directions of the angle reading [RU 2242590 C1, IPC E21V 43/11 7, 43/263, publ. December 20, 2004]. In this case, pairs from different groups of charges contain the same number of charges in each of the groups, for example, 6 charges, and form sections in which all adjacent shaped charges are displaced relative to each other in the cross section of the device by the same angle, for example, by 60°, at this section is made with the possibility of rotation relative to each other, for example, 30° and fix them in this position; with a plurality of sections, the latter are made and placed in the device with the possibility of uniform alternation of charges of different groups along the length of this device.

В данном решении смежные группы зарядов названы парами, но группирование зарядов идёт по их характеристикам и характеристикам получаемых перфоканалов, группа зарядов образована исключительно смежными зарядами. Задача группирования зарядов в кумулятивном перфораторе для концентрации перфоканалов по секторам в радиальном направлении скважины относительно трещиноватости или участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы продуктивного пласта не рассматривается.In this solution, adjacent groups of charges are called pairs, but the grouping of charges proceeds according to their characteristics and the characteristics of the resulting perforated channels, the group of charges is formed exclusively by adjacent charges. The task of grouping charges in a shaped-charge perforator for concentrating perforated channels by sectors in the radial direction of the well relative to fractures or areas of the least resistance to the destruction of the rock of the productive formation is not considered.

Известен способ вторичного вскрытия пласта кумулятивными зарядами, включающий определение расстояния - шага для конкретной породы пласта, подлежащего вскрытию, между двумя парными кумулятивными зарядами, ориентированными в одном направлении и в одной плоскости, при котором обеспечивают необходимую интерференцию ударных волн при инициировании этих зарядов для взаимного разрушения пестов в образуемых парных каналах вскрытия пласта, и необходимую интерференцию напряженных зон в породе пласта для развития трещин в плоскости парных каналов с обеспечением газогидродинамической связи парных каналов как между собой, так и с зоной пласта, примыкающей к этим каналам, сборку кумулятивного перфоратора с расположением в нем системы парных кумулятивных зарядов с вышеопределенным шагом в каждой из пар, при этом парные кумулятивные заряды ориентируют в заданном направлении относительно оси кумулятивного перфоратора и располагают по его боковой поверхности в виде спирали, по меньшей мере, одной с расстоянием между смежными парами кумулятивных зарядов, превышающим вышеопределенный шаг, спуск кумулятивного перфоратора в скважину и осуществление перфорации с образованием разветвленной дренажной системы вскрытия пласта из системы парных каналов, свободных по всей их длине, и трещин в плоскости парных каналов вскрытия пласта [RU 2493357 C1, МПК Е21В 43/117 опубл. 20.09.2013].There is a known method of re-opening a formation with shaped charges, including determining the distance - a step for a specific formation rock to be opened, between two paired shaped charges oriented in the same direction and in the same plane, which provides the necessary interference of shock waves when initiating these charges for mutual destruction pestles in the formed paired channels of the formation opening, and the necessary interference of stressed zones in the formation rock for the development of cracks in the plane of the paired channels with the provision of gas-hydrodynamic connection of the paired channels both among themselves and with the formation zone adjacent to these channels, the assembly of a cumulative perforator with an arrangement in it is a system of paired shaped charges with the above-defined pitch in each of the pairs, while the paired shaped charges are oriented in a given direction relative to the axis of the shaped-charge perforator and are placed along its side surface in the form of a spiral, at least one with a distance the gap between adjacent pairs of shaped charges exceeding the above-defined step, the descent of the shaped-charge perforator into the well and the perforation with the formation of a branched drainage system of the opening of the reservoir from a system of paired channels, free along their entire length, and cracks in the plane of the paired channels of the formation [RU 2493357 C1, IPC E21B 43/117 publ. 09/20/2013].

Известное решение направлено на разрушение пестов в парных каналах и создание трещин в плоскости парных каналов, ориентированных в одном направлении и в одной плоскости (по вертикали ПЗП), но задача группирования зарядов в кумулятивном перфораторе для концентрации перфоканалов по секторам в радиальном направлении скважины относительно трещиноватости или участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы продуктивного пласта не может быть эффективно решена данным способом, так как единицей группирования является пара зарядов строго ориентированная в одной плоскости и спиральное расположение этих пар.The known solution is aimed at destroying pestles in paired channels and creating cracks in the plane of paired channels oriented in the same direction and in the same plane (along the BFZ vertical), but the task of grouping charges in a shaped-charge perforator to concentrate perforated channels in sectors in the radial direction of the well relative to fracture or areas of least resistance to the destruction of the rock of the productive formation cannot be effectively solved by this method, since the grouping unit is a pair of charges strictly oriented in one plane and the spiral arrangement of these pairs.

Известен способ многопластового гидроразрыва в стволе скважины, который включает формирование в подземной структуре пропускных каналов в двух или более пластах вокруг ствола скважины [RU 2566348 C2, МПК Е21В 43/26, опубл. 20.09.2015]. Такие каналы разделены друг от друга длиной определенного участка ствола скважины. Пропускные каналы в каждой зоне имеют разные характеристики с учетом ориентаций пропускного канала в пространстве каждого из двух или более пластов и ее отношения к выбранному направлению разрыва, а также с учетом разности давлений начала гидроразрыва для каждого из двух или более пластов. Жидкость разрыва закачивается в ствол скважины во время проведения ГРП. Жидкость разрыва, закачиваемая во время проведения ГРП, подается под давлением выше, чем давление начала разрыва для одного из двух или более пластов. Это ускоряет разрыв указанного пласта, при этом давление остается ниже давления начала разрыва для других, не подверженных разрыву одного из двух или более пластов. Процесс повторяется, по меньшей мере, для одного или более пластов, не подверженных разрыву, или двух или более пластов. Технический результат заключается в повышении эффективности гидроразрыва пластов в стволе скважины.A known method of multi-layer hydraulic fracturing in a wellbore, which includes the formation of passage channels in the underground structure in two or more layers around the wellbore [RU 2566348 C2, IPC E21B 43/26, publ. 20.09.2015]. Such channels are separated from each other by the length of a certain section of the wellbore. The throughput channels in each zone have different characteristics, taking into account the orientation of the throughput channel in the space of each of the two or more layers and its relationship to the selected fracture direction, as well as taking into account the pressure difference of the beginning of hydraulic fracturing for each of the two or more layers. The fracturing fluid is pumped into the wellbore during hydraulic fracturing. The fracturing fluid injected during hydraulic fracturing is supplied at a pressure higher than the fracture initiation pressure for one of the two or more formations. This accelerates the fracturing of said formation while keeping the pressure below the fracture initiation pressure for the other not fracturing one of the two or more formations. The process is repeated for at least one or more non-fractured formations or two or more formations. The technical result consists in increasing the efficiency of hydraulic fracturing in the wellbore.

Известное решение с целью оптимизации разрыва каждого пласта или пропластка (или каждой зоны) предполагает ориентирование перфоканалов по зонам относительно выбранного направления - производится смещение «пучков» перфоканалов, образованных одним или большим числом перфоканалов, относительно величин напряжений действующих вокруг скважины в каждой зоне. Разница углов перфорации в различных зонах или между «пучками» производится для обеспечения разности давлений начала разрыва в этих зонах и обеспечения индивидуального последовательного выполнения работ в каждой из зон. Из описания (стр. 3 абзац. 4, стр. 8, абзац 3) следует, что угловое смещение перфоканалов «в пучке» (в зоне) 0° или 180° с возможным отклонением от ±5° до ±10° для каждой зоны. Такое угловое смещение не может обеспечить создание сектора вскрытия и секторной пары в зоне (в пласте). Из описания (стр. 8, абзац 4) следует, что используется угловое смещение между углами разных зон от ±15°, ±20°, ±25°, ±30° и более, что также не подходит для создания сектора вскрытия и секторной пары в зоне (в пласте). В известном способе принцип ориентирования перфоканалов в большей степени заключается в определении кривизны продольной оси скважины (отклонений её профиля) и в смещении перфоканалов по пластам (по зонам) с учётом кривизны скважины и характеристик пластов, которых должно быть не менее двух, в определении основных напряжений вокруг ствола для каждой зоны и в точном ориентировании устройства перед вскрытием этих зон, что делает этот способ сложным и затратным в использовании.A well-known solution in order to optimize the fracturing of each formation or interlayer (or each zone) involves orienting the perforated channels in zones relative to the selected direction - the “beams” of perforated channels formed by one or more perforated channels are displaced relative to the stresses acting around the well in each zone. The difference in perforation angles in different zones or between "beams" is made to ensure the pressure difference between the beginning of the rupture in these zones and to ensure individual sequential execution of work in each of the zones. From the description (p. 3 paragraph 4, p. 8, paragraph 3) it follows that the angular displacement of the perforated channels “in the bundle” (in the zone) is 0° or 180° with a possible deviation from ±5° to ±10° for each zone . Such an angular displacement cannot ensure the creation of an opening sector and a sector pair in the zone (in the reservoir). From the description (p. 8, paragraph 4) it follows that the angular displacement between the corners of different zones from ±15°, ±20°, ±25°, ±30° and more is used, which is also not suitable for creating an opening sector and a sector pair in the zone (in the reservoir). In the known method, the principle of orienting perforated channels to a greater extent consists in determining the curvature of the longitudinal axis of the well (deviations in its profile) and in shifting the perforated channels along the layers (by zones), taking into account the curvature of the well and the characteristics of the layers, which should be at least two, in determining the main stresses around the barrel for each zone and in the exact orientation of the device before opening these zones, which makes this method difficult and costly to use.

