- •Производственный
- •опыт
- •Заключение
- •Аппаратурно-методический комплекс для исследования золоторудных месторождений
- •Аппаратурно-методический комплекс для исследования месторождений хромитов
- •Аппаратурно-методический комплекс для исследования месторождений урана, в том'числе гидрогенного типа
- •Аппаратурно-методический комплекс для исследования месторождений кимберлитовых руд (алмазов)
- •Аппаратурно-методический комплекс для проведения гидрогеологических и инженерно-геологических изысканий
- •Аппаратурно-методический комплекс для исследования углеразведочных скважин
- •ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ АППАРАТУРЫ И ТЕХНОЛОГИЙ СКВАЖИННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ВО ВНИИГИС
- •СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ “ГЕОСЕНСОР”. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ
- •ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО КАРОТАЖА И ОПРОБОВАНИЯ ПЛАСТОВ ПРИБОРАМИ НА КАБЕЛЕ
- •ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО ВСТРОЕННЫМ МОДУЛЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
- •ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ НЕЙТРОННЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА НАСЫЩЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ
- •НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОИСКОВ ЦЕЛИКОВ НЕФТИ МЕТОДОМ МЕЖСКВАЖИННОГО РАЗНОАМПЛИТУДНОГО СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОГО ПРОСВЕЧИВАНИЯ
- •ПРОБООТБОРНИКИ ДЛЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН
- •ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СВЕРЛЯЩИХ КЕРНООТБОРНИКОВ И ПЕРФОРАТОРОВ
- •Информационные
- •сообщения
- •БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕТРИИ ДЛЯ ПРЯМОГО МОНИТОРИНГА РАБОТЫ ПЛАСТОВ - БУДУЩЕЕ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ
- •Выводы
- •УВЕЛИЧЕНИЕ ГЛУБИННОСТИ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ
- •ПРОИЗВОДСТВО КАРОТАЖНЫХ ПОДЪЕМНИКОВ, ЛАБОРАТОРИЙ И ДРУГОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- •ABSTRACTS
- •ABOUT AUTHORS
- •Bikineev, Arseny Arsenievich
- •Budaev, Daniil Aleksandrovich
- •Vasiliev, Aleksey Vladimirovich
- •Vinokurov, Vasily Viktorovich
- •Gainetdinov, Ramil Gumarovich
- •Khasanov, Dinar Nasimovich
- •Shabiev, Ildar Khakimovich
- •Shaikhutdinov, Ramil Anvarovich
- •Shakirov, Albert Amirzyanovich
- •Sharaev, Albert Petrovich
- •Elderov, Albert Batman Kilinzhevich
- •Yarullin, Rashit Kalimovich
- •Yakhina, Irina Airatovna
- •В выпуске:
2.Дальнейшее развитие технологии применения пробоотборников идет по пути расширения функциональных возможностей и усло вий применения. Разрабатываются пробоотборники, управляемые по каротажному кабелю, полностью автономные скважинные при боры, автономные пробоотборники с беспроводным каналом связи; пробоотборники для классических, наклонных и горизонтальных скважин.
3.Для соответствия условиям применения пробоотборники должны быть обеспечены надежной технической программой проведения работ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шакиров А. А., ШараевА. П. Развитие аппаратуры и технологии ГДК-ОПК // XXI Научно-практическая конференция “Новая техника и технологии для геофи зических исследований скважин”: Тезисы докладов конференции в рамках XXIII Международной специализированной выставки “Газ. Нефть. Технологии-2015” Уфа: Изд-во “НПФ “Геофизика”, 2015. С. 122-126.
Рукопись рассмотрена на ученом совете ОАО НПП “ВНИИГИС” и рекомендована к публикации
УДК 550.822.9:622.243.572/622.245.142.6
Р. К. Яруллин, Н. П. Соболева, Г. В. Орлова
ОАО НПП 0ВНИИГИС'
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СВЕРЛЯЩИХ КЕРНООТБОРНИКОВ И ПЕРФОРАТОРОВ
Описаны методы отбора образцов горных пород из стенок скважины и мето ды сверления перфорационных отверстий с помощью разработанных в ОАО НПП “ВНИИГИС” приборов на кабеле. Приведены технические характеристики сверлящих керноотборников и перфораторов, описаны решаемые задачи и
тенденции развития.
