§ 3. Гидропескоструйная перфорация скважин

Кроме перфорации скважин, этот метод применяют для создания каналов, соединяющих ствол скважины с пластом (вместо пулевой или кумулятивной перфорации), при кислотной обработке скважин и других методах воздействия на призабойную зону.

Метод гидропескоструйной перфорации основан на использовании кинетической энергии и абразивных свойств струи жидкости с песком, истекающей с большой скоростью из насадок перфоратора и направленной на стенку скважины. За короткое время струя жидкости с песком образует отверстие или прорезь в обсадной колонне и канал или щель в цементном камне и породе пласта (рис. 105). Жидкость с песком направляется к насадкам перфоратора по колонне насосно-ком-прессорных труб с помощью насосов, установленных у скважины.

При гидропескоструйной перфорации применяют то же наземное оборудование, что и для гидравлического разрыва пласта: насосные агрегаты, пескосмесительные машины и др.

Подземное оборудование состоит из гидроперфоратора, спускаемого в скважину на насосно-компрессорных трубах. В корпусе гидроперфоратора (рис. 106) имеются гнезда для держателей насадок и заглушек. Держатель насадки имеет широкую наружную гайку, которая предохраняет в процессе обработки пласта участок корпуса перфоратора с резьбой от разрушения его отраженной струей жидкости с песком. По мере износа гаек держатели и насадки заменяют.

Насадки перфоратора диаметром 4,5 мм и длиной 20 мм, изготовляемые из абразивостойких сплавов, установлены под углом 2—3° к горизонтальной плоскости, что повышает абразивное действие струи в результате изменения направления и снижения отрицательного действия отраженной струи, а также исключает разрушение корпуса насадок. В зависимости от вида перфорации насадки в перфораторе устанавливают различно. Для вскрытия пласта путем создания горизонтальной круглой щели четыре насадки размещаются в одной горизонтальной плоскости, в остальные гнезда ввинчиваются заглушки.

При создании диаметрально противоположных вертикальных щелей насадки размещаются в вертикальной плоскости по две или три с каждой стороны перфоратора. Число и размещение насадок при создании каналов в породе определяются геолого-промысловыми условиями.

Колонну спущенных труб перед перфорацией опрессовывают на рабочее давление, для чего над перфоратором устанавливается шариковый клапан. После окончания опрессовки шарик извлекают на поверхность обратной промывкой, т. е. прокачкой жидкости в пространство между эксплуатационной колонной и насосно-компрессорными трубами.

Для гидропескоструйной перфорации в нефтяных скважинах в качестве жидкости-песконосителя применяют нефть, а в нагнетательных скважинах — воду. В качестве абразивного материала используют отсортированный кварцевый песок фракции 0,5—0,8 мм. Концентрация песка в жидкости должна составлять 50—100 г/дм³. Скорость прокачки смеси жидкости с песком составляет 3,0—4,0 л/с на одну насадку. В этом случае скорость выходящей из насадки струи жидкости будет равной 200—260 м³/с, а перепад давления в насадках 18—22 МПа. Продолжительность перфорации одного интервала продуктивного пласта составляет 15—20 мин. После перфорации нижнего интервала перфоратор устанавливают в следующем верхнем. В новых интервалах установки перфоратора операция повторяется при том же режиме проведения процесса.