Указанный способ в большей степени учитывает напряжения вокруг скважины и не учитывает распространение трещиноватости горной породы и требует точного ориентирования устройств перед срабатыванием. В описании к изобретению (стр. 10 абзац 4 и фиг. 5) указано: «На фиг. 5 показан пример альтернативной стратегии перфорации, которая может быть использована с возможностью создания гетерогенного давления начала разрыва в зонах вокруг ствола скважины. В этом примере перфорация каждой зоны имеет два вида, а именно: начальную Ai (i=1…4) и вторичную Bi (j=0…M) c различной ориентацией в зоне максимального напряжения. Здесь начальная перфорация А1, А2, А3 и А4 расположена не по оси направления максимального напряжения под определенным углом (α), а перфорация В1, В2, BN и BM расположена не по оси направления максимального напряжения под большим углом. В одном варианте реализации данного изобретения каждая зона ствола скважины может иметь, по крайней мере, один тип перфорации Ai и один или более типов перфорации Bi. С таким типом перфорации ориентация давления начала разрыва в каждой зоне перфорации будет зависеть от угла α в комплексе отверстий вторичной перфорации (Bi). Изменение угла α в комплексе отверстий перфорации в разных зонах ствола скважины позволяет достигать разных давлений начала разрыва в разных зонах». Угловое смещение перфоканалов Ai (i=1…4) и Bi (j=0…M) c различной ориентацией в зоне максимального напряжения рассматривать как сектор вскрытия или секторную пару не возможно, так как перфоканалы сориентированы по одному принципу - иметь отклонение от направления максимального напряжения (от вертикали по фиг. 5), один тип перфоканалов Ai смещён от вертикали под углом α, второй тип перфоканалов Bi смещён от вертикали под углом большим чем α.This method takes into account the stresses around the well to a greater extent and does not take into account the spread of rock fracturing and requires precise orientation of the devices before operation. The description of the invention (p. 10 paragraph 4 and Fig. 5) states: “In Fig. 5 shows an example of an alternative perforation strategy that can be used to create a heterogeneous fracture initiation pressure in the zones around the wellbore. In this example, the perforation of each zone has two types, namely: initial Ai (i=1…4) and secondary Bi (j=0…M) with different orientations in the zone of maximum stress. Here, the initial perforations A1, A2, A3 and A4 are located off-axis of the maximum stress direction at a certain angle (α), and the perforations B1, B2, BN and BM are located off-axis of the maximum stress direction at a large angle. In one embodiment of the present invention, each wellbore zone may have at least one perforation type Ai and one or more perforation types Bi. With this type of perforation, the orientation of the fracture initiation pressure in each perforation zone will depend on the angle α in the complex of secondary perforations (Bi). Changing the angle α in the complex of perforations in different zones of the wellbore makes it possible to achieve different fracture initiation pressures in different zones.” Angular displacement of perforated channels Ai (i=1…4) and Bi (j=0…M) with different orientation in the zone of maximum stress cannot be considered as an opening sector or a sector pair, since the perforated channels are oriented according to the same principle - to have a deviation from the direction of maximum voltage (from the vertical in Fig. 5), one type of perforated channels Ai is offset from the vertical at an angle α, the second type of perforated channels Bi is offset from the vertical at an angle greater than α.

Известен кумулятивный перфоратор, содержащий несущую конструкцию, в которой кумулятивные заряды расположены группами, состоящими из одной или нескольких пар зарядов по первому варианту, состоящими из одной или нескольких пар зарядов и дополнительных одиночных зарядов по второму варианту [RU 2603792 С1, МПК Е21В 43/117, опубл. 27.11.2016]. Обеспечивается высокий уровень совершенства вскрытия продуктивных пластов, оптимальный охват продуктивных пластов перфорационными каналами при вскрытии, наибольшее количество перфорационных каналов в радиальном направлении в поперечном сечении скважины, уменьшение размеров зон пласта, неохваченных перфорационными каналами, и снижение фугасного воздействия на скважину при срабатывании перфоратора.Known cumulative perforator containing a carrier structure in which the shaped charges are arranged in groups consisting of one or more pairs of charges according to the first option, consisting of one or more pairs of charges and additional single charges according to the second option [RU 2603792 C1, IPC E21B 43/117 , publ. November 27, 2016]. EFFECT: high level of perfection of reservoir opening, optimal coverage of productive layers by perforation channels during opening, the largest number of perforation channels in the radial direction in the cross section of the well, a decrease in the size of formation zones not covered by perforation channels, and a decrease in high-explosive impact on the well when the perforator is triggered.

Изобретение обеспечивает оптимальный охвата ПЗП перфоканалами с возможностью их равномерного распределения, но задача по концентрации перфоканалов по направлениям не ставится. При этом имеются конструктивные ограничения для концентрации перфоканалов в радиальном направлении скважины, такие как единицей группирования является пара зарядов образованная смежными (соседними) зарядами или пара зарядов плюс одиночный заряд.EFFECT: invention provides optimal coverage of the BHP by perforated channels with the possibility of their uniform distribution, but the task of concentrating perforated channels in directions is not set. At the same time, there are design limitations for the concentration of perforated channels in the radial direction of the well, such as the grouping unit is a pair of charges formed by adjacent (adjacent) charges or a pair of charges plus a single charge.

В качестве прототипа выбран способ проведения прострелочно-взрывных работ в нефтяных и газовых скважинах и перфоратор для его осуществления включают спуск в скважину несущей конструкции с кумулятивными зарядами, последующее срабатывание кумулятивных зарядов и образование в обсадной колонне скважины и горной породе каналов для притока флюида (RU 2370639 С1, МПК 43/117, опубл. 20.10.2009). Указанные каналы в обсадной колонне и в горной породе образовывают попарно, при этом каналы, образующие пару, располагают относительно друг друга под одним углом, а угол между парами каналов выполняют отличным от угла в парах или равным ему.As a prototype, a method for carrying out perforating and blasting operations in oil and gas wells and a perforator for its implementation include lowering a carrier structure with shaped charges into the well, subsequent operation of shaped charges and the formation of channels for fluid inflow in the well casing and rock (RU 2370639 C1, IPC 43/117, published 20.10.2009). Said channels in the casing string and in the rock are formed in pairs, while the channels forming a pair are arranged relative to each other at the same angle, and the angle between the pairs of channels is made different from the angle in pairs or equal to it.

Известное решение обеспечивает высокий уровень совершенства вскрытия продуктивных пластов с возможностью максимальной площади вскрытия кумулятивными струями зарядов продуктивного пласта в поперечном сечении скважины, но задача группирования зарядов в перфораторе для концентрации перфоканалов по секторам в радиальном направлении скважины относительно трещиноватости или участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы продуктивного пласта не рассматривается. При этом имеются конструктивные ограничения для концентрации перфоканалов в радиальном направлении скважины, такие как единицей группирования является пара зарядов и пара перфоканалов образованная смежными (соседними) зарядами и смежными перфоканалами.The known solution provides a high level of perfection of the opening of productive formations with the possibility of the maximum area of opening by cumulative jets of charges of the productive formation in the cross section of the well, but the task of grouping charges in the perforator for the concentration of perforated channels in sectors in the radial direction of the well relative to fracturing or areas of least resistance to the destruction of the rock of the productive formation not considered. At the same time, there are design limitations for the concentration of perforated channels in the radial direction of the well, such as a grouping unit is a pair of charges and a pair of perforated channels formed by adjacent (adjacent) charges and adjacent perforated channels.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка способа проведения прострелочно-взрывных работ в скважине и кумулятивного перфоратора (далее перфоратора), обеспечивающих повышенную эффективность вскрытия призабойной зоны пласта (далее ПЗП), которая заключается в создании оптимально расположенных перфоканалов для притока флюида или для оказания воздействия на горную породу (на пласт).The task to be solved by the claimed technical solution is to develop a method for perforating and blasting operations in a well and a cumulative perforator (hereinafter referred to as a perforator) that provide increased efficiency of opening the bottomhole formation zone (hereinafter BFZ), which consists in creating optimally located perforated channels for fluid inflow or to influence the rock (formation).

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в создании в ПЗП скважины сконцентрированных (сгруппированных) по секторам в радиальном направлении скважины (в поперечном сечении скважины) относительно трещиноватости или участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы перфоканалов путём группирования кумулятивных зарядов в перфораторе.In the implementation of the invention, the task is solved by achieving a technical result, which consists in creating in the bottomhole zone of the well concentrated (grouped) in sectors in the radial direction of the well (in the cross section of the well) relative to the fracture or areas of the least resistance to the destruction of the perforated rock rock by grouping shaped charges into perforator.