Ключевые слова: скважина, сверлящиеперфораторы и керноотборники нака беле.
Одним из методов, получивших развитие в НПП “ВНИИГИС”, является отбор образцов горных пород из стенок скважин приборами на кабеле. За прошедший период разработано несколько поколений сверлящих керноотборников, конструкция которых совершенствова лась, улучшались технические характеристики и эксплуатационные качества [4]. На первых образцах аппаратуры в качестве породо разрушающего инструмента применялись коронки, оснащенные твердосплавными резцами промышленного сортамента. Проведен ные исследования позволили оптимизировать геометрию режущих элементов, что обеспечило снижение энергоемкости инструмента. Были разработаны алмазные коронки для бурения прочных высокоаб разивных пород, а впоследствии коронки, оснащенные двухслойными пластинами сверхтвердого материала белбор. При этом неизменными оставались геометрические параметры коронок, формирующие диа метр керна - 22 лш, диаметр выработки в массиве пород - 35 мм. Максимальная длина керна, отбираемого аппаратурой ранних типов, составляла 40 лш, а последних модификаций - 55 мм, что удовлет воряло требованиям стандарта определения коллекторских свойств горных пород.
Важным моментом в процессе отбора образца горной породы из стенки скважины является получение целостного керна, так как его разрушение может стать причиной невозможности исследования фильтрационных и емкостных свойств. Предпосылки для разрушения формируемого керна возникают, когда крутящий момент на коронке превышает момент сопротивления сечения керна на скручивание [1]. Как показывает практика, разрушению способствует применение операторами режимов бурения с повышенными осевыми нагрузками при отборе из слабосцементированных и хрупких трещиноватых пород [1,6].
С целью повышения качества кернового материала в технологию отбора и конструкцию аппаратуры были внесены некоторые измене ния, направленные на минимизацию влияния человеческого фактора, то есть действий оператора, приводящих к применению некорректных режимов бурения, а также на увеличение момента сопротивления керна на скручивание путем изменения его диаметра.
Что касается первой части поставленных задач, ее реализация осуществлялась введением автоматизации управления режимом бурения. Электронная система, управляющая работой гидравлики
баростойкость остались неизменными. Экспериментальный образец модернизированного прибора получил обозначение СКТ-ЗМ-2.
В настоящее время продолжены работы по созданию малогаба ритного сверлящего керноотборника, предназначенного для отбора образцов горных пород из стенок необсаженных скважин и отбора образцов металла обсадных труб и цементного камня из обсаженных скважин. Технические характеристики сверлящих керноотборников приведены в табл. 1.
|
|
|
|
Т аб л и ц а 1 |
|
Технические характеристики сверлящих керноотборников |
|||
|
Показатели |
|
Тип аппаратуры |
|
|
|
СКТ-ЗМ |
СКТ-ЗМ-2 |
МСК |
Диаметр исследуемых скважин, мм: |
|
|
|
|
- |
открытый ствол |
190-300 |
190-300 |
146-178 |
- |
обсаженные скважины |
177-324 |
- |
140-177 |
Максимальная температура, °С |
150 |
150 |
120 |
|
Максимальное давление, мПа |
98,0 |
98,0 |
80,0 |
|
Размеры отбираемых образцов, мм: |
|
|
|
|
- длина |
55 |
55 |
55 |
|
- |
диаметр |
22 |
30 |
22 |
Количество отбираемых образцов |
15 |
15 |
15 |
|
Тип и длина каротажного кабеля: |
|
|
|
|
- |
трехжильный |
5400 |
5400 |
5400 |
- |
семижильный |
6500 |
6500 |
6500 |
Габаритные размеры прибора, мм: |
|
|
|
|
- |
диаметр |
150 |
155 |
118 |
- длина |
4080 |
4170 |
4150 |
|
Вес, кг |
158 |
165 |
120 |
Сверлящие керноотборники могут применяться при решении ши рокого круга задач [7]. При исследовании необсаженных скважин - точная привязка получаемых материалов к данным геофизических методов; проведение отбора образцов в интересующем интервале после ГИС, дающее возможность обоснованного выбора точек отбора в интервалах, не освещенных керном колонкового бурения; возмож ность отбора образцов в пластах, физико-механические свойства
которых и технические возможности снарядов колонкового бурения обуславливают низкий вынос керна либо полное его отсутствие.
