Этап 1. Привязка перфоратора
Гидромеханическая щелевая перфорация (ГМЩП) является технологией, использующей насосно-компрессорные трубы (НКТ) для спуска перфоратора в скважину. Для обеспечения точности и эффективности работ применяются геофизические методы, включая гамма-каротаж, который позволяет привязать перфоратор к заданному интервалу скважины.
На этом этапе проводится привязка реперного патрубка к заранее определенному интервалу для перфорации. В случае необходимости, процесс формирования щелей может быть ориентирован по определенному азимуту для оптимизации результата.
|
 |
|
Этап 2. Вскрытие обсадной колонны
Для проведения ГМЩП требуется бригада по капитальному ремонту скважин (ТКРС), подземного ремонта (ПРС), с использованием стандартного промывочного оборудования и насосного агрегата (например, ЦА-320, СИН-35 и аналогичных), который способен развивать и удерживать давление 15 МПа в течение 8-10 часов.
На устье скважины насосный агрегат создает начальное давление 1,5–2 МПа, что позволяет перевести перфоратор в рабочее положение. При этом диски-фрезы перфоратора упираются в эксплуатационную трубу изнутри.
Затем, при возвратно-поступательном движении НКТ с перфоратором в целевом интервале, с постепенным увеличением давления в линии НКТ, накатные диски продавливают стенки эксплуатационной трубы, образуя продольные щели диаметрально расположенные на 180 градусов. Этот процесс представляет собой пластическую деформацию металла трубы под воздействием нагрузки в каждой точке, что фиксируется с помощью индикатора веса.
|
 |
|
Этап 3. Намыв каверны
После формирования щелей в интервале ГМЩП осуществляется гидромониторная обработка. Струи гидромониторных насадок перфоратора, под высоким давлением (до 15 МПа), размывают цементное кольцо и прилегающие горные породы, образуя фильтрационные каналы и каверны в пристволовой зоне скважины.
Гидромониторные насадки ориентируют струи в плоскость прорезанных щелей, работая точечно в течение 3–5 минут на каждом участке. При этом достигается дискретность намыва 200–300 мм, что способствует созданию эффективных каналов для перетока жидкости в скважину.
|
 |
|

Обсадная труба, разрезанная щелевым перфоратором на стенде
|
Вид снаружи
Общая площадь вскрытия составляет 0,024 м2 на один погонный метр. Это равнозначно площади вскрытия 34-мя кумулятивными зарядами с диаметром проходного отверстия 30 мм. Щели не смыкаются из-за равномерной разгрузки напряжений металла. Суммарная мощность вскрытия за один спуск – до 50 метров.
|
|
 |
Вид изнутри
Щели могут быть азимутально ориентированы.
Можно производить вскрытие в виде 2-х и 4-х щелей на одном погонном метре скважины.
Изнутри кромки щелей отфрезерованы ребристыми поверхностями режущих дисков и не имеют заусенцев.
|
|

Намыв каверн в опытном образце
|
Для проведения испытаний по эффективности гидромониторных насадок щелевого перфоратора изготовлен бетонный блок из прочного цемента марки 400, который находился в ожидании капитального схватывания в течение одного месяца в идеальных условиях.
|
|

