Способ получения перфорационных щелей в эксплуатационной колонне и способ вскрытия пластов

008876 Область техники Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к способам вторичного вскрытия пластов созданием в эксплуатационной колонне перфорационных щелей, и может быть использовано при строительстве скважин различного назначения. Уровень техники Известен способ получения перфорационных щелей и вскрытия пластов, включающий спуск перфорационного устройства в скважину и перфорацию обсадной колонны в интервале нефтегазонасыщенного пласта путем создания в призабойной зоне пласта системы радиально расположенных от ствола перфорационных каналов протяженностью до 3,0 м. В призабойной зоне пласта создают системы крестообразных перфорационных каналов на расстоянии 0,5-1,0 м. друг от друга по высоте, причем каждую систему каналов смещают относительно предыдущей на 10-35. (см. RU 2165518 С 1, МПК 7 Е 21 В 43/11,20.04.2001). Известен также способ получения перфорационных щелей в эксплуатационной колонне, который раскрыт в патенте RU 2182221 С 1, МПК 7 Е 21 В 43/114, 10.05.2002, накат щелей в котором осуществляют посредством спуска в скважину гидромеханического скважинного перфоратора, содержащего режущий инструмент в виде накатного диска, гидромониторную насадку, полый шток-фильтр, поршень-толкатель с гидроканалами, связанный с осью накатного диска, и перемещения перфоратора вверх и вниз. Однако в обоих способах производят одностороннее формирование щелей, а формирование нескольких щелей проводят путем смещения перфоратора на заданный угол по отношению к ранее сформированным. При одностороннем воздействии режущего инструмента на эксплуатационную колонну возникает усилие прижима устройства к ней, требующее дополнительных усилий на преодоление силы трения при перемещении устройства вверх-вниз и приводящее к его быстрому износу. Наиболее близким к предложенному является способ получения перфорационных щелей в эксплуатационной колонне, включающий спуск перфорационного устройства в скважину на колонне насоснокомпрессорных труб и формирование в эксплуатационной колонне перфорационных щелей с помощью двух диаметрально расположенных выдвижных режущих элементов, перемещающихся вверх и вниз (US 4119151, опубл. 10.10.1978). Этот способ используется при вскрытии пластов призабойной зоны. В известном способе усилия резания два диаметрально противоположно расположенных режущих элемента уравновешивают друг друга. Однако при резании образуется стружка, которая забивает перфорационное устройство. При резании может возникать искра, резкое увеличение температуры, облом резцов. Сущность изобретения Задачей изобретения является улучшение технологических характеристик способа, повышение эффективности разрушения цементного камня за колонной, а также увеличение срока эксплуатации перфорационного устройства. Технический результат, который обеспечивает решение поставленной задачи, заключается в исключении образования стружки при формировании щелей, снижение вероятности искрообразования,облома рабочих элементов, резкого увеличения температуры, а также снижение ударного воздействия на инструмент вследствие замены процесса резания металла на его пластическую деформацию. Данный технический результат достигается за счет того, что в способе получения перфорационных щелей в эксплуатационной колонне, включающем спуск перфорационного устройства в скважину на колонне насосно-компрессорных труб, формирование в эксплуатационной колонне двух диаметрально расположенных перфорационных щелей с помощью двух расположенных диаметрально выдвижных элементов, которые перемещают, используют в качестве выдвижных элементов зубчатые диски, формирование двух перфорационных щелей осуществляют постепенно усиливающимся пробиванием за счет микроударов, создаваемых зубчатыми дисками при ступенчатом создании давления в колонне насоснокомпрессорных труб предпочтительно от 1,0 до 8,0 МПа, т.е. при переменной удельной нагрузке. Технический результат достигается также тем, что в способе вскрытия пластов в призабойной зоне получают перфорационные щели описанным способом, а затем давление в полости насоснокомпрессорных труб поднимают и подают жидкость вскрытия в полученные щели одновременно через две гидромониторные насадки, которыми оснащено перфорационное устройство, в виде двух противоположно направленных струй, обеспечивающих разрушение цементного камня и промывку забоя. Предпочтительные варианты осуществления изобретения Предложенные способы осуществляются следующим образом. На колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) перфоратор опускают в скважину к месту перфорации. Перфоратор может иметь различную конструкцию, обязательными элементами которой являются наличие полого штока, двух боковых гидромониторных каналов, каждый из которых оборудован гидромониторной насадкой, а также двух зубчатых дисков, установленных с возможностью их выдвижения в противоположные стороны посредством механизма их крепления и