Нефтегазовые новости

Нефтегазовые новости / Технологии / Грамотный подход к перфорационным работам

Грамотный подход к перфорационным работам

Новость от 16.07.2016, добавлена в 18:25 в категории: Технологии 3438 просмотров 1 комментарий

Существенную часть программы внутрискважинных работ ТНК-ВР, как с точки зрения затрат, так и объемов работ, составляют мероприятия гидроразрыва пласта (ГРП).

К сожалению, в ТНК-ВР число осложнений при проведении ГРП составляет в среднем 10-12%, а в отдельных регионах – до 20%. Опыт показывает: данный показатель может быть снижен до 1% и менее. Для ТНК-ВР это означало бы дополнительную добычу 80 тыс. т нефти ежегодно.

Результаты проведенного анализа говорят о том, что причиной осложнений при проведении операций ГРП («стопов») в 35-50% случаев является недостаточное вскрытие пласта перфорацией. Разумеется, любые мероприятия по совершенствованию программы ГРП обязательно должны включать вопросы улучшения качества прострелочно-взрывных работ (ПВР). Для достижения этой цели была подготовлена программа, предусматривающая разработку стандартов по перфорации, аудит проведения ПВР на скважинах, аудит подрядчиков, оказывающих эти услуги, а также работу с производителями прострелочно-взрывной аппаратуры (ПВА), направленную на совершенствование готовой продукции и методов ее испытания.

Виды перфорационных зарядов

Существуют два вида скважинных перфорационных систем: заряды глубокого проникновения (ГП) и системы с зарядами «большое отверстие», которые используются для перфорации перед стимуляцией пласта методом ГРП. Заряд ГП имеет характерную остроугольную облицовку из порошкового металла. Это обеспечивает создание глубокого канала при вторичном вскрытии пласта без дополнительной интенсификации притока. Обычно после перфорации ГП стимуляция скважины не требуется, и приток углеводородов осуществляется по каналам, созданным кумулятивными зарядами. По этой причине диаметр входного отверстия в обсадной колонне не является столь важным параметром, как длина пробивного канала.

Заряд системы большого диаметра пробития имеет внутренний сердечник из алюминиевого прутка и чашеобразную цельнометаллическую медную облицовку. Такой заряд образует большое отверстие в обсадной трубе при относительно незначительном канале пробития. Фактически, ГРП, осуществляемые после перфорации, завершают вторичное вскрытие пласта. Цель перфорации зарядами «большое отверстие» – создать пробивные каналы в обсадной трубе, заколонном цементе и зоне кольматации. При последующем гидроразрыве эти каналы формируют трещину, устанавливая гидродинамическую связь с продуктивной зоной пласта.

Факторы, влияющие на пробивную способность зарядов в забойных условиях

При выборе зарядов с большим диаметром пробития следует учитывать определенные критерии. Пробивные параметры зарядов, указываемые производителем, замеряются на поверхности в идеальных условиях. В забойных условиях заряды подвергаются воздействию гидростатического давления и повышенных температур. Эффективность работы перфорационных систем при таких условиях снижается. Входное отверстие в обсадной трубе сужается как минимум на 4% на каждую 1 000 фунтов на квадратный дюйм (psi) давления. Глубина проникновения снижается на 7% на каждую 1 000 psi давления.

Имеются и другие факторы, влияющие на эффективность перфорации в условиях скважин. Важно соблюдать соответствие поперечного габарита корпуса перфоратора и типоразмера обсадных колонн. Испытания показали, что использование перфоратора на один размер меньше необходимого на 34% снижает диаметр входного отверстия, что, в свою очередь, на 56% снижает площадь входного отверстия. Размер перфорационного отверстия представляет важность для проектировщиков ГРП, поскольку он напрямую связан с фракцией используемого проппанта. По требованиям ТНК-ВР, размер проппанта ГРП должен быть в шесть раз меньше диаметра входного отверстия в обсадной трубе. Если отверстие оказывается недостаточным для прохождения проппанта, происходит закупорка перфораций, поступление проппанта в пласт прекращается, и наблюдается остановка закачки.