Исследование керна, взятого сверлящим перфоратором, обеспе чивает возможность детального исследования пласта и позволяет эффективно решать следующие геологические задачи:
-изучение стратиграфического возраста, структурных и текстур ных особенностей, химического состава, гранулометрических и петрофизических свойств вскрытых скважиной пород;
-уточнение нефтенасыщенности пластов и определение их границ в объектах, где однозначная интерпретация данных ГИС затруднена;
-определение остаточной нефте-, водонасыщенности и свойств пород пласта;
-изучение пород, слагающих отдельные стратиграфические комп
лексы в новых районах, а также на старых площадях в случае их аномального строения.
Технические возможности сверлящих керноотборников позволяют проводить отбор образцов и в обсаженных скважинах. Эти работы могут проводиться в обсадных трубах основного размерного ряда. Данные анализа образцов обсадных труб и цементного камня могут быть существенным дополнением для ГИС-контроля при проведении детальной оценки состояния элементов крепления, выполняемой при определении допустимых сроков эксплуатации скважин [2]. Также керноотборники могут использоваться для выполнения в обсадных трубах калиброванных отверстий большого диаметра (35 мм), в сква жинах многоколонной конструкции, с целью заливки тампонажной смеси в межтрубное пространство при проведении ремонтных работ.
В практике вторичного вскрытия, при вводе в эксплуатацию ма ломощных продуктивных объектов в сложных геолого-технических условиях, проблемы возможного образования заколонных перетоков диктуют необходимость применения щадящих технологий, обеспе чивающих сохранение качества разобщения пластов, достигнутого в процессе крепления скважин. Одной из таких технологий является метод сверления перфорационных отверстий приборами на каротаж ном кабеле. Хорошо известны перфораторы серии ПС-112, разрабо танные в ОАО НПП “ВНИИГИС” . Опыт их применения в различных регионах страны и за рубежом показал высокую эффективность при вскрытии маломощных нефтяных пластов с подошвенной водой, а
также объектов, где нефтеносная часть пласта отделена от водо- и газоносной тонкой неустойчивой-перемычкой.
Всего было разработано три модификации этой серии [3]. Конс труктивно эти перфораторы выполнены по схеме “сверло в плоскости, перпендикулярной продольной оси прибора”, чем и объясняется ог раничение величины выхода инструмента до 70 мм [7]. Незначитель ная глубина формируемых перфорационных каналов в кавернозных участках, глубококольматированых пластах, в зонах эксцентричного положения обсадных труб и т. п. может приводить к снижению эф фективности гидродинамической связи пласта со скважиной.
Для работы в подобных условиях был разработан сверлящий пер форатор ПГСП, в котором увеличение глубины сверления достигалось размещением гибкого бура в криволинейной направляющей. Гидравли ческая система выполнена по двухконтурной схеме, обеспечивающей фиксированное положение прибора у стенки скважины, при очистке полости канала от шлама, выполняемой возвратным перемещением вращающегося сверла. По результатам производственной эксплуата ции была проведена модернизация, в результате которой изменена кинематическая схема прижимной системы, увеличена глубина свер ления канала, повышены термобаростойкость и эксплуатационная надежность. Модифицированный прибор выпускается под маркой ПГСП-2 [5].
Следующей разработкой стал перфоратор ПГСП-3, предназна ченный для создания более протяженных каналов при вскрытии глубококольматированых продуктивных объектов и карбонатных коллекторов с ухудшенными фильтрационными свойствами. Здесь необходимо отметить, что одним из факторов, влияющих на техни ческие параметры проектируемой аппаратуры, является ограничен ная способность передачи витым многослойным валом крутящего момента на режущий инструмент. Проведенными исследованиями было выяснено, что при определенном увеличении длины гибкого вала сверла происходит рост амплитуды крутильных колебаний на режущей головке, способных вызывать разрушение режущих элемен тов на переходных зонах, падение механической скорости бурения и преждевременный слом силовой оплетки вала. Это позволило ус тановить, что максимально допустимая длина гибкого вала сверла, обеспечивающая оптимальную работу инструмента, а следовательно,
и экономически целесообразную кратность действия прибора за спуск, позволяет формировать перфорационный канал глубиной до 300 м м . Для реализации этих решений потребовалось внесение существенных изменений в конструкцию исполнительных механизмов, гидравлики и прижимной системы, что повлекло некоторое увеличение длины и массы скважинного прибора.