Указанный технический результат по объекту - способу достигается тем, что в известном способе проведения прострелочно-взрывных работ в нефтяных и газовых скважинах, включающий спуск в скважину несущей конструкции с кумулятивными зарядами, последующее срабатывание кумулятивных зарядов и образование в обсадной колонне скважины и в горной породе каналов для притока флюида или для оказания воздействия на горную породу (на пласт), особенностью является то, что осуществляют концентрацию (группирование) перфоканалов в радиальном направлении скважины (в поперечном сечении скважины) путём создания секторов вскрытия, включающих в себя как минимум два перфоканала с углом сектора вскрытия α, имеющего значения от острого до тупого угла, с образованием секторных пар перфоканалов, в которых сектора вскрытия направлены в противоположные стороны под развернутым углом или со смещением с образованием тупого угла относительно друг друга β, а секторные пары перфоканалов или секторная пара перфоканалов и сектор вскрытия дополнительно смещены относительно друг друга под углом ϕ с образованием секторной группы перфоканалов.The specified technical result according to the object - method is achieved by the fact that in the known method of carrying out perforating and blasting operations in oil and gas wells, including lowering a carrier structure with shaped charges into the well, subsequent operation of shaped charges and the formation of channels in the casing string of the well and in the rock for fluid inflow or for influencing the rock (formation), the peculiarity is that the perforated channels are concentrated (grouped) in the radial direction of the well (in the well cross section) by creating opening sectors, including at least two perforated channels with an angle opening sector α, having values from an acute to an obtuse angle, with the formation of sector pairs of perforated channels, in which the opening sectors are directed in opposite directions at a developed angle or with an offset with the formation of an obtuse angle relative to each other β, and sector pairs of perforated channels or a sector pair of perforated channels and se the opening factors are additionally displaced relative to each other at an angle ϕ with the formation of a sector group of perforated channels.

При этом сектор вскрытия может быть образован любым количеством перфоканалов, начиная от двух, с углом сектора вскрытия α, определяемым между двумя крайними перфоканалами сектора, и может иметь значения острого, прямого и тупого угла.In this case, the opening sector can be formed by any number of perforated channels, starting from two, with the opening sector angle α, determined between the two extreme perforated channels of the sector, and can have the values of an acute, right and obtuse angle.

Кроме того, сектор вскрытия может быть образован соседними (смежными) и/или не соседними (не смежными) перфоканалами. То есть сектор вскрытия может быть образован соседними (смежными) перфоканалами или не соседними (не смежными) перфоканалами или сочетанием соседних (смежных) и не соседних (не смежных) перфоканалов.In addition, the opening sector can be formed by adjacent (adjacent) and/or non-adjacent (non-adjacent) perforated channels. That is, the opening sector can be formed by adjacent (adjacent) perforated channels or non-adjacent (non-adjacent) perforated channels or a combination of adjacent (adjacent) and non-adjacent (non-adjacent) perforated channels.

При образовании сектора вскрытия перфоканалами в количестве более двух, угол между перфоканалами внутри сектора γ может иметь отличные значения внутри сектора вскрытия и зависеть от количества перфоканалов внутри сектора вскрытия.When an opening sector is formed by more than two perforated channels, the angle between perforated channels within the sector γ can have different values within the opening sector and depend on the number of perforated channels inside the opening sector.

Секторная пара перфоканалов может быть образована двумя соседними (смежными) или не соседними (не смежными) секторами вскрытия. Угол секторной пары перфоканалов β, имеет значения развернутого или тупого угла и определяется между серединами углов секторов вскрытия α образующими секторную пару, имеющими значения угла α/2.A sector pair of perforated channels can be formed by two adjacent (adjacent) or non-adjacent (non-adjacent) opening sectors. The angle of a sector pair of perforated channels β has the values of a developed or obtuse angle and is determined between the midpoints of the angles of the opening sectors α forming a sector pair having the values of the angle α/2.

Секторная группа перфоканалов может состоять из секторной пары перфоканалов и дополнительного сектора или из секторных пар перфоканалов.A sector group of perforated channels may consist of a sector pair of perforated channels and an additional sector or sector pairs of perforated channels.

Угол секторной группы ϕ перфоканалов может иметь любое значение (ϕ=0÷360°) и равен углу сектора вскрытия α или углу секторной пары перфоканалов β или отличен от них.The angle of the sector group ϕ of perforated channels can have any value (ϕ=0÷360°) and is equal to the opening sector angle α or the angle of the sector pair of perforated channels β or different from them.

Перфоканалы могут быть направлены как перпендикулярно к продольной оси кумулятивного перфоратора и скважины, так и под острым или тупым углом к продольной оси перфоратора и скважины.Perforated channels can be directed both perpendicular to the longitudinal axis of the cumulative perforator and well, and at an acute or obtuse angle to the longitudinal axis of the perforator and well.

Количество перфоканалов, входящих в разные сектора вскрытия и значения углов разных секторов вскрытия α, а так же значения углов разных секторных пар перфоканалов β и углов разных секторных групп перфоканалов ϕ могут иметь различные (отличающиеся) значения.The number of perforated channels included in different opening sectors and the values of the angles of different opening sectors α, as well as the angles of different sector pairs of perforated channels β and the angles of different sector groups of perforated channels ϕ can have different (different) values.

Допускается сочетание перфоканалов, сгруппированных по секторам и произвольно расположенных перфоканалов или сгруппированных по иному принципу (не по секторам вскрытия).A combination of perforated channels grouped by sectors and randomly located perforated channels or grouped according to a different principle (not by opening sectors) is allowed.

Концентрация (группирование) перфоканалов по секторам вскрытия может производиться как в одном направлении, так и в нескольких направлениях сразу: вдоль, поперёк и/или под определённым углом смещения для каждого сектора вскрытия относительно трещиноватости или участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы, в зависимости от решаемых задач. The concentration (grouping) of perforated channels by opening sectors can be carried out both in one direction and in several directions at once: along, across and / or at a certain displacement angle for each opening sector relative to fracturing or areas of least resistance to rock destruction, depending on the tasks.

Термин «концентрация» перфоканалов дополнен термином «группирование», так как концентрация перфоканалов производится через группирование перфоканалов и соответственно через группирование кумулятивных зарядов в несущей конструкции перфоратора.The term "concentration" of perforated channels is supplemented by the term "grouping", since the concentration of perforated channels is carried out through the grouping of perforated channels and, accordingly, through the grouping of shaped charges in the supporting structure of the perforator.

Группирование перфоканалов в радиальном направлении скважины и группирование соответствующих им кумулятивных зарядов в перфораторе рассматривается - как задание направления перфоканалам в ПЗП и кумулятивным зарядам в перфораторе от центра скважины в поперечном сечении (или от центра перфоратора в поперечном сечении или продольной оси перфоратора) к периферии в ПЗП с необходимыми угловыми смещениями по радиусу (или с фазированием) по всей длине (толщине) перфорируемого интервала и длине перфоратора. Термин «в радиальном направлении скважины» уточнён и дополнен термином «в поперечном сечении скважины», чтобы не путать с радиусом кривизны скважины - c искривлением её продольной оси. Из поперечного сечения скважины (в ПЗП), например, над перфоканалами или над любым сектором вскрытия или секторной парой перфоканалов или секторной группой перфоканалов, будут понятны угловые смещения контуров перфоканалов (или их осей) в секторе вскрытия, в секторной паре перфоканалов и в секторной группе перфоканалов.The grouping of perforated channels in the radial direction of the well and the grouping of the corresponding shaped charges in the perforator is considered as setting the direction of the perforated channels in the bottomhole zone and the shaped charges in the perforator from the center of the well in the cross section (or from the center of the perforator in the cross section or the longitudinal axis of the perforator) to the periphery in the bottomhole zone with the necessary angular displacements along the radius (or with phasing) along the entire length (thickness) of the perforated interval and the length of the perforator. The term "in the radial direction of the well" is specified and supplemented with the term "in the cross section of the well" so as not to be confused with the radius of curvature of the well - with the curvature of its longitudinal axis. From the cross section of the well (in the bottomhole zone), for example, above the perforated channels or above any opening sector or a sector pair of perforated channels or a sector group of perforated channels, the angular displacements of the contours of the perforated channels (or their axes) in the opening sector, in the sector pair of perforated channels and in the sector group will be clear perforated channels.

Каждый перфоканал и соответствующий ему кумулятивный заряд лежат в одной секущей скважину (и ПЗП) плоскости, которая может быть как перпендикулярной, так и не перпендикулярной к продольной оси скважины.Each perforated channel and its corresponding shaped charge lie in the same secant well (and BFZ) plane, which can be either perpendicular or not perpendicular to the longitudinal axis of the well.

Термин «соседний» дополнен термином «смежный», так как подразумевается ближайший заряд или перфоканал или сектор вскрытия, который находится рядом с предшествующим зарядом или перфоканалом или сектором вскрытия на одном уровне или выше/ниже, с угловым смещением или без углового смещения. Канал в обсадной и в горной породе скважины, получаемый в ходе срабатывания кумулятивного заряда (сокращённо «заряда») - перфоканал. Полученные перфоканалы могут быть использованы как для притока флюида из ПЗП, так и для оказания воздействия на горную породу с целью добычи флюида из продуктивного пласта или для оказания воздействия на продуктивный пласт (сокращённо «пласт»). Указанный способ может применяться не только в скважинах с обсаженным стволом в интервале перфорации, но и в скважинах с не обсаженным стволом в интервале перфорации. «Пласт», «ПЗП», «горная порода» - взаимосвязанные понятия.The term “neighboring” is supplemented by the term “adjacent”, since it means the nearest charge or perforated channel or opening sector, which is located next to the previous charge or perforated channel or opening sector at the same level or above/below, with or without angular displacement. The channel in the casing and in the rock of the well, obtained during the operation of the shaped charge (abbreviated as "charge") - perforated channel. The resulting perforated channels can be used both for fluid inflow from the bottomhole zone, and for influencing the rock in order to extract fluid from the reservoir or for influencing the reservoir (abbreviated as "reservoir"). This method can be used not only in cased-hole wells in the perforation interval, but also in open-hole wells in the perforation interval. "Plast", "PZP", "rock" are interrelated concepts.

В ходе реализации способа определяют общее необходимое количество перфоканалов в ПЗП, количество секторов вскрытия образуемых перфоканалами, количество перфоканалов и значения угла сектора вскрытия α для каждого сектора вскрытия, расположение секторов вскрытия образующих секторную пару перфоканалов относительно друг друга и значения угла секторной пары перфоканалов β для каждой секторной пары перфоканалов, а так же состав секторных групп перфоканалов и значения углов секторных групп перфоканалов ϕ для каждой секторной группы. Для получения перфоканалов в ПЗП с заданным секторным расположением изготавливают несущую конструкцию перфоратора с соответствующим секторным расположением (с угловым смещением или фазированием) зарядов, либо при сборке несущей конструкции с зарядами (если конструкция позволяет) фиксируют положение зарядов, обеспечивая заданное секторное расположение перфоканалов в ПЗП. During the implementation of the method, the total required number of perforated channels in the PZP, the number of opening sectors formed by perforated channels, the number of perforated channels and the values of the opening sector angle α for each opening sector, the location of the opening sectors forming a sector pair of perforated channels relative to each other and the values of the angle of the sector pair of perforated channels β for each sector pair of perforated channels, as well as the composition of sector groups of perforated channels and the values of the angles of sector groups of perforated channels ϕ for each sector group. To obtain perforated channels in the BFZ with a given sectoral arrangement, the supporting structure of the perforator is made with the corresponding sectoral arrangement (with angular displacement or phasing) of charges, or when assembling the supporting structure with charges (if the design allows), the position of the charges is fixed, providing a given sectoral arrangement of the perforated channels in the BFZ.

Указанный технический результат по объекту - устройство достигается тем, что в известном кумулятивном перфораторе, содержащем несущую конструкцию, в которой установлены кумулятивные заряды расположенные группами, особенностью является то, что кумулятивные заряды группируются по секторам фазирования, образуемым в радиальном направлении перфоратора (в поперечном сечении перфоратора), при этом заряды, образующие сектор фазирования, включают в себя как минимум два заряда с углом сектора фазирования α, имеющего значения от острого до тупого угла, два сектора фазирования образуют секторную пару зарядов, в которой сектора фазирования, направлены в противоположные стороны под развернутым углом или со смещением с образованием тупого угла относительно друг друга β, а секторные пары зарядов или секторная пара зарядов и сектор фазирования дополнительно смещены относительно друг друга под углом ϕ с образованием секторной группы зарядов.The specified technical result on the object - the device is achieved by the fact that in a known cumulative perforator containing a supporting structure in which shaped charges are installed arranged in groups, the feature is that the shaped charges are grouped in phasing sectors formed in the radial direction of the perforator (in the cross section of the perforator ), while the charges forming the phasing sector include at least two charges with the phasing sector angle α, which has values from an acute to obtuse angle, two phasing sectors form a sector pair of charges, in which the phasing sectors are directed in opposite directions under the deployed angle or with a shift to form an obtuse angle relative to each other β, and the sector pairs of charges or the sector pair of charges and the phasing sector are additionally offset relative to each other at an angle ϕ to form a sector group of charges.

При этом сектор фазирования может быть образован любым количеством зарядов, начиная от двух, с углом сектора фазирования α, определяемым между двумя крайними зарядами сектора, и может иметь значения острого, прямого и тупого угла. Сектор фазирования может быть образован соседними (смежными) и/или не соседними (не смежными) зарядами. То есть сектор фазирования может быть образован соседними (смежными) зарядами или не соседними (не смежными) зарядами или сочетанием соседних (смежных) и не соседних (не смежных) зарядов.In this case, the phasing sector can be formed by any number of charges, starting from two, with the phasing sector angle α, determined between the two extreme charges of the sector, and can have the values of an acute, right and obtuse angle. The phasing sector can be formed by adjacent (adjacent) and/or non-adjacent (non-adjacent) charges. That is, the phasing sector can be formed by adjacent (adjacent) charges or non-adjacent (non-adjacent) charges or a combination of adjacent (adjacent) and non-adjacent (non-adjacent) charges.

При образовании сектора фазирования зарядами в количестве более двух, угол между зарядами внутри сектора γ может иметь отличные значения внутри сектора фазирования и зависеть от количества зарядов внутри сектора фазирования.When a phasing sector is formed with more than two charges, the angle between charges within the sector γ can have different values within the phasing sector and depend on the number of charges within the phasing sector.

Секторная пара зарядов может быть образована соседними (смежными) или не соседними (не смежными) секторами фазирования. Угол секторной пары зарядов β, имеет значения развернутого или тупого угла и определяется между серединами углов секторов фазирования α образующими секторную пару зарядов, имеющими значения угла α/2.A sector pair of charges can be formed by adjacent (adjacent) or non-adjacent (non-adjacent) phasing sectors. The angle of a sector pair of charges β has the values of a deployed or obtuse angle and is determined between the midpoints of the angles of the phasing sectors α forming a sector pair of charges having the values of the angle α/2.

Секторная группа зарядов может состоять из секторной пары зарядов и дополнительного сектора фазирования или из секторных пар зарядов.A sector group of charges may consist of a sector pair of charges and an additional phasing sector or of sector pairs of charges.

Угол секторной группы зарядов ϕ может иметь любое значение (ϕ=0÷360°) и равен углу сектора фазирования α или углу секторной пары зарядов β или отличен от них.The angle of the sector group of charges ϕ can have any value (ϕ=0÷360°) and is equal to the angle of the phasing sector α or the angle of the sector pair of charges β or different from them.

Заряды могут быть направлены как перпендикулярно к продольной оси кумулятивного перфоратора, так и под острым или тупым углом к продольной оси перфоратора. Под острым или тупым углом к продольной оси перфоратора заряды могут быть направлены, если ставится задача концентрации зарядов и перфоканалов по секторам не только в радиальном направлении перфоратора и скважины (в поперечном сечении перфоратора и скважины), но и вдоль продольной оси перфоратора и скважины.The charges can be directed both perpendicular to the longitudinal axis of the cumulative perforator, and at an acute or obtuse angle to the longitudinal axis of the perforator. Charges can be directed at an acute or obtuse angle to the longitudinal axis of the perforator if the task is to concentrate charges and perforation channels by sectors not only in the radial direction of the perforator and well (in the cross section of the perforator and well), but also along the longitudinal axis of the perforator and well.

В пределах одного кумулятивного перфоратора количество входящих в разные сектора фазирования зарядов и значения углов разных секторов фазирования α, а так же значения углов разных секторных пар зарядов β и углов разных секторных групп зарядов ϕ могут иметь различные (отличающиеся) значения.Within one cumulative perforator, the number of charges entering different phasing sectors and the values of the angles of different phasing sectors α, as well as the angles of different sector pairs of charges β and the angles of different sector groups of charges ϕ can have different (different) values.

Допускается сочетание в одном перфораторе зарядов сгруппированных по секторам фазирования и произвольно расположенных зарядов или сгруппированных по иному принципу (не по секторам вскрытия).A combination in one perforator of charges grouped by phasing sectors and randomly located charges or grouped according to a different principle (not by opening sectors) is allowed.

В пределах одного кумулятивного перфоратора углы секторов фазирования α, углы секторных пар зарядов β и углы секторных групп зарядов ϕ могут назначаться как в одном, так и в разных направлениях отсчета угла, как в правом (по часовой стрелке), так в левом (против часовой стрелки) направлении.Within one cumulative perforator, the angles of the phasing sectors α, the angles of sector pairs of charges β and the angles of sector groups of charges ϕ can be assigned both in one and in different directions of the angle reading, both in the right (clockwise) and in the left (counterclockwise arrows) direction.

