Механические методы воздействия на ПЗП

К методам механического воздействия на призабойную зону пласта относятся гидравлический разрыв пласта, гидропескоструйная перфорация, торпедирование и виброобработка.

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) заключается в образовании и расширении в пласте трещин при создании высоких давлений на забое жидкостью, закачиваемой в скважину. В образовавшиеся трещины нагнетают песок, чтобы после снятия давления трещина не сомкнулась. Трещины, образовавшиеся в пласте, являются проводниками нефти и газа, связывающими скважину с удаленными от забоя продуктивными зонами пласта. Протяженность трещин может достигать нескольких десятков метров, ширина их 1÷ 4 мм. После гидроразрыва пласта производительность скважины часто увеличивается в несколько раз.

Операция ГРП состоит из следующих этапов: закачки жидкости разрыва для образования трещин; закачки жидкости — песконосителя; закачки жидкости для продавливания песка в трещины.

Сущность гидропескоструйной перфорации состоит в том, что на пласт, в котором необходимо получить канал, через специальную насадку перфоратора с большой скоростью направляется песчано-жидкостная струя. Такая струя, выходя под высоким давлением из узкого отверстия (сопла), за счет абразивного и гидромониторного действий в течение нескольких минут создает в обсадной трубе, цементном кольце и породе глубокий канал, обеспечивающий надежное сообщение между стволом скважины и пластом.

Аппарат для гидропескоструйной перфорации состоит из патрубка, в котором установлен ряд сопел. В зависимости от вида выполняемых работ применяют сопла или на садки с различными диаметрами отверстия: для отрезания при хваченных в скважине труб 3 мм; для перфорации обсадных колонн с ограниченным расходом жидкости 4, 5 мм; для получения максимальной глубины канала (примерно 1 м) 6 мм. Для повышения эффективности абразивного действия струи насадки могут устанавливаться под наклоном к горизонтальной плоскости.

Аппарат спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах, по которым нагнетается жидкость, как правило, вода с песком. В процессе перфорации может образовываться щелевой канал (перемещение перфоратора вверх-вниз) или отрезаться колонна по кольцу (вращение перфоратора).

Торпедирование предназначено для вскрытия пласта, увеличения продуктивности, очистки фильтра, освобождения прихваченных

труб (в открытом стволе), разрушения предметов и т.д. При торпедировании в пласте образуется каверна, от которой расходится сеть трещин, резко повышается проницаемость пород в призабойной зоне пласта и увеличивается дебит скважины. Торпеду заряжают взрывчатым веществом тротилом, тетрилом, гексогеном, нитроглицерином, аммонитом, динамитом и др.

Массу заряда определяют исходя из диаметра скважин, на значения взрыва, свойств взрывчатых веществ, а также свойств пород. Используют торпеды фугасные, шнуровые, кумулятивные. Торпеды изготавливают герметичные (с корпусами из металла, асбоцемента) и негерметичные (без оболочек или с оболочками из мало прочного материала). Заряд в фугасных торпедах состоит из сплава тротила и гексогена. Взрыватель срабатывает от действия электрического тока, подаваемого по кабелю с устья скважины.

Для предохранения обсадных колонн от нарушения в процессе торпедирования над торпедой создают пробку из нефти, воды, глинистого раствора или из песка, глины и т. д. Песчаные или глинистые пробки надежнее предохраняют колонну от нарушений чем жидкие, но после их применения необходимы трудоемкие работы по очистке забоя.

Виброобработка забоев скважин осуществляется с помощью специальных гидравлических машин-вибраторов. Сущность виброобработки состоит в создании колебания давления различной частоты и амплитуды путем резких изменений расхода жидкости, прокачиваемой через вибратор, присоединенный к насосно-компрессорным трубам, спущенным в скважину.

Вибровоздействие рекомендуется применять в скважинах с ухудшенными в результате бурения коллекторскими свойствами призабойной зоны, с низкопроницаемыми и глинистыми породами.

Не рекомендуется проводить вибровоздействие в технически неисправных скважинах, расположенных вблизи водонефтяного контакта, с низким пластовым давлением.

При вибровоздействии применяют специальные гидравлические вибраторы золотникового типа ГВЗ. Вибратор представляет собой два насосных цилиндра с короткими косыми вертикальными прорезями. Наружный цилиндр золотник, может вращаться вокруг вертикальной оси подобно турбинному колесу. Истечение жидкости из наружного цилиндра-золотника происходит под некоторым углом к касательной цилиндра, вследствие чего создается реактивный момент, приводящий этот цилиндр во вращательное движение. При совпадении прорезей жидкость выходит из НКТ, при несовпадении она на мгновение останавливается.

Таким образом, создаются импульсы давления, частота которых может изменяться от числа прорезей в золотнике и скорости его вращения, зависящей в свою очередь от расхода жидкости. Для вибраторов типа ГВЗ теоретическую частоту ударов можно довести до 30 000 в минуту.

Импульсное истечение жидкости из вибратора создает циклические колебания в окружающей среде (жидкости), в результате которых в пласте расширяются поровые каналы, об разуется сеть микротрещин.

Операция осуществляется так же как гидроразрыв пласта с использованием того же оборудования. Затрубное пространство герметизируется пакером с установкой якоря. Через насосно-компрессорные трубы закачивают рабочую жидкость (нефть, раствор соляной кислоты, керосин и смеси этих жидкостей) из расчета 23 м³ на 1 м толщины пласта.