выдвижения. Например, может быть использован перфоратор, содержащий корпус, поршень с полым штоком, связанный с поршнем-толкателем. Нижняя часть поршня-толкателя имеет вид клиновой вилки. В корпусе имеется центральная ось, на которой установлено коромысло с закрепленными на осях зубчатыми дисками. Установив перфоратор в скважине, проводят прямую промывку полости труб и полости устройства-1 008876 от окалин и механических примесей, попадающих в полость труб во время геофизических работ по привязке устройства к интервалу перфорации. Затем в полость труб бросают шар малого диаметра, который,проходя через подвеску НКТ, полый шток, опускается в посадочное седло поршня-клина и перекрывает центральный промывочный канал. После этого создают рабочее давление в полости НКТ. Начинают воздействие на поршень-клин, который, передвигаясь поступательно вдоль оси прибора, упирается в коромысло, на концах которого расположены два зубчатых диска, поворачивая его вокруг своей оси до контакта этих дисков со стенками эксплуатационной колонны. Создают ступенчато давление от 1,0 до 8,0 МПа в полости НКТ. Перемещают прибор вверх и вниз. Производят постепенно усиливающееся пробивание щелей. Пробивание производится за счет микроударов, создаваемых вращающимися зубчатыми дисками по принципу переменной удельной нагрузки на эксплуатационную колонну и цементный камень за ней. При ступенчатом создании давления, которое передается на зубчатые диски, происходит пластическая деформация металла эксплуатационной колонны. При этом не происходит образования стружки, отсутствуют искры, не происходит облома зубьев на дисках. Эффективно разрушается хрупкий цементный камень за колонной. Пробивание диаметрально расположенных щелей в эксплуатационной колонне производят двумя зубчатыми дисками одновременно. После получения перфорационных щелей в эксплуатационной колонне давление жидкости в полости труб поднимают до 15,0 МПа, при этом реализуется гидромониторный эффект струи. Две струи жидкости, выходящие одновременно через две гидромониторные насадки и бьющие с большой скоростью в противоположные стороны, разрушают цементный камень и породу за эксплуатационной колонной, намывая каверны по всей длине щели. При этом расстояние между гидромониторными насадками и осями зубчатых дисков постоянно. После намыва каверн давление в трубах сбрасывают до атмосферного. Под действием возвратной пружины весь пробивающий узел в сборе втягивается в корпус и возвращается в исходное положение. После этого в полость НКТ бросают шар большего диаметра, который садится в седло муфты. Подняв давление в трубах, производят перемещение седла вдоль оси устройства, которое срезает клапана,открывая отверстия в муфте перфоратора. Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в следующем. 1. При формировании двух противоположных щелей исключается прижим устройства к эксплуатационной колонне, что исключает потери усилий на преодоление сил трения при перемещении устройства вверх и вниз, снижается риск обрыва колонны труб НКТ. Нет износа корпуса устройства, не прогибается эксплуатационная колонна в случае отсутствия цементного камня за ней. 2. За счет выполнения пробивающего узла, состоящего из двух зубчатых дисков и двух гидромониторных каналов с двумя гидромониторными насадками, обеспечивается одновременное образование двух диаметрально расположенных щелей в эксплуатационной колонне, что вдвое сокращает время на перфорацию интервала. А также осуществляется одновременный выход жидкости, бьющей в противоположные стороны, через две гидромониторные насадки, что создает турбулентный режим движения этой жидкости, обеспечивающий повышение качества и производительности процесса вскрытия пласта. Данные процессы невозможны при работе перфоратора с одним диском. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения перфорационных щелей в эксплуатационной колонне, включающий спуск перфорационного устройства в скважину на колонне насосно-компрессорных труб, формирование в эксплуатационной колонне двух диаметрально расположенных перфорационных щелей путем перемещения двух расположенных диаметрально выдвижных элементов, отличающийся тем, что используют в качестве выдвижных элементов зубчатые диски, формирование двух перфорационных щелей осуществляют постепенно усиливающимся пробиванием за счет микроударов, создаваемых зубчатыми дисками при ступенчатом создании давления в колонне насосно-компрессорных труб. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ступенчатое создание давления в колонне насоснокомпрессорных труб осуществляют в диапазоне от 1,0 до 8,0 МПа. 3. Способ вскрытия пластов призабойной зоны, включающий получение перфорационных щелей в эксплуатационной колонне посредством операций по п.1 или 2 и последующую подачу в полученные щели жидкости вскрытия одновременно через гидромониторные насадки, которыми оснащено перфорационное устройство, в виде двух противоположно направленных струй, обеспечивающих разрушение цементного камня и промывку забоя.