Способ теплоизоляции скважин в зоне вечной мерзлоты

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может гбыть использовано при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин в зоне вечной мерзлоты. Цель - повышение эффективности способа в ус ловиях интервала избыточнольдистой мерзлоты В способе откачку замерзающей жидкости производят из кольцевого пространства, образовавшегося в результате таяния породы между наружным цементным кольцом и мерзлой породойо Предварительно наносят на наружную поверхность цементного кольца слой вещества, обладающего теплоизлучающей способностью не более 0,3. В качестве такого вещества используют алюминиевую пудру или алюминиевую крас ку на водной основе 1 з„ги ф-лы, 1 ил0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5ц5 E 21 .В 36/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4873711/03; . (22) 11.1 0.90 (46) 30.11.92. Бюл. Р" 44 (71) Западно-Сибирский научно-иссле-, довательский геологоразведочный нефтяной институт. (72) P.È. Медведский, Ю.Г. Скляр и А.Н, Ребякин (56) Патент СИА Р 3841404, кл. Е 21 В 33/13, 1973.

Патент СЫР М 3973626, кл. Е 21 В 43/00, 1976. (54) СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ СКВАЖИН В

ЗОНЕ ВЕЧИОИ МЕРЗЛОТЫ

-(57) Изобретение относится к нефтега" зодобывающей промышленности и может

Изобретение относится к нефтегаза" добывающей промышленности и может быть использовано при строительстве и экс" плувтации нефтяных и газовых скважин в зоне вечно" мерзлоты.

Известен способ теплойзоляции сква- жины,,заключающийся в создании дополнительного теплоизоляционного слоя за скважиной. Заколонное пространство заполняют твердыми гидратами, образующимися при вводе в него смеси сжиженных газов (28,8 . пропана и. 71,24 .метана) .

Образовавшиеся гидраты не разруша" ются при давлении 12 ИПа вплоть до

13 С.

Основным недостатком данного способа является достаточно высокий темп

„„Я „„1778277 А1

"быть использовано при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин в зоне вечной мерзлоты„ Цель " повышение эффективности способа s ус." ловиях интервала избыточнольдистой мерзлоты. В способе откачку замерзающей жидкости производят из кольцевого пространства, образовавшегося в результате таяния породы между наруж" ным цементным кольцом и мерзлой поро" дой. Предварительно наносят на наруж- ную поверхность цементного кольца слой вещества, обладающего теплоизлучающей способностью не более 0,3. В качестве такого вещества используют алюминиевую пудру или алюминиевую крас» ку на водной основе. 1 з.и. ф"лы, 1 ил.

° вайа протаивания окружающей мерзлоты, вследствие высокой теплопроводности с твердых гаэгидратов. 00

Кроме того, технически очень слож" Я но эагерметизировать заколонное про" странство и поддерживать в нем давле" ние выше 12 ИПа, а эксплуатация сква" (жимы с температурой флюида 20-30 С в течение длительного времени пере"„

° ваюЬ кроет укаэаннйй температурный интер" вал (+13 С) по разрушению гидратов.

Разрушение теплового экрана снизит надежность работы скважины.

Известен способ заканчивания скважин в зоне вечной мерзлоты, предусмат" ривающий удаление замерзающей жидкос"

3 177" 2 ти с одновременным контролем ее объема, а теплоизоляционный слой создают заполнением незамерзающей жидкостью кольцевого пространства скважины.

Недостатком известного способа яв" ляется-.то обстоятельство, что такая вода за скважиной заменяется на незамерзаюц ую жидкость с примесью твер" дых материалов. Как известно, тепло" изолируюцйе свойства любой жидкости намного ниже, чем у газов.

Вследствие этого темп протаивания .мерзлой породы вокруг такой скважины будет слишком высок. 15

Целью изобретения является повыше" ние эФфективности способа в условиях интервала избыточнольдистой мерзлоты.

Изобретение позволяет в несколько раз уменьшить радиус таяния мерзлой породы вокруг работающей скважины, исключить смятие конструкции скважины при обратном промерзании породы после ее останова; реализация способа отли

У чается простотой осуществления и не 25 требует сложного технологического обо- рудования.оо

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе в условиях интервала избыточнольдистой мерзло" Я) ты, откачку замерзающей жидкости производят из кольцевого пространства, образовавшегося в результате таяния породы. между наружным цементным кольцом и мерзлой породой, предварительно 5 нанеся на наружную поверхность це ментного кольца слоя вещества, облада- ющего теплоиэлучающей способностью не более 0,3. В качестве вещества, наносимого на поверхность цементного кольца, используют алюминиевую пудру или алюминиевую краску на водной основе.