Группирование зарядов в радиальном направлении перфоратора рассматривается в соответствии с группированием перфоканалов в радиальном направлении скважины - как задание направления кумулятивным зарядам (кумулятивным выемкам) от центра перфоратора в поперечном сечении (или от продольной оси несущей конструкции с зарядами) к периферии с необходимыми угловыми смещениями по радиусу (или с фазированием) по всей длине перфоратора. Термин «в радиальном направлении перфоратора» дополнен термином «в поперечном сечении перфоратора», так как из поперечного сечения перфоратора, например, над зарядами будут понятны угловые смещения зарядов или их контуров (или осей кумулятивных выемок).The grouping of charges in the radial direction of the perforator is considered in accordance with the grouping of perforated channels in the radial direction of the well - as setting the direction of the shaped charges (cumulative recesses) from the center of the perforator in the cross section (or from the longitudinal axis of the supporting structure with charges) to the periphery with the necessary angular displacements along the radius (or phasing) along the entire length of the perforator. The term "in the radial direction of the perforator" is supplemented by the term "in the cross section of the perforator", since from the cross section of the perforator, for example, above the charges, the angular displacements of the charges or their contours (or the axes of the cumulative recesses) will be clear.

В связи с тем, что способ и устройство, взаимозависимые объекты изобретения, и угловые смещения «секторов вскрытия» перфоканалов в ПЗП совпадают с угловыми смещениями соответствующим им «секторов фазирования» зарядов в перфораторе (направление продольной оси перфоканала в ПЗП совпадает с направлением продольной оси кумулятивной выемки соответствующего заряда в перфораторе), то для удобства допустимо использовать в описании объединённый термин для этих перфоканалов и зарядов - «сектор α»; так как угловые смещения «секторных пар перфоканалов» в ПЗП совпадают с соответствующими им угловыми смещениями «секторных пар зарядов» в перфораторе, то допустимо использовать общий термин для этих перфоканалов и зарядов - «секторная пара β»; так как угловые смещения «секторных групп перфоканалов» в ПЗП совпадают с соответствующими им угловыми смещениями «секторных групп зарядов» в перфораторе, то допустимо использовать общий термин для этих перфоканалов и зарядов - «секторная группа ϕ».Due to the fact that the method and device, interdependent objects of the invention, and the angular displacements of the “opening sectors” of the perforated channels in the PZP coincide with the angular displacements of the corresponding “phasing sectors” of the charges in the perforator (the direction of the longitudinal axis of the perforated channel in the PZP coincides with the direction of the longitudinal axis of the cumulative notches of the corresponding charge in the perforator), then for convenience it is permissible to use in the description the combined term for these perforated channels and charges - “sector α”; since the angular displacements of the "sector pairs of perforated channels" in the PZP coincide with the corresponding angular displacements of the "sector pairs of charges" in the perforator, it is permissible to use the general term for these perforated channels and charges - "sector pair β"; since the angular displacements of the "sector groups of perforated channels" in the PZP coincide with the corresponding angular displacements of the "sector groups of charges" in the perforator, it is permissible to use the general term for these perforated channels and charges - "sector group ϕ".

На фигурах 1, 2 и 3 приведены возможные примеры реализации способа и устройства по настоящему изобретению. Получаемые в ходе перфорации заявляемым способом в ПЗП перфоканалы, точнее их положение (или направление), соответствуют расположению (направлению) кумулятивных зарядов в используемом для реализации способа устройстве - в кумулятивном перфораторе. На всех фигурах показаны контуры перфоканалов в ПЗП, которым соответствуют сгруппированные заряды в перфораторе.The figures 1, 2 and 3 show possible examples of the implementation of the method and device of the present invention. The perforated channels obtained during the perforation by the claimed method in the PZP, or rather their position (or direction), correspond to the location (direction) of the shaped charges in the device used to implement the method - in the shaped-charge perforator . All figures show the contours of the perforated channels in the BFZ, which correspond to the grouped charges in the perforator.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение скважины 1 (ПЗП) и несущей конструкции с зарядами 2 (перфоратора). В перфорируемый интервал скважины доставляют всеми известными способами доставки (на геофизическом кабеле или на НКТ или на гибких трубах) несущую конструкцию с зарядами 2. При этом заряды 2 в перфораторе сгруппированы по секторам фазирования так, что после срабатывания перфоратора в обсадной колонне скважины 1 и в горной породе образуются соответствующе сконцентрированные (сгруппированные) по секторам вскрытия в радиальном направлении скважины 1 перфоканалы 3 (показаны контуры перфоканалов), с образованием сектора вскрытия с углом α₁ и сектора вскрытия с углом α₂. Сектор α₁ и сектор α₂ направлены в противоположные стороны, образуя секторную пару с углом β₁, который назначают между серединой сектора α₁/2 и серединой сектора α₂/2. Сектор α₁ состоит из трёх перфоканалов 3, угол α₁ определён между крайними перфоканалами сектора, угол γ₁ - угол между крайним перфоканалом сектора и перфоканалом внутри сектора. Сектор α₂ состоит из двух перфоканалов 3. Величины углов секторов α и количество перфоканалов 3 в каждом секторе, количество секторов и их смещения относительно друг друга назначают в зависимости от количества зарядов в перфораторе, от направления трещиноватости и/или предполагаемого положения условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4, а так же от точности определения её положения и возможности ориентировать перфоратор (поворачивать вокруг своей оси несущую конструкцию с зарядами до требуемого положения) в скважине. Под условной линией наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4 можно понимать «стресс породы» или направление, по которому горная порода менее всего сопротивляется разрушению при оказании воздействия на неё. Всего лишь одна секторная пара β₁, состоящая из сектора α₁ и из сектора α₂, может обеспечить необходимую концентрацию перфоканалов 3 в радиальном направлении скважины (в поперечном сечении скважины) относительно трещиноватости и/или условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4 для успешного вскрытия ПЗП. Например, попадание секторной пары β₁ в «стресс породы» обеспечит в ходе последующего гидроразрыва пласта максимальную приёмистость трещины разрыва (трещины ГРП) и фильтрацию флюида. In FIG. 1 shows a cross-section of the well 1 (PZP) and the supporting structure with charges 2 (perforator). The supporting structure with charges 2 is delivered to the perforated interval of the well by all known methods of delivery (on a geophysical cable or on tubing or on flexible pipes). perforated channels 3 (contours of perforated channels are shown), correspondingly concentrated (grouped) according to the opening sectors in the radial direction of the well 1, to form an opening sector with an angle α ₁ and an opening sector with an angle α ₂ . Sector α ₁ and sector α ₂ are directed in opposite directions, forming a sector pair with an angle β ₁ that is assigned between the middle of the sector α ₁ /2 and the middle of the sector α ₂ /2. The sector α ₁ consists of three perforated channels 3, the angle α ₁ is defined between the extreme perforated channels of the sector, the angle γ ₁ is the angle between the extreme perforated channel of the sector and the perforated channel inside the sector. Sector α ₂ consists of two perforated channels 3. The angles of the sectors α and the number of perforated channels 3 in each sector, the number of sectors and their offsets relative to each other are assigned depending on the number of charges in the perforator, on the direction of fracturing and / or the assumed position of the conditional line of least resistance destruction of rock 4, as well as on the accuracy of determining its position and the ability to orient the perforator (rotate the supporting structure with charges around its axis to the required position) in the well. Under the conditional line of least resistance to the destruction of rock 4, one can understand the "stress of the rock" or the direction along which the rock is least resistant to destruction when it is affected. Only one sector pair β ₁ , consisting of sector α ₁ and sector α ₂ , can provide the necessary concentration of perforated channels 3 in the radial direction of the well (in the cross section of the well) relative to fracturing and/or conditional line of least resistance to rock destruction 4 for successful PZP opening. For example, the hit of the sector pair β ₁ in the "rock stress" will ensure the maximum injectivity of the fracture (frac) and fluid filtration during the subsequent hydraulic fracturing.

На фиг. 2 изображено поперечное сечение скважины 1 (ПЗП). Аналогично фиг. 1 сектор α₁ и сектор α₂ направлены в противоположные стороны, образуя секторную пару β₁. Для усиления концентрации перфоканалов в направлении условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4 и нивелирования возможных погрешностей определения её положения, ниже идущий сектор α₃, образованный двумя перфоканалами 3, смещают относительно секторной пары β₁ под углом ϕ₁. На фиг. 2 показана образованная секторная группа ϕ₁, состоящая секторной пары β₁ и дополнительного сектора α₃, α₃/2 - середина сектора с углом α₃, ϕ₁ - угол между серединой сектора α₂/2 и серединой сектора α₃/2.In FIG. 2 shows a cross section of well 1 (BHP). Similarly to FIG. 1 sector α ₁ and sector α ₂ are directed in opposite directions, forming a sector pair β ₁ . To increase the concentration of perforated channels in the direction of the conditional line of least resistance to the destruction of rock 4 and leveling possible errors in determining its position, the sector α ₃ below, formed by two perforated channels 3, is shifted relative to the sector pair β ₁ at an angle ϕ ₁ . In FIG. 2 shows the formed sector group ϕ ₁ , consisting of a sector pair β ₁ and an additional sector α ₃ , α ₃ /2 is the middle of the sector with angle α ₃ , ϕ ₁ is the angle between the middle of the sector α ₂ /2 and the middle of the sector α ₃ /2.

