Самарскими разработчиками создана уникальная перфорационная система нового поколения, которая станет залогом повышения технологичности прострелочно-взрывных работ в нефтегазовых скважинах.
Новая перфосистема под маркой SNAKE BVT позволит значительно сократить время спускоподъемных операций при ПВР на больших интервалах вскрытия, снизить риски аварийных ситуаций по причинам технического и субъективного характера, успешно осуществлять ПВР в скважинах любой кривизны при различных геолого-технических условиях.
В последние годы важнейшей задачей для российской и мировой нефтегазовой отрасли является более полное извлечение углеводородов из пластов, интенсификация их нефтеотдачи и переход к разработке трудноизвлекаемых запасов.
В связи с этим быстрыми темпами растут объемы бурения и ввод в эксплуатацию новых скважин.
Перфорация скважины - один из важнейших этапов её освоения, повышающий эффективность извлечения нефти и газа.
При этом нужно сказать, что, несмотря на значительно меняющиеся условия и методы добычи, существующие конструкции перфорационных систем (далее ПС), характерные для производителей по всему миру, в т.ч. и для отечественных, не менялись уже, по крайней мере, 10-15 лет. Все эксплуатирующиеся на данный момент перфосистемы отличаются друг от друга, возможно, лишь «цветом», размером, профилем резьбы на концах ПС и другими незначительными конструктивными особенностями.
Компания «БВТ» - уже более 10 лет на российском рынке. С момента своего создания команда «БВТ» работает, ориентируясь на конкретные потребности нефтегазовой отрасли, и видит своей основной миссией разработку и внедрение только успешных и действительно востребованных решений в области оборудования для прострелочно-взрывных работ (далее ПВР).
Исходя из сложившейся ситуации в сегменте прострелочно-взрывной аппаратуры (далее ПВА), Научно-конструкторский Центр БВТ (далее НКЦ БВТ) поставил своей задачей разработать систему, адаптированную под новые условия проведения ПВР в скважинах.
Накопленный опыт позволил нашим специалистам разработать ПС нового поколения под торговой маркой «SNAKE BVT» (рис.1).
Название «SNAKE» отображает суть самой конструкции - это супергибкая многосекционная ПС, в которой учтены все современные условия проведения ПВР.
.jpg)
Рис. 1 ПС нового поколения под торговой маркой «SNAKE BVT»
Сборка SNAKE может производиться заранее в зарядной мастерской, если таковая есть, или непосредственно на скважине, в лаборатории перфораторной станции (в дальнейшем ЛПС).
В качестве основных элементов многосекционной ПС используются существующие, хорошо зарекомендовавшие себя перфорационные системы, штатно применяемые оператором добычи нефти и газа для конкретных геолого-технических условий разрабатываемых месторождений.
Они стыкуются между собой разработанным НКЦ БВТ универсальным узлом соединения и передачи детонации «УУ-АТ». Он адаптирован под разные модели штатных ПС, 50÷89 мм. Элементы, входящие в состав универсального узла УУ-АТ (передающий, приемный) аналогичны для всего модельного ряда. (рис.2)
В связи с тем, что используются существующие ПС, то дополнительно проводить испытания по API 19B и по методике СС-05 не требуется, и имеющиеся сертификаты сохраняют свою силу. На применение УУ-АТ получено разрешение Федеральной Службы по Экологическому, Технологическому и Атомному Надзору № РРС 00-049704 от 20.12.2012.
Использование УУ-АТ, элементы которого устанавливаются на концах ПС в ЛПС, дает возможность поставить отдельно секции ПС «SNAKE БВТ» на устье скважины в полностью снаряженном виде.
Узел УУ-АТ - это быстроразъемное шарнирное соединение, которое позволяет существенно ускорить монтаж и демонтаж секций длинных сборок ПС с гарантированным обеспечением передачи детонации по всей ПС. На рисунке 3 показана схема состыковки (расстыковки) элементов ПС с применением универсального узла соединения УУ-АТ.