На чертеже изображена скважина в разрезе, подготовленная к реализации способа.

Конструкция скважины 1 состоит иэ трех колонн труб 2, эаколонное прост" ранство 3 которых заполнено цементом.

За скважиной 1 в интервале избыточнольдистой мерзлоты 4 имеется кольцевая щель 5, в которой помещено устройство

6 для откачки воды иэ щели 5. Устье скважины закрывается юбкой 7 с отверстиями 8, полностью охватывающей щель 5.

Мерзлая порода 60. м интервала пред ставляет собой пески, сцементирован" ные льдом, при этом общее объемное содержание льда составляет окало

50-804, а в некоторых его частях отме" чены мощные припаверхностные пласта" вые льды.

При непрерывной работе газовой скважины в течение б мес. трехколон" ной конструкции с температурой Флюида

30 С вокруг нее происходит таяние породы на толщину не менее 100-200 мм.

Этого вполне достаточно для того, что" бы в образовавшееся кольцевое пространство, заполненное талой водой, бес" препятственно опустить до дна эрлифт" ное устройство для откачки воды. lao того чтобы сформировать покрытие с ма" лой степенью черноты на наружной поверхности цементного кольца, в талую воду перед ее откачкой заливали пор" цию алюминиевой краски на водной ос" нове и выстаивали 6-12 ч.

Дозировка алюминиевой краски апре" деляется с учетом объема талой воды, глубины интервала, концентрации крас" ку, .времени эксплуатации скважины и т.д., экспериментальным путем на . объекте, исходя из уверенности в дос» таточной прочности слоя.

Например, для скважины, диаметр наружного цементного кольца которой равен 0,400 м, формирование на нем слоя краски толщиной не менее 1 мм потребует заливки в затрубье около

100 л 203 алюминиевой краски на водной основе. Примерно на эту же величи» ну уменьшится объем мерзлой породы за скважиной в результате таяния.

Следует заметить, что данный слой может быть образован и другими путя" ми, например, добавлением алюминие" вой пудры при:затворении цемента.

У тье скважины снабжают коничес" кой юбкой, полностью перекрывающей щель на поверхности земли, выполнен" ными в ней сквозными вентиляционными отверстиями, расположенными в шахмат" ном порядке, наглухо перекрываемыми в летнее время.

После выстойки талой воды с краской в работу включают эрлифт и освобождают щель до минимального уровня воды в ней.. 8 дальнейшем уровень талой воды поддерживают автоматическим вклю" чением эрлифтного. формула: изобретения

1. Способ теплоизоляции скважин в зоне вечной мерзлоты, при котором осу5 177Р>2 ществляют откачку замерзшей жидкости и создают теплоиэоляционный слой эа цементным кольцом скважины, о т л ич а Io ll1 H Й c R TBH RTo c целью l1o вышения эффективности способа в усло виях интервала иэбыточнольдистой мерзлоты, откачку замерзающей жидкости производят иэ кольцевого пространства, образовавшегося в результате. 10 таяния породы между наружным цементным кольцом и мерзлой породой, пред77 варительно нанеся на наружную поверхность цементного кольца слой вещества, обладающего теплоизлучающей способностью не более 0,3, 2. Способ по и. 1, а т л и ч а юшийся тем, что,в качестве ве" щества, наносимого на поверхность це" ментного кольца, используют алюминиевую пудру или алюминиевую краску на водной основе.

Производственно-иэдательокий комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул, Гагарина,101

Составитель Ю, Скляр

Редактор 3, Ходакова Texoen M. 11оогентал 1 овоекто А.КозоРи

° в ев ев еа еаев ее Еа ев «еа еа ае ев аа Еа «еа ев ° ° еаевев ««йе«Ъдевевев«евев«ев«ев«е «ев««евев«ев««««««евеа« ° еаав«««евеа

Заказ 4170 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета яо изобретениям и открытиям при ГККТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушокая наб., д, 4/5