Результаты применения корпусов перфораторов, размеры которых недостаточны для типоразмеров обсадных колонн. Например, использование перфоратора с диаметром на 20 мм уже внутреннего диаметра обсадной трубы, дает входное отверстие диаметром 19 мм. А габарит перфоратора на 60 мм меньше типоразмера колонны дает входное отверстие диаметром 9 мм. Такая разница совершенно неприемлема.

Для последующего проведения ГРП большое значение имеет и фазировка зарядов. Она связана с конфигурацией отверстий, формируемой первосистемой. Например, если первый заряд установлен под углом 0°, а последующий заряд – под углом 45°, фазировка равна 45°, а число образуемых плоскостей, в которых находятся заряды, равно восьми (360/45). В ходе операции ГРП под большим давлением создается трещина, которая распространяется в естественной для нее плоскости. Установлено, что для обеспечения эффективного гидравлического разрыва в естественных плоскостях требуется минимальная фазировка 60°.

Плотность перфорации также имеет большое значение при подборе перфорационных систем. Это показатель отражает количество перфораций на метр пласта. Установлено, что для обеспечения эффективного разрыва требуется как минимум 18 отверстий на метр. Аналогичного эффекта можно также добиться при проведении перфорации с более низкой плотностью за несколько спусков ПВА в тот же интервал пласта.

Минимальные стандарты перфорации ТНК-ВР

Наличие осложнений при проведении ГРП требует большего внимания со стороны ТНК-ВР. Первым способом решения данной проблемы является разработка стандартов перфорационных работ.

Стандарты включают следующие требования:

требование сертификации перфорационных систем в соответствии с Разделом 1 API RP-19B/43F;
соответствие размеров перфоратора размерам обсадной трубы;
минимальная плотность перфораций;
указание заявленной фазировки зарядов;
требования к детонирующему шнуру;
характеристики корпуса перфоратора, позволяющие работать под низким давлением без разрушения;
требования по корреляции глубин;
требования к каркасу перфоратора;
требования к упаковке зарядов.

При отсутствии системы испытания перфорационных систем или системы оценки пробивных характеристик «заряд к заряду», целесообразно использовать стандартную общепринятую методику, например, Раздел 1 API RP-19B. Хорошо известно, что оценка эффективности работы зарядов должна проводиться в жестко контролируемых условиях, например, условиях предусмотренных API RP-19B. Такая методика имеет ряд преимуществ:

подтверждение от независимой стороны – сбор данных, строительство мишеней и отбор зарядов проверяются аудитором API;
с помощью специального программного обеспечения для перфорационных систем результаты испытаний экстраполируются на эффективность в скважинных условиях;
общепризнанный стандарт сопоставительной оценки эффективности работы перфораторов;
испытание систем перфораторов на динамику интерференции перфораций.

Аудит прострелочно-взрывных работ

Другим решением проблемы является внедрение системы контроля и аудита перфорационных работ. В этом случае полевые супервайзеры заполняют отчеты, прилагая к ним фотографии использованных компонентов. Аудиторы осуществляют выборочную проверку работ, выполненных подрядчиками, предоставляющими услуги перфорации. Аудит проводится с учетом минимальных стандартов, которые также включаются в пакет тендерной документации.

По результатам аудита готовятся отчеты об устранении выявленных недостатков. Они обсуждаются с сервисными компаниями для повышения эффективности работ и поиска путей устранения недостатков. Внедрены прочие процедуры аудита, среди них – аудит производственных объектов и оборудования подрядчиков, а также проверка ответов на вопросы, содержащиеся в опросных листах. В настоящее время осуществляется внутренняя программа повышения квалификации геологов и других сотрудников, вовлеченных в процесс.

В рамках программы рассматриваются методы перфорации, существующие перфорационные системы, проводится оценка эффективности работы используемых перфорационных систем.

Мы вносим изменения в процесс проведения перфорационных работ, а также проводим аудиты деятельности подрядчиков уже два года, и улучшения, произошедшие за это время, стали очевидны. Снизился показатель преждевременных остановок при ГРП, и этой проблеме уделяется все больше внимания как внутри Компании, так и среди подрядчиков. Сервисные компании осознали, что ТНК-ВР очень серьезно подходит к качеству проводимых перфорационных работ. Внутри Компании эти вопросы приобретают все большее значение. Существует уверенность, что скоро ТНК-ВР будет выполнять перфорационные работы на уровне, соответствующем мировым стандартам.