Торпедирование скважин: назначение, конструкция торпеды

Все работы в скважинах, связанные с применением взрывчатых веществ (ВВ), выполняются геофизической службой с использо­ванием стандартного оборудования — подъемника, лебедки, кабеля. Основное назначение прострелочно-взрывных работ — вскрытие пласта и восстановление или создание гидродинамической связи в системе скважина — пласт.

В процессе бурения скважины глинистые частицы бурового рас­твора проникают в поры и ухудшают коллекторские свойства в прискважинной части пласта (зона кольматации). После окончания бу­рения в скважину опускают колонну стальных труб, затрубное про­странство цементируют. Для восстановления гидродинамической связи необходимо создать систему каналов, трещин, обеспечиваю­щую поступление пластового флюида в скважину.

Создание в стальной колонне, цементном камне и горной породе каналов (отверстий) называется перфорацией. Перфорационные каналы должны иметь достаточный диаметр, обеспечивающий необхо­димый дебит; глубину, позволяющую вскрыть пласт за зоной кольматации. Желательно также, чтобы вокруг каналов создавались трещи­ны, способствующие повышению проницаемости. Необходимо исклю­чить засорение каналов глинистыми частицами; перед перфорацией ствол скважины должен быть тщательно промыт и заполнен раство­ром, не содержащим глинистых частиц.

Перфорация должна быть также высокопроизводительной, не тре­бовать значительных затрат времени и обеспечивать целостность ко­лонны и цементного камня выше и ниже интервала вскрытия пласта.

Наиболее полно этим требованиям отвечают стреляющие перфо­раторы, которые позволяют создать в горной породе каналы глуби­ной 70 — 200 мм, диаметром 8 — 25 мм при плотности перфорации 10 — 20 отверстий на 1 м. Размеры перфорационного канала опреде­ляются физическими свойствами горных пород, техническим состо­янием скважины, пластовым давлением и типом применяемой аппа­ратуры.

По принципу действия стреляющие перфораторы подразделяют­ся на пулевые и кумулятивные. Основные части перфоратора: пиропатрон 1, головка 2 с электровводом, две секции 4, переходник 8, наконечник 9. Головка обеспечивает подсоединение прибора к кабелю. В ней проложен герметизированный электроввод; здесь же помещается пиропатрон и верхний пороховой заряд 7. Пи­ропатрон воспламеняет самый верхний заряд, а от него по системе огнепроводных каналов воспламеняются остальные заряды.

Секции на концах имеют резьбу для соединения с головкой, нако­нечником или переходником. Герметизация осуществляется рези­новыми кольцами. Вдоль оси секции в двух взаимно перпендикуляр­ных плоскостях расположены четыре ствола оканчивающиеся кри­волинейными желобами.

Стволы идут попарно от общих пороховых камор навстречу друг другу, в результате чего устраня­ется отдача на корпус перфора­тора. Стволы герметизируются стальными и резиновыми прок­ладками. Пороховая камера отде­лена от ствола паронитовой про­кладкой. Пули 3 изготовляются из легированной стали. В наконеч­нике размещен пороховой заряд, с помощью которого производит­ся выстрел из стволов нижней секции. Обтекаемая форма нако­нечника способствует лучшей проходимости прибора по стволу скважины).

Кумулятивный заряд перфоратора (рис. 179) представляет собой прессованную шашку бризантного ВВ цилиндрической, конической или овальной формы — кумулятивная выемка, в которую вставлена металлическая воронка. В основании заряда находится детонатор. Инициирование взрыва снаряда производится от взрыва общего гиб­кого детонирующего шнура, который, в свою очередь, возбуждается от соответствующего взрывного устройства, чаще взрывного патрона. Форма заряда позволяет уменьшить массу ВВ, не участвующую непосредственно в образовании кумулятивной струи, благодаря чему уменьшается вредное воздействие взрыва на корпус перфоратора или обсадную колонну

Наиболее рациональный и эффективный метод воздействия на призабойную зону пласта с целью расширения естественных и создания новых трещин — торпедирование пласта. Торпедирование может осу­ществляться относительно небольшими зарядами ВВ, большими фу­гасными зарядами, внутрипластовыми взрывами, ядерным взрывом.

При торпедировании радиус трещин и каверн зависит от свойств горных пород, энергии ВВ, гидростатического давления и определя­ется массой взрываемого заряда на единицу длины скважины. По­лучить технологический эффект от торпедирования, т. е. создать зону вокруг ствола скважины с развитой системой трещин, можно только в плотных отложениях. На характер действия взрыва, в частности на радиус трещин, значительное влияние оказывает гидростатичес­кое давление. С увеличением глубины радиус трещин резко умень­шается и эффективность метода снижается.