|
Испытания проведены давлением жидкости 15 МПа.
Время работы гидромониторных насадок составило 2 минуты.
Намыта каверна глубиной 0,66 метра.
|
|
 Результат кумулятивной перфорации
 Результат Гидромеханической щелевой перфорации
|
Контроль качества методом САТ
Результат интерпретации комплекса ГИС скважинного акустического телевизора с целью контроля интервалов гидромеханической щелевой перфорации. Эмбосированная модель.
Проведенная ранее кумулятивная перфорация оставила ряд некачественных отверстий и локальных вспученностей.
|
|
Сравнение основных параметров щелевой и кумулятивной перфорации
Геометрия формируемых каналов в пристволовой зоне скважины при щелевой и кумулятивной перфорации.
Кумулятивная перфорация
Кумулятивная перфорация применяется в мировой практике более 60-ти лет. Несмотря на широкое распространение кумулятивная перфорация имеет ряд существенных недостатков:
- оказывает разрушающее воздействие на цементное кольцо;
- отсутствует система центрирования, что приводит к некачественным отверстиям;
- имеется вероятность того, что не все кумулятивные заряды сработают;
- в терригенных породах от действия кумулятивной перфорации струи образуется стекло, что вызывает кольматацию пристволовой зоны скважины;
- система отверстий в эксплуатационной колонне не способна включить в разработку максимальное количество флюидопроводящих каналов и зон дренирования.
|
 |
|
Гидромеханическая щелевая перфорация
Гидромеханическая щелевая перфорация полностью лишена недостатков, присущих кумулятивной перфорации и имеет следующие преимущества:
- безопасная технология;
- не разрушает цементное кольцо;
- создает обширную зону вскрытия и объемные каверны;
- обеспечивает наилучшее сообщение скважины с пластом;
- облегчает проведение мероприятий по интенсификации добычи и увеличению нефтеотдачи пласта.
|
 |
|
Безаварийное проведение ГРП
При использовании метода перед ГРП, за счет создания надежной гидродинамической связи скважины с пластом:
- значительно снижаются гидравлические сопротивления при закачке проппанта в пласт на границе скважина-пласт;
- исключаются «аварийные стопы» по вине перфорации при закачке различных фракций проппанта в пласт;
- обеспечиваются условия для использования крупных фракций проппанта;
- обеспечиваются условия для проведения работ с высокими концентрациями проппанта;
- обеспечиваются условия для проведения работ на высоких скоростях прокачки проппанта;
- обеспечиваются условия для проведения работ в горизонтальных и пологих скважинах;
- обеспечиваются условия для селективного ГРП после ремонтно-изоляционных работ;
- обеспечиваются условия для проведения ориентированного ГРП, благодаря возможности ориентирования формируемых щелей по заданному азимуту в направлении распространения стрессов пласта.
|
|
|
Самое надежное решение
Данная технология активно внедряется на добывающем и нагнетательном фонде, при перфорации перед ГРП. В результате использования ГМЩП на многих скважинах получены фонтанные притоки углеводородов. При реперфорации методом ГМЩП, отмечаются увеличения дебитов до первоначальных значений. При вскрытии перед ГРП характерно увеличение приемистости скважины и снижение рабочего давления разрыва пласта.
Данные факты документально подтверждены отзывами и заключениями авторитетных экспертов и нефтяными компаниями, в которых внедрялась данная технология.
|
|
|
- Проведение перфорации эксплуатационных колонн диаметром 102, 114, 140, 146, 168, 178 мм
- Скважины после ремонтно - изоляционных работ
- Cкважины из бурения
- Скважины с неудовлетворительным качеством цементного кольца
- Скважины с близкорасположенными водоносными горизонтами и близкорасположенными водонефтяными контактами (ВНК)
- Использование Гидромеханической щелевой перфорации в скважинах перед гидроразрывом пласта
- Гидромеханическая щелевая перфорация нагнетательных скважин
- Повторная Гидромеханическая щелевая перфорация после кумулятивной перфорации
- Скважины с резким падением дебитов в результате кольматации призабойной зоны пласта
- Перфорация скважин перед аварийным цементированием
- Перфорация скважин, предназначенных для утилизации отходов
- Перфорация скважин подземных хранилищ газа
- Скважины с высоким содержанием асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), с вязкой нефтью, при использовании специальных растворителей или подогретой жидкости вскрытия
|
Характеристики технологического процесса
Суммарная мощность пласта, вскрываемая за один спуск |
До 40 метров, в зависимости от прочтностных характеристик обсадной колонны |
Площадь вскрытия на один погонный метр трубы |
200-240 см2 |
Затраты времени на перфорацию одного метра |
40-60 минут |
Глубина намываемых каверн |
0,5-1,5 метра в зависимости от геологического строения пласта |
|