Причины термоаномалий, возникающих в скважине после вторичного вскрытия пластов стреляющими перфораторами.

Выстрел перфоратора в скважине, как показано выше, может сопровождаться локальным выделением или оттоком запасённой в пласте энергии, что неминуемо приведёт к изменению температуры жидкости ограниченного объёма во внутрискважинном пространстве. Другой причиной изменения температуры скважинной жидкости является выделение тепла при взрыве зарядов перфоратора. Газообразные продукты взрыва, имеющие высокую температуру, в зависимости от конструкции перфоратора, разогревают корпус перфоратора на несколько десятков градусов или непосредственно попадают в скважинную жидкость. Корпус перфоратора, спускаемого на кабеле, может смещаться в скважинной жидкости в вертикальном направлении под действием реакции от газовых струй, вылетающих из корпуса с большой скоростью. Последующее извлечение корпуса или каркаса перфоратора способствует перемешиванию жидкости и выравниванию её температуры по стволу скважины. Конечно, часть разогретой газожидкостной смеси остаётся в интервале перфорации и она остаётся “сидеть“ на разогретой от кумулятивных струй или локального выделения накопленной в пласте упругой энергии

Рассмотрим причины сбора части размазанного теплового пятна в интервале перфорации. Разогрев стенки обсадной колонны от струй или реакции пласта в который произведён выстрел перфоратора и достаточно длительное сохранение тепла разогретым пластом и колонной в интервале перфорации приведёт к тому, что на газовый пузырёк будет действовать сила

, (3.18)

где R – радиус пузырька, - температурный коэффициент изменения поверхностного натяжения воды (скважинной жидкости), - температурный градиент.

Пузырёк стремится переместиться в область более высокой температуры (к наиболее нагретой области стенки) при условии , где - выталкивающая сила Архимеда. Такое поведение пузырьков газа способствует сохранению характерной формы термоаномалии в течение длительного периода времени. Следовательно, обнаружению в чистом виде термоаномалий, связанных с реакцией пласта на воздействие при перфорации, препятствует целый ряд причин. Среди них: разогрев пласта и обсадной колонны кумулятивными струями и продуктами взрыва, образование газожидкостной системы в стволе скважины.

Однако ряд факторов способствует обнаружению термоаномалии от самой реакции пласта на динамическое воздействие. Так применение корпусных перфораторов значительно уменьшает количество тепла, выделяющееся в интервале отстрела перфоратора и основная часть тепла вместе с извлекаемым корпусом уносится сразу после перфорации . Кроме того, сравнительно большой диаметр корпуса перемешивает жидкость в скважине и является важной причиной выравнивания температуры по стволу. К этому следует добавить и тот факт, что изменение температуры жидкости в интервале простреливания за счёт образования ассоциата и инерционности в нём процессов достигает значительно больших значений по сравнению с интегральным выделением тепла от срабатывания перфоратора.

При переносе тепла ассоциатом от стенки скважины вглубь подстилающего прострелянного или непрострелянного пласта, всё выделяющееся тепло, независимо от его источника будет формировать в скважине положительную температурную аномалию выше зоны охлаждения пласта и конструкции скважины. Нижняя часть термоаномалии в таких случаях будет характеризоваться бесконечно большим температурным градиентом.

Профиль термоаномалий,, регистрируемые в интервале прострелянного пласта имеет изрезанный вид и этим он отличается от профиля в непрострелянной , но подвергнутой воздействию ударных волн части пласта. Для непрострелянной части пласта профиль имеет гладкий вид.

На рисунке №3.20 в качестве примера приведена температурная аномалия, зарегистрированная через 5 часов после перфорации кумулятивным перфоратором ПКС80 на скважине № 139 Новопортовского месторождения. Ниже интервала перфорации произошёл отток тепла от стенки скважины, что сопровождалось охлаждением пласта ниже отметки 2460 метров, что и привело к бесконечно большому температурному градиенту.

При чередовании пропластков с различной литологией и резко отличающимися энергетическими и фильтрационно-емкостными свойствами в интервале перфорации, температурная аномалия имеет сложную конфигурацию. На рисунке №3.21 приведена температурная аномалия, демонстрирующая этот факт.

Расформирование температурной аномалии в скважинах происходит крайне медленно и перемещение её по стволу (вверх или вниз) происходит, за редким исключением, и только при наличии притока пластового флюида в скважину или поглощения скважинной жидкости, последующего за перфорацией.

Выводы

1.Температурные аномалии в интервалах перфорации являются следствием процессов в пласте, инициируемых динамическими нагрузками, а также выделения тепла от взрыва кумулятивных зарядов и проникающих в пласт струй. В отличие от всегда только положительных термоаномалий, связанных с выделением тепла при срабатывании стреляющего перфоратора, термоаномалии от реакции пласта на динамическое воздействие могут быть как положительными, так и отрицательными.

2.Перфорация с использованием стреляющих систем способна вызвать локальное выделение энергии и частичное или полное разрушение породы в окрестности скважины.

3.Эффективность вторичных методов вскрытия с использованием прострелочно – взрывной аппаратуры в значительной мере определяется состоянием пласта к моменту проведения работ и теми преобразованиями его фильтрационных свойств в ближней и удалённой зонах, которые могут произойти под действием кратковременных интенсивных нагрузок.

4.Регистрация температурных аномалий позволяет устанавливать фактическое положение интервала перфорации, в том числе, в старом фонде скважин при уплотнении перфорации.