Классическая схема многосекционных ПС, которые скручиваются между собой непосредственно на устье скважины, при сложных погодных условиях, может приводить к несанкционированному соприкасанию секций между собой и тем самым к нарушению целостности или деформации резьбовой части ПС.
В некоторых случаях даже возможно срезание герметизирующих колец, что приводит в итоге к разгерметизации всей ПС непосредственно в скважине.
Одно из основных преимуществ применения SNAKE - это отсутствие ограничений по углам набора кривизны траектории скважины.
Гибкость перфосистемы SNAKE обеспечивается шарнирным соединением. При коротких секциях 0,5-1 м при определённом диаметре обсадной колонны изгиб между секциями может достигать 8-100, поэтому на отрезке примерно 10-15м можно развернуть многосекционную ПС на 75-800. Это делает SNAKE многофункциональной перфорационной системой, которая позволяет совершать множество технологических операций при ПВР. Непосредственно на скважине может быть собрана цепочка, адаптированная под каждый вид геолого-технических мероприятий (в дальнейшем ГТМ).
Такая конструктивная особенность SNAKE BVT позволит с помощью этой системы успешно проводить ПВР в скважинах:
Вертикальных;
Наклонно-направленных (ННС);
Пологих;
ННС с горизонтальным окончанием и сложным профилем;
В боковых стволах
при различных геолого-технических условиях:
На репрессии
На депрессии
Протяженных интервалов перфорации со значительными пропусками
В газовой среде
При наличии в скважинах тяжелых и сверхтяжелых промывочных растворов
При аномально высоких (низких) пластовых давлениях.
Особенно ПС нового поколения будут востребованы при вскрытии пластов с трудноизвлекаемыми запасами, при проведении многостадийных ГРП.
Отличительные особенности системы SNAKE от других многосекционных ПС - быстроразъёмных шарнирных соединений:
- во-первых, в существующих моделях элементы шарнирного соединения входят в состав окончательно собранного модульного перфоратора, и в этом виде он поступает заказчику, поэтому хранение такого модуля снижает коэффициент загрузки склада взрывчатых материалов, что не всегда выгодно потребителю;
- во-вторых, в ходе транспортировки собранных на заводе-производителе готовых модулей по ряду объективных и субъективных причин может произойти несанкционированное нарушение целостности конструкции, что невозможно проконтролировать;
- и, наконец, ни одну из ныне существующих модульных многосекционных ПС нельзя назвать многофункциональной, т.к. все они имеют окончательную, завершенную конструкцию и предназначены для выполнения только строго определённых технологических операций, связанных с ПВР.
Технические характеристики SNAKE BVT:
В комплектации перфорационной системы SNAKE, как уже отмечалось ранее, используются классические ПС, поэтому для сохранения технических характеристик узел УУ-АТ разработан с учетом существующих требований к перфосистемам. Технические характеристики SNAKE отражены в таблице 1.
Из таблицы видно, что данная ПС может эксплуатироваться при давлении 80МПа и температуре до 1500С, а также возможно использование ПС различной длины от 0,5 до 3х м с возможной установкой пропусков (чего не могут обеспечить существующие модульные перфосистемы), т.к. универсальный узел системы SNAKE поставляется отдельно.
Это значительно расширяет диапазон применения SNAKE BVT в различных геолого-технических условиях при проведении ПВР.
Далее хотелось бы отметить, что в существующих конструкциях модульных перфораторов, присутствующих в настоящее время на российском рынке, передача детонационной волны от одной секции до другой осуществляется за счёт фугасного срабатывания передающего элемента.
Любое фугасное воздействие является физическим процессом, приводящим к максимальному разрушению. Для передачи фугасного воздействия от одной секции перфосистемы к другой разработчики подобных модульных ПС уменьшают перемычку в передающих и приёмных устройствах. Но это не позволяет использовать данные системы при больших пластовых давлениях.