На фиг. 3 изображено поперечное сечение скважины 1 (ПЗП). Для случая, когда положение условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4 неопределенно, либо ориентировать перфоратор нет возможности. Аналогично на фиг. 1 и фиг. 2 показаны: сектор α₁ и сектор α₂, направленные в противоположные стороны, образуя секторную пару β₁. Следующий сектор α₃, состоящий из двух перфоканалов 3, и сектор α₄, состоящий из четырёх перфоканалов 3 с углом между перфоканалами внутри сектора γ_2, образуют секторную пару с углом β₂, который назначают между серединой сектора α₃/2 и серединой сектора α₄/2. Секторные пары с углами β₁и β₂ смещены относительно друг друга под углом ϕ₁ с образованием секторной группы ϕ₁. (на фиг. 3 секторная группа состоит из двух секторных пар, ϕ₁ - угол между серединой сектора α₂/2 и серединой сектора α₃/2). Таким образом, производится уменьшение размеров секторов в радиальном направлении скважины 1, не охваченных перфоканалами 3, а смещение остальных, ниже идущих секторных пар или групп в перфораторе на следующий угол ϕ₂ (не показанных на фиг. 3), полностью перекроет перфоканалами неохваченные ими сектора ПЗП в поперечном сечении. При этом будет обеспечена необходимая концентрация перфоканалов секторными парами относительно условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4 (положение которой не определено) для успешного вскрытия ПЗП.In FIG. 3 shows a cross section of well 1 (BHP). For the case when the position of the conditional line of least resistance to the destruction of rock 4 is uncertain, or it is not possible to orient the perforator. Similarly in FIG. 1 and FIG. 2 shows: sector α ₁ and sector α ₂ directed in opposite directions, forming a sector pair β ₁ . The next sector α ₃ , consisting of two perforated channels 3, and sector α ₄ , consisting of four perforated channels 3 with an angle between the perforated channels inside the sector γ _2, form a sector pair with an angle β ₂ , which is assigned between the middle of the sector α ₃ /2 and the middle of the sector α ₄ /2. Sector pairs with angles β ₁ and β ₂ are shifted relative to each other at an angle ϕ ₁ to form a sector group ϕ ₁ . (in Fig. 3 sector group consists of two sector pairs, ϕ ₁ - the angle between the middle of the sector α ₂ /2 and the middle of the sector α ₃ /2). Thus, the size of the sectors in the radial direction of well 1, which are not covered by perforated channels 3, is reduced, and the displacement of the remaining, lower sector pairs or groups in the perforator by the next angle ϕ ₂ (not shown in Fig. 3) will completely cover the sectors not covered by perforated channels PZP in cross section. In this case, the required concentration of perforated channels with sector pairs will be provided relative to the conditional line of least resistance to the destruction of rock 4 (the position of which is not determined) for the successful opening of the BFZ.

Перфоканалы 3 могут концентрировать как вдоль, так и поперёк, так и в любом другом направлении относительно трещиноватости горной породы в зависимости от поставленных задач посредством создания (или задания) секторов вскрытия с углом сектора вскрытия α, секторных пар перфоканалов с углом секторных пар β и секторных групп перфоканалов с углом секторных групп ϕ и соответствующем размещением кумулятивных зарядов на несущей конструкции в перфораторе. Группирование кумулятивных зарядов в несущей конструкции в перфораторе производится: либо в момент установки зарядов в заранее изготовленные в несущей конструкции с заданным угловым смещением (фазированием) относительно друг друга посадочные места, либо фиксацией положения заряда с заданным угловым смещением при сборке перфоратора.Perforated channels 3 can be concentrated both along and across, and in any other direction relative to the fracturing of the rock, depending on the tasks set, by creating (or setting) opening sectors with an opening sector angle α, sector pairs of perforated channels with an angle of sector pairs β and sector groups of perforated channels with the angle of sector groups ϕ and the corresponding placement of shaped charges on the supporting structure in the perforator. The grouping of shaped charges in the carrier structure in the perforator is carried out either at the moment of installing the charges in the seats prefabricated in the carrier structure with a given angular displacement (phasing) relative to each other, or by fixing the position of the charge with a given angular displacement when assembling the perforator.

На фиг. 4 и фиг. 5 представлен детальный пример группирования зарядов в перфораторе для секторного вскрытия ПЗП (сектора образуют смежные и несмежные заряды в перфораторе).In FIG. 4 and FIG. Figure 5 shows a detailed example of grouping charges in a perforator for sectoral opening of the BFZ (sectors form adjacent and non-adjacent charges in the perforator).

На фиг. 4 и фиг. 5 изображена скважина 1 (ПЗП), вскрытая кумулятивным перфоратором с секторным группированием кумулятивных зарядов в перфораторе 2 с формированием соответственно зарядам сгруппированных перфоканалов 5, 7, 6, 8, 9, 12, 13, 15, 16, 17 и 18 (показаны контуры перфоканалов), которые сгруппированы следующим образом. Первый (сверху вниз) перфоканал 5 и третий перфоканал 7 образуют в радиальном направлении скважины 1 сектор α₁ (в данном примере угол α₁ - прямой угол). При этом перфоканалы 5 и 7 не являются соседними (смежными) по длине перфоратора и скважины.In FIG. 4 and FIG. Figure 5 shows well 1 (BHP) drilled with a shaped-charge perforator with sector grouping of shaped charges in perforator 2 with the formation of grouped perforated channels 5, 7, 6, 8, 9, 12, 13, 15, 16, 17 and 18, respectively (contours of perforated channels are shown ), which are grouped as follows. The first (top to bottom) perforated channel 5 and the third perforated channel 7 form a sector α ₁ in the radial direction of the well 1 (in this example, the angle α ₁ is a right angle). When this perforation channels 5 and 7 are not adjacent (adjacent) along the length of the perforator and well.

Второй перфоканал 6, четвёртый перфоканал 8 и пятый перфоканал 9 образуют в радиальном направлении скважины 1 сектор α₂ (в данном примере α₂ - тоже прямой угол). Угол сектора вскрытия α определяется между крайними перфоканалами сектора. Угол между перфоканалами внутри сектора γ может иметь отличные значения внутри сектора и зависеть от количества перфоканалов внутри сектора, на фиг. 4 γ₁ - угол между вторым перфоканалом 6 (крайним перфоканалом сектора α₂) и четвёртым перфоканалом 8 (перфоканалом внутри сектора α₂). Сектор α₂ образован двумя соседними (смежными) друг к другу перфоканалами 8 и 9 и не соседним (не смежным) к ним перфоканалом 6 (это пример сочетания соседних и не соседних перфоканалов и зарядов в одном секторе).The second perforated channel 6, the fourth perforated channel 8 and the fifth perforated channel 9 form a sector α ₂ in the radial direction of the well 1 (in this example, α ₂ is also a right angle). The opening sector angle α is determined between the extreme perforated channels of the sector. The angle between perforated channels within a sector γ can have different values within a sector and depend on the number of perforated channels within a sector, in FIG. 4 γ ₁ - the angle between the second perforated channel 6 (the extreme perforated channel of the sector α ₂ ) and the fourth perforated channel 8 (the perforated channel inside the sector α ₂ ). Sector α ₂ is formed by two neighboring (adjacent) to each other perforated channels 8 and 9 and perforated channel 6 not adjacent (not adjacent) to them (this is an example of a combination of neighboring and not adjacent perforated channels and charges in one sector).

Сектор α₁ и сектор α₂ направлены в противоположные стороны, образуя секторную пару с углом β₁, который определяется между серединой сектора α₁ 10 и серединой сектора α₂ 11 (в данном примере β₁ - развёрнутый угол). Со смещением относительно сектора α₂ расположен сектор α₃, образованный шестым перфоканалом 12 и седьмым перфоканалом 13, угол смещения ϕ₁ обозначен между серединой сектора α₂ 11 и серединой сектора α₃ 14 (угол α₃ в данном примере - острый, угол ϕ₁ - тупой, сектор α₃ образован соседними перфоканалами и соседними зарядами).Sector α ₁ and sector α ₂ are directed in opposite directions, forming a sector pair with angle β ₁ , which is determined between the middle of the sector α ₁ 10 and the middle of the sector α ₂ 11 (in this example, β ₁ is a developed angle). With an offset relative to the sector α ₂ there is a sector α ₃ formed by the sixth perforated channel 12 and the seventh perforated channel 13, the offset angle ϕ ₁ is indicated between the middle of the sector α ₂ 11 and the middle of the sector α ₃ 14 (the angle α ₃ in this example is acute, the angle ϕ ₁ - obtuse, sector α ₃ is formed by neighboring perforated channels and neighboring charges).

