Конспект лекцій № 1-19 з дисципліни “Основи нафтогазової справи” (Основні елементи сучасної системи нафтогазопостачання. Екологія нафтогазовидобування), страница 15

При бурінні на нафту та газ необхідно ізолювати продуктивний пласт від верхніх пластів. Ізоляція окремих горизонтів в свердловині необхідна для запобігання проникненню грунтових та пластових вод у пласт корисної копалини (отс.4.2). При підході до продуктивної пласту проходка свердловини припиняється у водонепроникному вище розташованому шарі. Потім у свердловину спускають колону обсадних труб, а кільцевий простір між низом колони і стінами свердловини заповнюють водонепроникним матеріалом. Тампонуванням затрубного простору обсадна колона охороняється від стиснення тиском і корозійного впливу мінералізованих підземних вод.

Для цементування свердловин використовують тампонажний цемент, який виготовляється на основі портландцементу.

Після змішування з водою тампонажний цемент повинен мати певну рухливість для перекачування насосами, який з плином часу тужавіє і перетворюється на водонепроникний цементний камінь. Цементний розчин треба виготовляти якомога швидше, щоб попередити його тужавіння під час нагнітання в свердловину. Готують цементний розчин у  спеціальних цементувальних агрегатах, змонтованих на автомобілі.

    4. Відкриття та освоєння свердловин. У процесі буріння глинисті частинки бурового розчину проникають у пори гірських порід і погіршують їх проникніть у зоні біля свердловини. Після завершення буріння у свердловину опускають колону сталевих труб і цементують затрубний простір. Для поновлення гідродинамічного зв’язку необхідно створити систему каналів і тріщин, які забезпечують надходження пластового флюїду до свердловини, тобто відкрити її.

Створення у сталевій колоні, цементному камені і гірській породі отворів називають перфорацією. Ці отвори повинні мати достатній діаметр і глибину, які б забезпечили необхідний дебіт флюїду. Бажаним вважається також виникнення тріщин навкруги отворів, які сприяють підвищенню проникності породи. Щоб виключити забруднення отворів глинистими частинками, перед перфорацією свердловину промивають і заповнюють розчином без глинистих частинок.

Перфорація повинна бути продуктивною, не довгою за часом, а також не руйнувати колону і цементний камінь вище і нижче інтервалу розкривання пласту.

Найбільше цим вимогам відповідають перфоратори, які стріляють кулями чи кумулятивними зарядами. Внаслідок у гірській породі створюються канали глибиною 70-200 мм діаметром 8-25 мм. щільність перфорації при цьому складає 10-30 отворів на 1 м свердловини. Розміри перфораційного каналу визначаються властивостями гірської породи, технічним станом свердловини, пластовим тиском і типом апаратури, яка використовується. Схему селективного кульового перфоратора наведено на рис.4.3.

Кульові перфоратори. При кульовій перфорації відкриття пласти виконується кулями, які вистрілює спеціальний апарат – перфоратор. Вони бувають залпової і селективної дії. Селективний перфоратор проводить по черзі поодинокі постріли. У свердловину опускають одну чи кілька секцій таких перфораторів, кожна з них має 10-30 стволів і селективний перемикач, який по черзі забезпечує поодинокі постріли. Перфоратор залпової дії вистрілює кулі практично одночасно.

Кумулятивні перфоратори. При кумулятивній перфорації пласт розкривається під дією вузького струменю розжарених газу і металу, які сконцентровано у потік великих щільності та швидкості. У головній частині швидкість струменя досягає 6-8 км/с. Такий потік утворюється при вибуху кумулятивного заряду. У реальному середовищі створюється тиск у кілька сотень МПа.

При освоєнні нафтогазових свердловин в Україні широкого розповсюдження набув гідропіскоструменевий метод перфорації. Він полягає у використанні кінетичної енергії і абразивної дії струменя рідини із піском, який з величезною швидкістю вилітає з насадок перфоратора у напрямку стінки свердловини. За короткий час струмінь рідини із піском утворює отвір у обсадній колоні і канал у цементі і породі пласту. Ефективність гідропіскоструменевого метода перфорації полягає у наступному: