В статье автор описывает опыт выполнения гидропескоструйной перфорации на газодобывающих скважинах с АВПД. Оценивает применимость технологии в осложненных условиях.
Ключевые слова: гидропескоструйная, ГПП, АВПД, газодобывающие скважины.
Гидропескоструйная перфорация (ГПП) является методом вторичного вскрытия продуктивных пластов, при котором разрушение стенок обсадной колонны, цементного камня и породы производится с помощью высокоскоростных гидромониторных струй жидкости, содержащих абразивные включения. обычно в качестве абразива используется крупный кварцевый песок, размером около 100меш или искусственный керамический песок мелких фракций 20/40–30/50меш
Данный метод относят к щадящим методам вторичного вскрытия, в связи с его низким отрицательным влиянием на ПЗП. В действительности формирование перфорационных каналов гидромониторной струей не приводит к уплотнению пород, напротив, данный метод способствует снятию напряжений в зоне перфорации и формирует каверны, образующие обширные площади фильтрации флюида. Единственным негативным фактором при выполнении операции может быть воздействие применяемой жидкости на фильтрационно-емкостные свойства пород, составляющих пласт. Этот эффект полностью зависит от применяемых растворов и поддается контролю, путем работы над составом перфорационной жидкости, обязательным включением в рецептуру ингибиторов набухания глин и деэмульгирующих добавок, для предотвращения образования устойчивых эмульсий в пласте. В случае высокой чувствительности пласта к воде возможен переход на жидкости на безводной основе, например РУО или иные безводные растворы, главным требованием к которым будет наличие песконесущей способности и сохранение приемлемой текучести жидкости. Также фактор воздействия перфорационной жидкости на пласт может быть устранен выполнением работ на депрессии, в таком режиме перфорационная жидкость не проникает в пласт.
Процесс гидропескоструйной перфорации, обеспечивается подачей нескольких гидромониторных струй перфорационной смеси, через специальные сопла, имеющие необходимый диаметр проходного отверстия (обычно от 1,5 до 5мм), для создания достаточной скорости потока струи необходимо поддерживать соответствующий объемный расход жидкости, подающейся с поверхности насосными агрегатами высокого давления. Выносимый из сопел абразивный наполнитель, обладая большой кинетической энергией ударяется о стенки эксплуатационной колонны на маленькой площади и разрушает их. Отверстия формируются благодаря совокупности абразивного воздействия и гидромониторного эффекта. После формирования отверстия в эксплуатационной колонне, струя перфорационной смеси разрушает цементное кольцо и породу в заколонном пространстве и теряя скорость начинает рассеиваться, производя таким образом намыв каверны вокруг первоначального направления движения потока. Напор жидкости поддерживается в течение времени, необходимого для формирования отверстий на заданную глубину и намыва заколонной каверны.
Результатом операции по ГПП является формирование перфорационных каналов, количество которых соответствует количеству специальных сопел, диаметр отверстий в колонне составляет от 6 до ~20мм, глубина формируемых каналов в ПЗП может составлять от 0,3 до 1,5м вместе с формируемой каверной. Обычно, в процессе перфорации производится резка нескольких «станций» (станция — это один цикл резки с установкой прибора на определенной глубине), таким образом, чтобы суммарное количество перфорационных отверстий обеспечивало необходимую площадь вскрытия пласта.
Вскрытие пластов методом ГПП может производиться двумя способами, путем спуска гидропескоструйного перфоратора на компоновке насосно-компрессорных труб, или путем спуска на колонне гибких насосно-компрессорных труб. Принципиальная разница методов заключается в том, что гибкие трубы позволяют с легкостью выполнять работы на депрессии, а также позволяют достигать существенно больших глубин спуска в горизонтальных скважинах.
Работы по ГПП характеризуются довольно высокими значениями нагнетательного давления в трубах, а также наличием рисков прихвата КНК в случае не качественного выноса и удаления абразивного наполнителя из интервалов размещения инструмента. Данные факторы зачастую являются ограничивающими факторами для использования технологии ГПП. То есть, в случае наличия оснований предполагать, что во время производства работ давление нагнетания может превысить допустимые технические пределы, или есть объективный риск, того, что качественный вынос проппанта организовать не удастся, например ввиду частичной потери циркуляции в скважине из-за поглощения раствора, целесообразно рассмотреть другие способы выполнения перфорации.
Рассматривая применимость гидропескоструйной перфорации на газодобывающих скважинах, с аномально высоким пластовым давлением, необходимо оценить основные технологические факторы, оказывающие существенное влияние на характер внутрискважинных работ, на данной категории скважин, а именно:
− Чувствительность газовых коллекторов к воздействию воды
− Склонность к поглощению растворов.
− Высокие коэффициенты трения инструмента о стенки эксплуатационной колонны при СПО
− Сложные конструкции скважин (горизонтальные хвостовики с малыми диаметрами)
− Высокие коэффициенты аномальности пластов (K-1,6–1,9 для Ачимовских и Юрских отложений).
Рассматривая применимость технологии ГПП для такого рода скважин очевидна целесообразность проводить работы в режиме депрессии на пласт, чтобы снизить негативное влияние на ФЕС пласта, при этом, склонность к поглощению рабочего раствора и высокие значения давления в режиме работы на депрессии выступают существенным осложняющим фактором для производства ГПП и ставят под вопрос применимость технологии в таких условиях. Тем не менее, конструктивные особенности скважин могут создавать обстоятельства безальтернативности применения данного метода. Например, в случае необходимости выполнения перфорационных работ через лифт насосно-компрессорных труб в горизонтально направленных скважинах, где выполнение ГПП на ГНКТ является наиболее эффективным и безопасным методом перфорации, к тому же позволяющим произвести работы на депрессии, с последующим отбором флюида и запуском скважины.
Рис. 1. Геолого-технологические характеристики
Так, в апреле 2020 года, при выполнении МГРП на скважине U7102 Самбургского ЛУ Уренгойского НГКМ произошел отказ при активации шаровой муфты ГРП. Для решения данного осложнения был предложен план приобщения зоны ГРП путем гидропескоструйной перфорации участка колонны, расположенного непосредственно над зоной установки муфты, без ее активации.
Рис. 2. Изометрическое представление инклинометрии скважины
Конструктивно, данная скважина представляла из себя наклонно-направленную скважину с горизонтальным окончанием. Заканчивание представлено не цементируемым хвостовиком МГРП ф114мм с шаровыми муфтами, общей длиной более полутора тысяч метров и горизонтальным участком не менее тысячи трехсот метров. Хвостовик подвешен в эксплуатационной колонне ф178мм с помощью подвесного стыковочного устройства, в подвесное устройство спущен лифт НКТ 89мм загерметизированный стингером. Планом освоения предполагалось проведение поэтапной стимуляции зон пласта, разделенных заколонными пакерами, методом ГРП через шаровые сдвижные муфты и последующий запуск скважины в эксплуатацию.
Необходимо отметить, что устьевое давление к моменту производства работ на ГНКТ составляло P-434 Атм (на скважинном флюиде), а минимальное проходное сечение выше места производства работ по ГПП составило всего 68 мм.
В целях сохранения ФЕС вскрываемой зоны, а также ранее приобщенных интервалов, выполнять работы было решено в режиме депрессии на пласт.
В процессе подготовки была составлена программа работ, учитывающая фактические скважинные условия. Произведен спуск компоновки ГПП, установка перфоратора на заданную глубину и последующая гидропескоструйная перфорация десяти станций по три отверстия каждое с интервалом в один метр между станциями, с применением перфорационной жидкости на основе солевого раствора CaCl плотностью 1,10г/см3 полимеризованного гуаровым гелеобразователем до вязкости 20–30 сПз.
В качестве абразивного наполнителя использовался керамический проппант фракции 30/50меш с концентрацией около 80–90кг/м3.
Работы выполнялись с одновременной отработкой скважины на факел.
Использовалась следующая компоновка низа колонны:
− Гидропескоструйный перфоратор Slimhole Sand Jet Perforating Tool
− Центратор гидравлический Hyd Centralizer
− Универсальный разъединитель
− Внутренний луночный коннектор
Рис. 3. Компоновка низа колонны для ГПП на ГНКТ
Операция ГПП была выполнена при следующих гидродинамических параметрах:
Давление нагнетания (Давление в ГНКТ/Circulating pressure): — 446–350 Атм
Объемный расход подачи перфорационной смеси: — 250 л/мин
Концентрация абразивного наполнителя — 90–100 кг/м3
Время резки одной станции — 5 мин
Устьевое давление (затруб/wellhead) — 134–74 Атм
Режим работы скважины: динамический, скважина открыта на ГФУ, через штуцерную камеру.
Рис. 4. Показания системы мониторинга установки ГНКТ во время производства ГПП
В результате проведенных работ получено полноценное сообщение с седьмой зоной хвостовика, успешно выполнена операция по стимуляции пласта гидравлическим разрывом, при производстве которой отмечались хорошие показатели связи с ПЗП. Успешное применение данного решения, несмотря на осложненные условия, позволило недропользователю приобщить плановый участок пласта, протяженностью более ста пятидесяти метров, несмотря на отказ порта системы заканчивания. При этом, альтернативой данному решению мог быть только пропуск отказавшего порта и переход на следующий интервал, т. к. мануальная активация муфты ГРП не представлялась возможной, а другие методы перфорации в условиях данной скважины не применимы. Оценивая опыт применения метода гидропескоструйной перфорации на газодобывающей скважине с горизонтальным окончанием и аномально высоким пластовым давлением, можно обосновано заключить, что технология гидропескоструйной перфорации является перспективным инструментом для решения задач на скважинах с АВПД в том числе для приобщения газоносных коллекторов. Технология позволяет эффективно минимизировать негативное влияние на ФЕС пласта, а также эффективно решать нестандартные технологические задачи в заданных условиях
Литература:
- Аксенова, Н. А. Технология и технические средства для вскрытия продуктивных пластов: Учеб. Пособие для ВУЗов / А.Е Анашкина, В. А. Федоровская. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2015. — 176с.
- Sharma A. Coiled-Tubing-Assisted Hydraulic Fracturing of CBM Wells in India Using CT-Deployed Hydrajet Perforation Technology/Ajay Sharma, Dushyant Bhalla, Sumit Bhat / Online Journal for E&P Geoscientists [Электронный ресурс] /Режим доступа: http://www.searchanddiscovery.com/.
- Материалы по выполнению ГПП силами ООО «Везерфорд» на скв.7102 Самбургского ЛУ Уренгойского НГКМ АО «Арктикгаз» (план работ, отчет о выполненных работах, презентация по результату выполнения ГПП)
- Выделение и вскрытие пластов с аномально высокими пластовыми давлениями, сложенных порово–трещенными и трещинно-поровыми коллекторами / В. В. Паникаровский, В. К. Романов, Е. В. Паникаровский [и др.] // геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. — 2004 — № 3 — С.27–34.
