Способ ликвидации асфальтосмолопарафиногидратных пробок в скважине

 

Использование: нефтегазовая промышленность для очистки скважин от асфальтосмолопарафиногидратных отложений. Сущность изобретения: нагревательный элемент на кабеле опускают в скважину и заполняют ее жидкостью, содержащей гидрофобизирующие добавки. Формируют под сальниковым узлом оторочку из неньютоновской жидкости. Начальное напряжение сдвига неньютоновской жидкости определяют из выражения Т0 P(R-r)/2h, где Т0 начальное напряжение сдвига, Па; Р - избыточное давление в скважине в момент прорыва газа после разрушения пробки, Па; R - радиус сальника, м; г - радиус кабеля, м; h - высота сальника, м,

совхоз сОВетских сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 37/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ. (21) 4952168/03 (22) 14.05,91 (46) 23.05.93. Бюл. M. 19 (75) Г,Х.Шагаев и 3.L Ôàòàëèåâ (56) Макагон Ю,Ф, Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование. — M,:Íåäðà, 1985, с.138.

Девликамов В.В, и др, Борьба с гидратами при эксплуатации газлифтных скважин. — Уфа: 1984, с.70, (54) СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОГИДРАТНЫХ ПРОБОК В

СКВАЖИНЕ (57) Использование: нефтегазовая промышленность для очистки скважин от асфальтосИзобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к способам очистки скважин, Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет исключения прихвата кабеля при одновременном исключении выпадения гидратов на стенки скважины после разрушения пробки и повышения безопасности.

Сущности изобретения заключается в следующем, В способе ликвидации АСПГО в скважине, включающем спуск в ствол на кабеле нагревательного устройства, герметизацию устья скважины с помощью сальника, нагрев пробки нагревательным устройством и его передвижение по стволу скважины до полного разрушения пробки, в качестве жидкости для заполнения скважины используют жидкость, содержащую гидрофобизирующие добавки. При этом под

„„Я3„„1816849 А1 молопарафиногидратных отложений. Сущность изобретения, нагревательный элемент на кабеле опускают в скважину и заполняют ее жидкостью, содержащей гидрофобизирующие добавки, Формируют под сальниковым узлом оторочку из неньютоновской жидкости, Начальное напряжение сдвига неньютоновской жидкости определяют из выражения rp = Р(й-r)/2h, где fp— начальное напряжение сдвига, Па; Р— избыточное давление в скважине в момент прорыва газа после разрушения пробки, Па; R — радиус сальника, м, r — радиус кабеля, м, h — высота сальника, м, сальником дополнительно формируют ото- . ° рачку из неньютоновской жидкости для гер- (ф метизации устья скважины, температуру жидкости с гидрофобизирующими добавками поддерживают выше температуры замерзания воды путем подбора удельного О© сопротивления кабеля, а начальное напря- Ф жение сдвига неньютоновской жидкости on- O ределяется из выражения, PR-)

° веаЪ где I p — начальное сопряжение сдвига, Па, Р— избыточное давление в скважине в момент прорыва газа после разрушения пробки, Па;

R, r — радиусы сальника и кабеля соответственно; h — высота сальника, M.

Заполнение ствола скважины жидкостью, содержащей гидрофобизирующие добавки, обеспечивает формирование на

1816849 (3) стенке скважины тонкой пленки, предотвращающей образование центров кристаллизации гидратов и, следовательно, их дальнейший рост, В качестве таких жидкостей можно использовать дизельное топли- 5

a0+ ПАВ, масло+ ПАВ, нефть, содержащую активные компоненты, спирт, содержащий

1 — 4 атомов углерода и водорастворимый этоксилированный алкилфенол и т.п, Для предотвращения приморозки кабеля в зоне вечномерзлотных пород температуру жидкости поддерживает выше 0 С путем ее подогрева кабелем. Для этого удельное сопротивление кабеля выбирают иэ следующих соображений. Количество тепла, выделяемое кабелем, должно обеспечивать положительную температуру на внутренней стенки скважины, Запишем уравнение теплового потока через цилиндрическую стенку на единицу 20 длины

Q 2 Л (тс1 тс2) Ж . (2 б2!и — d1 где d1, б2 — внутренний и наружный диамет25 ры обсадной колонны соответственно, м;

tc1, tc2 — тЕМПЕратура На ВНутрЕННЕй И наружной поверхности стенки соответственно, С; it— - теплопроводность материала стенки, Вт/м С.

Количество тепла, выделяемого в единицу времени при прохождении тока через кабель, определяется из выражения о2 = — =-p1, (2) 35 где р — удельное сопротивление кабеля, Ом/м; ! — сила тока, А.

