Виброобработка забоев скважин

Сущность вибрационного воздействия на призабойную зону скважину состоит в том, что на забое скважины с помощью вибратора формируются волновые возмущения среды в виде частых гидравлических импульсов или резких колебаний давления различной частоты и амплитуды. В результате вибровоздействия повышается проводимость пла­стовых систем вследствие образования новых и расширения старых трещин и очистки призабойной зоны.

Для осуществления процесса в скважину на насосно-компрессорных трубах спускается гидрав­лический вибратор золотникового типа, который устанавливается против выб­ранной для обработки части продук­тивной зоны пласта. Рабочая жидкость прокачивается по трубам и, проходя через вибратор, генерирует непрерыв­ную серию гидравлических ударов. Колебания создаются путем периоди­ческих перекрытий потока рабочей жидкости, протекающей через золот­никовое устройство вибратора.

Гидравлический вибратор золотни­кового типа показан на рисунке 4. В корпусе вибратора расположен жес­тко закрепленный ствол 1 — стакан со щелевыми прорезями на образую­щей цилиндра. В донной части ство­ла имеется цилиндрическое отверстие. На стволе свободно вращается ци­линдрический золотник 2 со щелевы­ми прорезями, выполненными под не­которым углом к образующей. На зо­лотнике прорези также выполнены под углом к образующей, но в противоположном направлении к отверстиям в стволе. В резуль­тате образуется турбинное устройство, у которого направля­ющим аппаратом является ствол с косыми прорезями, а рабо­чим колесом — золотник с направленными под углом проре­зями. Кроме щелевых отверстий в стволе имеются пусковые отверстия, позволяющие запускать золотник при перекрытии щелей в стволе.

1 – стакан, 2 – щелевые прорези, 3 - шариковая опора.

Рисунок 4. Гидравлический вибратор золотникового типа.

Золотник устанавливается на шариковых опорах 3.При прокачивании рабочей жидкости золотник за счет ее истече­ния из щелевых прорезей начинает вращаться. Вращаясь, золотник перекрывает поток рабочей жидкости, в результате чего образуются гидравлические удары, частота которых за­висит от числа щелей и частоты вращения золотника и мо­жет быть доведена до 30 000 ударов в минуту. Гидравличес­кий удар сопровождается подъемом давления, что способ­ствует резкому импульсному истечению жидкости из донного отверстия ствола. Кроме этого, периодическое истечение жид­кости из щелей при вращении золотника создает цикличес­кие колебания в окружающей среде (жидкости).

При виброобработках у скважины устанавливают обычно два насосных агрегата для создания непрерывной струи ра­бочей жидкости во время переключения агрегата с одной скорости на другую. Устье скважины оборудуется так же, как и при гидравлическом разрыве пласта.

В качестве рабочих жидкостей применяют нефть, раствор соляной кислоты, растворы ПАВ и др.

Разрыв пласта давлением пороховых газов

Этот метод основан на образовании трещин в горной по­роде за счет энергии пороховых газов, образующихся при сгорании заряда в специальном аппарате.

Применение в зависимости от глубины обрабатываемого интервала разных по массе пороховых зарядов (3; 5; 7; 10; 15 кг) позволяет создавать в скважине давление, равное пол­ному горному или превышающее его, тем самым обеспечивая условия для образования новых или расширения естествен­ных трещин. Вследствие необратимости процесса деформа­ции пород после снятия давления частично сохраняются ка­налы. Последнее позволяет отказаться от проведения опера­ции по закреплению трещин.

Разрыв пласта давлением пороховых газов рекомендуется проводить в нефтяных, газовых или нагнетательных скважинах, продуктивные пласты которых сложены из плотных, трещиноватых известняков, доломитов и неглинистых пес­чаников.

Торпедирование скважин

Процесс торпедирования для увеличения притока нефти и газа в скважины состоит в том, что заряженную взрывчатым веществом (ВВ) торпеду спускают в скважину и взрывают против продуктивного пласта. При взрыве торпеды образует­ся каверна, в результате чего увеличивается диаметр скважи­ны и сеть трещин, расходящихся от скважины в радиальном направлении.

Взрывные методы воздействия применяют также при освобождении прихваченных бурильных и обсадных труб, для разрушения на забое металлических предметов, кото­рые не удается извлечь, для разрушения плотных песчаных пробок и т. д.

Для торпедирования применяют взрывчатые вещества бри­зантного (дробящего) типа. К ним относятся: ВВ из нитросоединений ароматического ряда (тротил, тетрил, гексоген); из нитратов или эфиров азотной кислоты (ТЭН, нитроглицерин и др.); из смесей и составов (аммониты и динамиты).

Торпеды чаще всего взрывают в скважинах с открытым забоем. Для предохранения обсадных труб от разрушения над торпедой устанавливают пробку (забойку) — жидкую или твердую. В качестве жидкой пробки используют нефть, воду или глинистый раствор, в качестве твердой — песок, глину или цементный мост. Торпедирование с применением твердых пробок связано с необходимостью проведения дли­тельных работ по очистке скважины.