Ниже идущие четыре перфоканала - восьмой 15, девятый 16, десятый 17, одиннадцатый 18 образуют в радиальном направлении скважины 1 сектор α₄ (в данном примере угол α₄ - тупой). Сектор α₄ образован соседними перфоканалами и соседними зарядами. Сектор α₃ и сектор α₄ образуют секторную пару с углом β₂, который определяется между серединой сектора α₃ 14 и серединой сектора α₄ 19 (в данном примере угол β₂ - тупой угол). γ₂ - угол между перфоканалами внутри сектора α₄ может иметь отличные (разные) значения внутри одного сектора α₄.The following four perforated channels - the eighth 15, the ninth 16, the tenth 17, the eleventh 18 form in the radial direction of the well 1 sector α ₄ (in this example, the angle α ₄ is obtuse). Sector α ₄ is formed by neighboring perforated channels and neighboring charges. Sector α ₃ and sector α ₄ form a sector pair with an angle β ₂ that is defined between the midpoint of the sector α ₃ 14 and the midpoint of the sector α ₄ 19 (in this example, the angle β ₂ is an obtuse angle). γ ₂ - the angle between the perforated channels within the sector α ₄ may have different (different) values within the same sector α ₄ .

Общий пример применения способа и устройства (фиг. 6 и фиг. 7).General example of the application of the method and device (Fig. 6 and Fig. 7).

По результатам исследований трещиноватости горной породы вскрываемого (перфорируемого) интервала скважины 1, направления её распространения и участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы, определяют положение условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4. Так же определяют возможность ориентировать перфоратор в скважине 1 (поворачивать вокруг своей оси до требуемого положения в скважине) с целью максимальной концентрации перфоканалов в участке наименьшего сопротивления разрушению горной породы. При возможности ориентировать перфоратор в скважине выбирают способ ориентирования перфоратора: поворотом НКТ или эксцентрическим разворотом перфоратора при спуске на геофизическом кабеле или другим известным способом. Определяют вероятную погрешность: погрешность определения положения условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4, погрешность ориентирования перфоратора и погрешности от влияния прочих условий. Например, в радиальном направлении скважины 1 установлена величина вероятной погрешности ±25°. На основании вероятной погрешности изготавливают (или подбирают) кумулятивный перфоратор, в котором заряды 2 группируют по секторам фазирования с образованием секторных пар и секторных групп зарядов. Производят спуск перфоратора с зарядами 2 в перфорируемый интервал скважины 1, при необходимости производят поворот перфоратора в направлении условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4, производят отстрел зарядов 2 и получают в обсадной колонне скважины 1 и в горной породе перфоканалы для притока флюида сгруппированные по секторам вскрытия с образованием секторных пар и секторных групп перфоканалов:According to the results of studies of rock fracturing of the opened (perforated) interval of well 1, the direction of its propagation and areas of least resistance to rock destruction, the position of the conditional line of least resistance to rock destruction is determined. to the required position in the well) in order to maximize the concentration of perforated channels in the area of least resistance to rock destruction. If it is possible to orient the perforator in the well, the perforator orientation method is chosen: by turning the tubing or by eccentric reversal of the perforator during descent on a geophysical cable, or by another known method. The probable error is determined: the error in determining the position of the conditional line of least resistance to the destruction of rock 4, the error in the orientation of the perforator and the error from the influence of other conditions. For example, in the radial direction of well 1, the value of the probable error is ±25°. Based on the probable error, a cumulative perforator is made (or selected), in which charges 2 are grouped into phasing sectors with the formation of sector pairs and sector groups of charges. The perforator with charges 2 is lowered into the perforated interval of the well 1, if necessary, the perforator is rotated in the direction of the conditional line of least resistance to the destruction of the rock 4, the charges 2 are shot and the perforated channels for fluid inflow are grouped in sectors in the casing of the well 1 and in the rock. openings with the formation of sector pairs and sector groups of perforated channels:

Первый (сверху вниз) перфоканал 5 и третий перфоканал 7 образуют в радиальном направлении скважины 1 сектор α₁ (в данном примере α₁ - острый угол 45°). При этом перфоканалы 5 и 7 не являются соседними по длине перфоратора и скважины.The first (top to bottom) perforated channel 5 and the third perforated channel 7 form a sector α ₁ in the radial direction of the well 1 (in this example, α ₁ is an acute angle of 45°). At the same time, perforation channels 5 and 7 are not adjacent along the length of the perforator and the well.

Второй перфоканал 6, четвёртый перфоканал 8 и шестой перфоканал 12 образуют в радиальном направлении скважины 1 сектор α₂ (в данном примере α₂ - острый угол 60°). Угол между перфоканалами внутри сектора γ₁ - угол между вторым перфоканалом 6 и четвёртым перфоканалом 8 равен 30°.The second perforated channel 6, the fourth perforated channel 8 and the sixth perforated channel 12 form a sector α ₂ in the radial direction of the well 1 (in this example, α ₂ is an acute angle of 60°). The angle between the perforated channels within the sector γ ₁ - the angle between the second perforated channel 6 and the fourth perforated channel 8 is equal to 30°.

Сектор α₁ и сектор α₂ направлены в противоположные стороны со смещением (то есть под тупым углом), образуя секторную пару с углом β₁, который определяется между серединой сектора α₁ 10 и серединой сектора α₂ 11 (в данном примере угол β₁ - тупой 160°).Sector α ₁ and sector α ₂ are directed in opposite directions with an offset (that is, at an obtuse angle), forming a sector pair with an angle β ₁ , which is determined between the middle of the sector α ₁ 10 and the middle of the sector α ₂ 11 (in this example, the angle β ₁ - obtuse 160°).

Ниже идущие три перфоканала - пятый 9, седьмой 13 и девятый 16 образуют в радиальном направлении скважины 1 сектор α₃. Угол смещения сектора α₃ относительно секторной пары β₁, образованной секторами α₁ и α₂ - ϕ₁ обозначен между серединой сектора α₂11 и серединой сектора α₃ 14 (угол α₃ в данном примере - острый 45°, угол ϕ₁ - тупой 170°). Угол между перфоканалами внутри сектора γ₂ – угол между пятым перфоканалом 9 и седьмым перфоканалом 13 равен 15° (то есть седьмой перфоканал расположен внутри сектора α₃ не симметрично).The following three perforated channels - the fifth 9, the seventh 13 and the ninth 16 form in the radial direction of the well 1 sector α ₃ . The offset angle of the sector α ₃ relative to the sector pair β ₁ formed by the sectors α ₁ and α ₂ - ϕ ₁ is indicated between the middle of the sector α ₂ 11 and the middle of the sector α ₃ 14 (the angle α ₃ in this example is acute 45°, the angle ϕ ₁ - obtuse 170°). The angle between the perforated channels inside the sector γ ₂ – the angle between the fifth perforated channel 9 and the seventh perforated channel 13 is equal to 15° (that is, the seventh perforated channel is not symmetrically located inside the sector α ₃ ).

В противоположную сторону относительно сектора α₃ расположен сектор α₄, образованный восьмым перфоканалом 15 и десятым перфоканалом 17 с образованием секторной пары β₂, угол β₂ определяется между серединой сектора α₃ 14 и серединой сектора α₄ 19 (в данном примере угол β₂ - развёрнутый равен 180°, угол α₄ - острый равен 30°).In the opposite direction relative to the sector α ₃ is the sector α ₄ formed by the eighth perforated channel 15 and the tenth perforated channel 17 with the formation of a sector pair β ₂ , the angle β ₂ is determined between the middle of the sector α ₃ 14 and the middle of the sector α ₄ 19 (in this example, the angle β ₂ - deployed is 180°, angle α ₄ - acute is 30°).

В приведённом примере все сектора α, образованы не соседними (не смежными) перфоканалами и соответственно не соседними (не смежными) зарядами 2 в перфораторе, что существенно снизит фугасную (разрушительную, негативную) нагрузку на скважину 1 при срабатывании перфоратора. In the given example, all sectors α are formed by non-neighboring (not adjacent) perforation channels and, accordingly, not adjacent (not adjacent) charges 2 in the perforator, which will significantly reduce the high-explosive (destructive, negative) load on the well 1 when the perforator is triggered.

Контур разуплотнения 20, сформированный в ближайшей зоне условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4, повышает эффективность вскрытия путём создания системы трещин микро- и макротрещин в этой зоне.The deconsolidation contour 20, formed in the nearest zone of the conditional line of least resistance to the destruction of rock 4, increases the efficiency of opening by creating a system of micro- and macro-cracks in this zone.