В конструкции SNAKE используется передающий элемент узла УУ-АТ, который устанавливается в амортизатор и сохраняет целостность узла УУ-АТ после отстрела, что дает возможность формирования цепочки многосекционных ПС длиной от 100 до 350 м в зависимости от модификации ПС (см. табл. 1). Указанные в табл.1. длины рассчитаны в соответствии с усилием на разрыв с трехкратным запасом.
ПС SNAKE в зависимости от способа спуска: на кабеле, НКТ или ГНКТ, комплектуется модулем инициирующим (см. рис. 4) и универсальным наконечником.
Они также имеют быстроразъёмные шарнирные соединения.
Далее хотелось бы сказать несколько слов об инициирующем модуле (рис.4). Он представляет собой узел, в котором установлен передающий элемент и детонатор.
В зависимости от способа возбуждения последний может быть электрическим или ударным. В связи с тем, что, как отмечалось ранее, сборка единичного модуля ПС SNAKE проводится в ЛПС, в нормальных условиях, вероятность разгерметизации минимальна и зависит только от уровня квалификации специалистов, осуществляющих сборку.
Поэтому детонатор (электрический или ударный) устанавливается в верхней части многосекционной ПС. Это позволяет использовать ПС SNAKE в горизонтальных скважинах, т.к. обеспечить электрический контакт от одной секции ПС к другой конструктивно выполнить сложно. Сборка многосекционной ПС значительно упрощается, т.к. не надо прокладывать электрическую цепь через все секции.
В процессе проведения приёмочных испытаний было предложено разработать т.н. транспортировочный узел, который показан на рисунке 5 и представляет собой гибкий трос между перфоратором и кабельной головкой.
.jpg)
Испытания ПС SNAKE:
В ходе отработки конструкции производилось множество полевых испытаний. После осуществления приемочных были проведены совместные испытания с компаниями «Сургутнефтегеофизика» и ООО «Георесурс».
На рисунках 6,7,8,9,10 представлены некоторые значимые моменты этих испытаний, которые отображают работоспособность и возможности системы SNAKE BVT.
Рис.6 Сборка ПС SNAKE
Рис.7 Момент срабатывания ПС SNAKE в обсадной колонне
Рис.8 Обсадная колонна после отстрела
Рис.9 ПС SNAKE после отстрела
Рис.10 Разборка ПС SNAKE после отстрела
Результаты испытаний подтвердили технические характеристики модельного ряда перфосистем БВТ. Диаметр после отстрела ПКО50 (до отстрела 53 мм) увеличился до 56 мм, ПКО63 (до отстрела 63,5 мм) до 66 мм.
В актах-отчетах отмечено, что «после отстрела разборка ПС проходила без усилий, целостность комплектующих не нарушена, отколов и разрывов нет».
Непосредственные исполнители работ и представители компаний-клиентов высоко оценили технические характеристики системы SNAKE, качество и эффективность её работы.
В заключении, хотелось бы ещё раз подчеркнуть, что:
1) Гибкость и многофункциональность ПС SNAKE дает возможность моделирования различных комбинаций перфораторов (позволяющих делать пропуски и т.д.), адаптированных под каждую конкретную задачу и различные геолого-технические условия.
2) Использование универсального узла УУ-АТ позволяет осуществлять сборку ПС непосредственно на скважине, что, в первую очередь, значительно упрощает подготовительные и спускоподъемные работы и ведет к сокращению затрат на их проведение; сохраняет коэффициент загрузки склада, а также повышает безопасность проведения работ.
3) Конструкция универсального узла УУ-АТ разработана таким образом, что он сохраняет свою целостность после отстрела, что дает возможность формирования многосекционной цепочки ПС длиной от 100 до 350 м (с трёхкратным запасом).
Мы считаем, что все вышесказанное дает право специалистам компании БВТ говорить о создании действительно уникального инновационного продукта, удовлетворяющего запросам потребителей как российского, так и мирового рынков и способствующего повышению технологичности прострелочно-взрывных работ в нефтегазовых скважинах.
