Выбор метода вторичного вскрытия продуктивных пластов

Способ перфорации обсадной колонны должен обеспечивать создание перфорационных каналов, позволяющих без осложнений длительное время и с полной отдачей эксплуатировать продуктивный пласт. В настоящее время существует три основных способа перфорации: прострел очно-взрывной, гидропескоструйный и механический. Основная масса работ по вторичному вскрытию продуктивного пласта выполняется прострелочно-взрывным способом с использованием главным образом кумулятивных перфораторов. Исследования [19] этой области направлены на создание более совершенных зарядов, обеспечивающих глубокое пробитие и безпестовую струю. В последнее время созданы заряды, способные пробивать стандартную бетонную мишень API на глубину от 184 до 775 мм при диаметрах входного отверстия от 4,6 до 25,0 мм. В таблице 4.1 представлены преимущества и недостатки различных методов перфорации.

Таблица 4.1 - Методы перфорации

Примечание: «+» — имеется; «-» — не имеется.

Однако на практике не во всех случаях использование таких зарядов даёт желаемые результаты [17]. Увеличение мощности взрыва неизбежно влечёт за собой более сильное воздействие на обсадную колонну, что увеличивает вероятность заколонных перетоков и связанных с этим осложнений (прорыв газа, быстрое обводнение продукции и т. д.).

Кроме того, кумулятивные перфораторы пробивают эксплуатационную колонну точечно, поэтому вскрываются не все флюидопроводящие каналы продуктивного пласта и, следовательно, не реализуются полностью его потенциальные возможности. Особенно это касается трещинных коллекторов, где перфорационный канал может попасть не в трещину, а в матрицу горной породы. При этом любая его протяжённость не обеспечит приток жидкости из пласта в скважину. Поэтому применение перфораторов с повышенной пробивной способностью зарядов в трещинноватых коллекторах, которыми представлены практически все глубокозалегающие залежи, не во всех случаях может быть эффективно. К тому же, как показывают теоретические расчёты, для высокодебитных газовых скважин, например, определяющим фактором является не длина перфорационного канала, а очень высокая плотность перфорации (до 50 и более отверстий на метр) с большим диаметром канала. Этот вывод справедлив также и для нефтяных скважин, где длина перфорационных каналов не превышает размера загрязнённой во время бурения приствольной зоны [19].

Но увеличение плотности перфорационных отверстий, также как и увеличение пробивной способности зарядов, влечёт за собой ухудшение технического состояния эксплуатационной колонны и её крепи как в зоне продуктивного пласта, так и за его пределами.

Кроме того, как теоретические исследования [17], так и практика вторичного вскрытия продуктивного пласта, показывают, что перфорационные каналы, полученные на репрессии, при использовании различных растворов, создают значительно худшую гидродинамическую связь с пластом. Поэтому не размеры этих каналов, а технология вторичного вскрытия пласта определяет качество сообщения пласта со скважиной.

В связи с этим и в настоящее время, актуальна задача разработки, испытания и внедрения в производство отечественного комплекса оборудования обеспечивающего щадящую перфорацию обсадной колонны при депрессии. С образованием перфорационных каналов, максимально реализующих потенциальные возможности продуктивного пласта, позволяющего проводить обработку и комплексные испытания вскрытого объекта за одну спуско-подъёмную операцию [18].

В некоторой степени этим требованиям отвечают получившие значительное распространение сверлящие перфораторы, которые вскрывают пласт точечно, без ударного воздействия на элементы крепи скважины и обеспечивают получение в эксплуатационной колонне отверстий большого диаметра с чистой кромкой. Однако малая глубина формируемого канала при вскрытии объектов с увеличенным диаметров ствола, эксцентричным расположением обсадных труб, наличием значительной зоны кольматации, ограничивают область их эффективного применения. А возможности модернизации этих перфораторов, в части глубины перфорационного канала, практически исчерпаны [17].

Известно, что продуктивность скважины значительно зависит от числа флюидопроводящих микротрещин, пересечённых эксплуатационным забоем. Обеспечить это можно либо очень высокой плотностью перфорационных отверстий с большим диаметром, либо вскрывать забой сплошной продольной щелью. Получить продольную щель в эксплуатационной колонне, используя точечную перфорацию, невозможно. Поэтому вышесказанное лучше всего выполняет щелевой гидропескоструйный метод. При этом в стенке обсадной трубы образуется продольная щель, через которую одновременно разрушается гидромониторной струёй цементный камень и намывает вдоль неё каверну в горной породе.