Указанный способ повышает эффективность вскрытия ПЗП без ориентирования перфоратора в скважине 1 и без необходимости определения положения условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4. Так, например, (фиг. 8 - поперечное сечение скважины и ПЗП, перфоратора) достаточно в перфораторе, снаряжаемом 30-ю кумулятивными зарядами, сгруппировать заряды в пять секторных пар, состоящих из 6-ти зарядов по три заряда в каждом секторе с одинаковыми для каждого сектора, для каждой пары и каждой группы угловыми смещениями: угол сектора α=24°, угол секторной пары β=180°, угол секторный группы ϕ=144°. В этом случае одна из секторных пар состоящая из 6-ти зарядов гарантировано произведёт разуплотнение породы по «стрессу породы» или вдоль условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4 (положение которой не определено).This method increases the efficiency of opening the bottom hole without orienting the perforator in the well 1 and without the need to determine the position of the conditional line of least resistance to the destruction of the rock 4. For example, (Fig. yu shaped charges, group the charges into five sector pairs, consisting of 6 charges of three charges in each sector with the same angular displacements for each sector, for each pair and each group: sector angle α=24°, sector pair angle β= 180°, sector angle of the group ϕ=144°. In this case, one of the sector pairs consisting of 6 charges is guaranteed to decompact the rock along the “rock stress” or along the conditional line of least resistance to rock destruction 4 (the position of which is not defined).

Таким образом, заявляемый способ и конструктивное выполнение перфоратора обеспечивают решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата за счет группирования кумулятивных зарядов в перфораторе для концентрации получаемых в ходе отстрела зарядов соответствующих им перфоканалов в ПЗП по секторам в радиальном направлении скважины относительно трещиноватости или участков наименьшего сопротивления разрушению горной породы продуктивного пласта путём создания секторов α, с образованием секторных пар β и секторных групп ϕ, что обеспечивает увеличение притока флюида и повышает эффективность воздействия на горную породу и продуктивный пласт через перфоканалы.Thus, the inventive method and the design of the perforator provide a solution to the problem and achieve the claimed technical result by grouping shaped charges in the perforator to concentrate the charges obtained during the shooting of the corresponding perforated channels in the bottomhole zone by sectors in the radial direction of the well relative to fracturing or areas of least resistance to destruction reservoir rock by creating sectors α, with the formation of sector pairs β and sector groups ϕ, which provides an increase in fluid inflow and increases the efficiency of impact on the rock and reservoir through perforated channels.

Величину угла сектора α для каждого сектора, величину угла секторной пары β для каждой секторной пары могут назначать с учётом многих характеристик вскрываемого интервала продуктивного пласта, трещиноватости горной породы, числа используемых зарядов в перфораторе, характеристик этих зарядов и т.п. с целью обеспечения попадания хотя бы одной секторной парой β с нужными параметрами перфоканалов в выбранное направление в ПЗП для создания зоны эффективного разуплотнения горной породы в выбранном направлении, которую обеспечит попавшая в него секторная пара β.The value of the angle of the sector α for each sector, the value of the angle of the sector pair β for each sector pair can be assigned taking into account many characteristics of the interval of the productive formation being opened, the fracturing of the rock, the number of charges used in the perforator, the characteristics of these charges, etc. in order to ensure that at least one sector pair β with the required parameters of perforated channels enters the selected direction in the BFZ to create a zone of effective decompaction of the rock in the selected direction, which will be provided by the sector pair β that has fallen into it.

Подбор величины угла секторной группы ϕ может служить: для усиления концентрации секторов α и секторных пар β в выбранном направлении относительно трещиноватости, для нивелированием погрешностей определения положения условной линии наименьшего сопротивления разрушению горной породы 4, для нивелирования погрешностей ориентирования перфоратора в случае его ориентирования в перфорируемом интервале скважины (то есть не требуется высокая точность работ при ориентировании перфоратора в скважине благодаря секторному группированию зарядов), и для эффективного распределения секторов α и секторных пар β по интервалу ПЗП без какого-либо ориентирования перфоратора в скважине 1.The selection of the angle of the sector group ϕ can serve: to increase the concentration of sectors α and sector pairs β in the selected direction relative to fracturing, to level errors in determining the position of the conditional line of least resistance to rock destruction 4, to level errors in the orientation of the perforator if it is oriented in the perforated interval wells (i.e., high accuracy of work is not required when orienting the perforator in the well due to sectoral charge grouping), and to effectively distribute sectors α and sector pairs β over the BFZ interval without any orientation of the perforator in well 1.

Таким образом, заявляемый способ и конструктивное выполнение перфоратора обеспечивают решение поставленной задач со снижением затрат времени и материальных затрат на исследования ПЗП и скважины в интервале перфорации необходимые для точного ориентирования перфоратора, на сам процесс точного ориентирования перфоратора или позволяет вообще отказаться от необходимости ориентировать перфоратор в интервале перфорации скважины с обеспечением необходимой концентрации перфоканалов в выбранных направлениях за счёт подбора секторов α, секторных пар β и секторных групп ϕ зарядов и перфоканалов.Thus, the inventive method and the design of the perforator provide a solution to the set tasks with a reduction in time and material costs for studying the bottomhole zone and wells in the perforation interval necessary for accurate orientation of the perforator, for the process of precise orientation of the perforator, or allows you to completely eliminate the need to orient the perforator in the interval perforation of the well with the provision of the required concentration of perforated channels in the selected directions due to the selection of sectors α, sector pairs β and sector groups ϕ of charges and perforated channels.

Claims

1. A method for carrying out perforating and blasting operations in oil and gas wells, including lowering a carrier structure with shaped charges into the well, subsequent operation of shaped charges and the formation of perforated channels in the well casing and in the rock for fluid inflow or for influencing the rock, characterized in that perforated channels are grouped by creating opening sectors that include at least two perforated channels with an opening sector angle α ranging from an acute to an obtuse angle, with the formation of sector pairs of perforated channels, in which the opening sectors are directed in opposite directions under the deployed angle or with an offset to form an obtuse angle relative to each other β, and sector pairs of perforated channels or a sector pair of perforated channels and the opening sector are additionally displaced relative to each other at an angle ϕ to form a sector group of perforated channels.

2. A method for perforating and blasting operations in oil and gas wells according to claim 1, characterized in that the drilling sector is formed by adjacent and/or non-adjacent perforated channels.

3. A method for carrying out perforating and blasting operations in oil and gas wells according to claim 1, characterized in that a sector pair of perforated channels is formed by adjacent or non-neighboring perforated channels opening sectors.

4. The method of perforating and blasting operations in oil and gas wells according to claim 1, characterized in that the angle of the sector group of perforated channels ϕ has any value ranging from 0÷360° and is equal to the opening sector angle α or the angle of the sector pair of perforated channels β or different from them.

5. The method of perforating and blasting operations in oil and gas wells according to claim 1, characterized in that the perforated channels are directed both perpendicular to the longitudinal axis of the well and at an acute or obtuse angle to the longitudinal axis of the well.

6. The method of perforating and blasting operations in oil and gas wells according to claim 1, characterized in that the number of perforated channels included in different opening sectors and the values of the angles of different opening sectors α, as well as the values of the angles of different sector pairs of perforated channels β and angles different sector groups of perforated channels ϕ can have different values.

7. A method for carrying out perforating and blasting operations in oil and gas wells according to claim 1, characterized in that perforated channels grouped by opening sectors with the formation of sector pairs of perforated channels and sector groups of perforated channels are combined with perforated channels located arbitrarily or grouped not by opening sectors, located between opening sectors or between sector pairs of perforated channels or between sector groups of perforated channels or above/below them.

8. A cumulative perforator containing a supporting structure in which shaped charges are installed arranged in groups, characterized in that the shaped charges are grouped into phasing sectors, while the charges forming the phasing sector include at least two charges with a phasing sector angle α, having values from an acute to an obtuse angle, while two phasing sectors form a sector pair of charges, in which the phasing sectors are directed in opposite directions at a developed angle or with an offset to form an obtuse angle relative to each other β, and sector pairs of charges or a sector pair of charges and the phasing sector is additionally shifted relative to each other at an angle ϕ with the formation of a sector group of charges.

9. A cumulative perforator according to claim 8, characterized in that the phasing sector is formed by adjacent and/or non-adjacent charges.

10. A cumulative perforator according to claim 8, characterized in that the sector pair of charges is formed by adjacent or non-adjacent charge phasing sectors.

11. Cumulative perforator according to claim 8, characterized in that the angle of the sector group of charges ϕ can have any value ( ϕ=0÷360°) and is equal to the angle of the phasing sector α or the angle of the sector pair of charges β or different from them.

12. A cumulative perforator according to claim 8, characterized in that the charges are directed both perpendicular to the longitudinal axis of the cumulative perforator and at an acute or obtuse angle to the longitudinal axis of the perforator.

13. A cumulative perforator according to claim 8, characterized in that within one cumulative perforator, the number of charges included in different phasing sectors and the values of the angles of different phasing sectors α, as well as the values of the angles of different sector pairs of charges β and the angles of different sector groups of charges ϕ may have different meanings.

14. A cumulative perforator according to claim 8, characterized in that in one perforator, together with grouped charges along phasing sectors with the formation of sector pairs of charges and sector groups of charges, charges are combined that are randomly located or grouped not along phasing sectors, located between phasing sectors or between sector pairs of charges or between sector groups of charges or above/below them.