ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К ЭКСПЛУАТАЦИИ

Пулевая перфорация

Пулевые перфораторы представляют собой короткоствольные пушечные системы, в которых пули разгоняются по стволу благодаря энергии расширения пороховых газов и, получив достаточную кинетическую энергию на выходе из нее, пробивают препятствие. В перфораторах типа АПХ, ПБ, ППМ длина ствола, в котором пули разгоняются под давлением пороховых газов, очень ограничена, поэтому кинетическая энергия пули на выходе из отверстия ствола недостаточна для получения в породе каналов большой длины. Новыми среди пулевых перфораторов являются перфораторы с вертикально-криволинейными стволами типа ПВН, в которых пули разгоняются по стволам значительной длины, размещенным вдоль оси корпуса. При такой конструкции длина ствола увеличивается до 400 - 500 мм против 60 - 70 мм в перфораторах с горизонтальным размещением стволов, а скорость пули на выходе из дула достигает 900-1000 м/с. Поскольку масса пули в пефораторах типа ПВН в 4 - 5 раз больше массы пуль, применяемых в перфораторах типа АПХ, ПБ, ППМ, то кинетическая энергия, которую получает пуля на выходе из ствола, больше в 10 раз. Благодаря этому указанные перфораторы имеют пробивную способность, которую можно сравнить с пробивной способностью кумулятивных перфораторов такого же поперечного размера при отстрелах в породах средней прочности.


Для вторичного вскрытия применяют пулевые перфораторы залпового действия с вертикально-наклонными стволами ПВН90, ПВН90Т, ПВТ73, ПВК70 (диаметры 90, 73, 70 мм), которые могут спускаться в обсадную колонну с минимальным внутренним диаметром 117,5 и 98 мм. В перфораторах типа ПВН в двух взаимно перпендикулярных плоскостях попарно расположены четыре ствола. Для взаимного уравновешивания сил реакции парные стволы идут от общих пороховых камер навстречу друг другу.


Перфоратор ПВТ73 отличается двуствольной конструкцией, в которой пули разгоняются по противоположным направлениям. В одноканальном многосерийном перфораторе ПВК70 ствол проходит вдоль оси перфоратора, и в нем используются пули с увеличенными диаметром и массой.


Длина канала, пробиваемого пулей в породе средней прочности, составляет 140 мм для ПВН90 и ПВН90Т, 180 мм для ПВТ73 и 200 мм для ПВК70. Пробивная способность пуль в значительно большей степени зависит от прочности породы, чем у кумулятивных струй, длина каналов в породах низкой и средней прочности, создаваемых пулевыми перфораторами, больше длины каналов, создаваемых кумулятивными перфораторами, а в породах выше средней прочности (50 МПа) - наоборот, меньше. Поэтому целесообразнее применять пулевые перфораторы для вскрытия пластов, составленных слабосцементированными, непрочными породами. Кроме того, благодаря интенсивному трещинообразованию при вхождении в породу пули эффективность вскрытия во многом зависит от числа и длины трещин.


С этой точки зрения большее предпочтение пулевым перфораторам следует отдавать при вскрытии сыпучих пород. Поскольку воздействие пулевого перфоратора на обсадную колонну несколько больше кумулятивного корпусного, применение его нежелательно (при качественном цементировании обсадной колонны), при наличии близких водоносных горизонтов. Следует также учесть, что продуктивность работ с пулевыми перфораторами несколько ниже, чем с кумулятивными, так как за один спуск они могут вскрыть лишь до 2 - 3 м пласта с плотностью до пяти отверстий на 1 м.

Классификация пулевых перфораторов

В нефтедобыче применяют следующие типы пулевых перфораторов:

  1. С вертикально-криволинейными стволами:
    • Марки: ПВН, ПВК, ПВТ;
    • Области и условия применения:
      1. вскрытие пластов представленных малопроницаемыми породами ниже средней прочности;
      2. вскрытие пластов с сильно загрязненной призабойной зоной.
  2. С горизонтальным размещением стволов:
    • Марки: АПХ, ППМ, ПБ;
    • Области и условия применения:
      1. вскрытие пластов представленных слабосцементированными песчаниками, через одну колонну труб при нормальной толщине затрубного цементного камня (в отсутствие заполненных цементом каверн);
      2. вскрытие после прострела стенок скважины кумулятивными перфораторами пластов, представленных породами средней твердости, особенно перед ГРП, солянокислотной обработкой (так как дополнительная стрельба пулями может привести к образованию в породе трещин, которые объединят каналы, созданные пулями и кумулятивными струями).

    Характеристики пулевых перфораторов

    Техническая характеристика пулевых перфораторов
    Показатель Марка перфоратора
    ПВКТ70 ПВТ73
    Максимальное гидростатическое давление, МПа 100
    Максимальная температура,°С 200
    Минимальное гидростатическое давление в скважине, МПа -
    Минимальный внутренний диаметр обсадной колонны (или НКТ) для малогабаритных перфораторов, мм 98
    Число труб в интервале перфорации 1-3
    Репрессия ("+") +
    Депрессия ("-")
    Максимальное число зарядов, отстреливаемых на спуск 12 10
    Максимальная плотность перфорации за спуск, число отверстий на 1 м 2
    Полная длина* канала в комбинированной мишени при твердости породы (не менее) 700 МПа, мм
    Средний диаметр канала, мм (не менее), при твердости породы 700 МПа 25 20
    *Комбинированная мишень состоит из стальной (Ст3) пластины толщиной 10 мм, цементного камня толщиной 20 мм и искусственного песчаника с твердостью по штампу не менее 700 МПа

    ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К ЭКСПЛУАТАЦИИ