Основные характеристики сверлящих перфораторов приведены в табл. 2.
|
|
|
Таблица 2 |
Основные характеристики сверлящих перфораторов |
|||
Показатели |
ПС-112М ПГСП-2 |
ПГСП-3 |
|
Максимальное давление, МПа |
80,0 |
80,0 |
80,0 |
Максимальная температура, °С |
150 |
120 |
120 |
Размеры перфорационного канала, мм: |
15 |
20 |
20 |
- диаметр |
|||
- длина |
70 |
150 |
300 |
Габаритные размеры, мм: |
112 |
112 |
112 |
- диаметр |
|||
- длина |
2420 |
3050 |
3300 |
Масса, кг |
80 |
110 |
125 |
Напряжение питания, В |
380 |
380 |
380 |
Максимальное количество сверлений за спуск |
30 |
15 |
10 |
Максимальная длина каротажного кабеля: |
|
4600 |
|
- трехжильный |
|
|
|
- семижильный |
|
6000 |
|
Необходимо отметить, что с увеличением глубины канала возрас тают время на его бурение и износ режущих кромок инструмента за счет абразивного воздействия, приводящий к снижению количества каналов, выполняемых за спуск; увеличивается общее время, затрачи ваемое на проведение перфорационных работ. Возрастают и стоимос тные показатели. Параметры и возможности приборов аппаратурного ряда сверлящих перфораторов позволяют с учетом характеристик вскрываемого объекта, технологических особенностей проводки сква жины, ее конструкции и экономической целесообразности выбрать тип, наиболее полно отвечающий требованиям решаемой задачи.
Дальнейшим дополнением к приборам аппаратурного ряда будет разрабатываемый малогабаритный сверлящий перфоратор МПС, предназначенный для перфорации боковых отводов скважин старого фонда, а также скважин, обсаженных трубами диаметром 114-140 мм.
ЛИТЕРАТУРА
1.Молчанов А. А., Мавлютов М. Р, Филиди Г. Н., Малинин В. Ф. Отбор керна из стенок скважин. М.: Недра, 1984.
2.Перелыгин В. Т, Даниленко В. Н., Лысенков А. И., Гайфуллин Я. С. и др.
Контроль состояния скважин на ПХГ геофизическими методами // Обеспечение промышленной безопасности объектов подземного хранения газа ОАО “Газ пром”. Результаты работ в 2010 г. и ход выполнения работ в 2011 г. Материалы совещания, п. Красная поляна, Краснодарский край, 1—4 марта 2011 г. М.: ООО
“Газпром экспо”, 2012. С. 93-102.
3.Филиди Г. К , Яруллин Р. К. О сверлящих перфораторах на кабеле // НТВ “Каротажник” Тверь: Изд. АИС. 1996. Вып. 24. С. 79-83.
4.Яруллин Р. К. О сверлящих керноотборниках // Геофизика. 2009. № 1. С. 40—43.
5.Яруллин Р. К., Орлова Г. В. Новые возможности сверлящих перфораторов // НТВ “Каротажник” Тверь: Изд. АИС. 2012. Вып. 6 (216). С. 107-115.
6.Яруллин Р К , Соболева Н. П., Мифтахов М. Г., Николаев Ю. В. Особенности применения сверлящих керноотборников // НТВ “Каротажник” Тверь: Изд. АИС. 2011. Вып. 5 (203). С. 209-213.
7.Яруллин Р К., Филиди Г.Н. О разрушающем инструменте сверлящих перфора торов на кабеле // НТВ “Каротажник” Тверь: Изд. АИС. 1997. Вып. 37. С. 96-98.
Рукопись рассмотрена на ученом совете ОАО НПП “ВНИИГИС”
и рекомендована к публикации