Приравнивая (1) и (2) получим вь1раже- 40 ние для выбора удельного сопротивления кабеля

2 Л (tà1 — tc2) о2 2 2 1п —

О1 45

Формируемая под сальником оторочка служит для предотвращения прорыва газа в момент разрушения пробки в зазор между сальником и кабеля. Для этого используются жидкости, обладающие начальным на- 50 пряжением сдвига (т,), которое может определяться на стандартных реовискозиметрах. В качестве таких жидкостей можно применять консистентные смазки, растворы полиизобутилена в углеводородных рас- 55 творителях, растворы синтетических полимеров, а также смазки с наполнителем (например, из резиновой крошки). Наличие этих жидкостей обеспечивает их движение только после приложения определенных нагрузок. В противном случае они не двигаются и могут выполнять роль затвора, Подбор жидкостей осуществляется следующим образом. Рассмотрим равновесие жидкости в зазоре между сальником и кабелем, Нагрузка на жидкость определяется из выражения

G = P л(В -г2), (4)

Сила сопротивления для неньютоновской жидкости

F=- to2x (R+r)h, (5)

При равенстве (т.е. при отсутствии движения)

6 = Е; р тг (Й2-г2) = pp 2 1т(В+ r)h, (6) отсюда т, = . . (7)

Выбор жидкости с таким т, обеспечивает надежную герметизацию устья скважйны в момент прорыва газа после разрушения пробки, Способ осуществляется следующим образом.

Скважина, содержащая пробку, снабжается устьевым оборудованием, позволяющим производить спускоподъемные операции с нагревательным устройством под давлением и подачи энергии к нему.

Затем в скважину спускается нагревательное устройство и закачивается жидкость, содержащая гидрофобизирующие добавки (нефть), При этом верхний уровень жидкости .должен находиться между центральной задвижкой выше бокового ответвления тройника и сальниковым узлом. Затем между центральной задвижкой выше бокового ответвления .тройника от верхнего уровня жидкости до точки входа кабеля в сальниковое устройство формируется оторочка из неньютоновской жидкости с начальным напряжением сдвига. К одной из выкидных линий устьевой арматуры подсоединяется цементировочный агрегат для пополнения скважины. Нагревательное устройство подводиться к пробке и на него подается напряжение. По мере разрушения пробки от тепла нагревательное устройство спускается по стволу скважины, Жидкость продвигается вместе с ним. С цементированного агрегата производится долив жидкости. При этом оторочка остается на месте.

В момент разрушения пробки прорывающийся газ прижимает оторочку к сальнику, происходит уплотнение зазора между сальником и кабелем и сохраняется герметизация скважины. После уравновешивания пластового давления нагревательное уст1816849. ройство извлекается иэ скважины и ее переводят в режим нормальной эксплуатации.

Пример конкретной реализации способа: а) выбор удельного сопротивления кабеля

Исходные данные

Ацемент = 0,9 Втlм град, 7c) = 1 С: 1с =

-1 С; d) = 0,175 м: 02 = 0,210 м; I = 50 А, Подставляя эти данные в (3), получим

2 0,9 2

Таким образом; предлагаемый способ позволяет повысить эффективность и безопасность при проведении работ по удалению АСПГЛ иэ скважин.

Составитель Э.Фаталиев

Редактор М, Кузнецова Техред М, Моргентал Корректор М, Максимишинец

Заказ 1711 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

0,210 In 7 2500

= 0,038 Ом/м.

Таким образом можно использовать стандартные геофизические кабели, у которых сопротивление (в зависимости от марки) варьируется в пределах от 0,011 до 0,045

Ом/м б) выбор жидкости . Исходные данные: R = 6.5 мм; r = 6,3 мм;

Р = 0,2 10 Па; h = 1500 мм.

Подставляя эти данные в (7), получим

02 10 02 . 3

Хо 2 . 15pp 1,3 10 Па.

Измерения на приборе Воларовича с коаксиальными цилиндрами показали, что смазка "солидол" с резиновой крошкой размером 0,01-0,5 мм и концентрацией 8 10 обладает то = 4 10 Па и может быть использ зована для осуществления способа.

Формула изобретения

Способ ликвидации асфальтосмолопарафиногидратных пробок в скважине, включающий спуск в скважину на кабеле

5 нагревательного устройства до поверхности пробки, заполнение скважины до устья жидкостью, герметизацию устья скважины сальниковым узлом, нагрев пробки нагревательным устройством и его продви10 жение по скважине до полного разрушения пробки, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности за счет исключения прихвата кабеля при одновременном исключении выпадения гидра1.5 тов на стенки скважины после разрушения пробки и повышения безопасности, в качестве жидкости для заполнения скважины испол ьзуют жидкость, содержа щую гидрофобизирующие добавки, при этом под

20 сальником дополнительно формируют оторочку из неньютоновской жидкости для герметизации устья скважины, температуру жидкости с гидрофобизирующими добавками поддерживают выше температуры за25 мерзания воды, путем подбора удельного сопротивления кабеля, а начальное напряжение сдвига неньютоновской жидкости определяют из выражения

„= P(R-r)/2h, 30 где то — начальное напряжение сдвига, Па;

Р— избыточное давлечие в скважине в момент прорыва газа после разрушения пробки. Па;

R — радиус сальника, м;

r — радиус кабеля. м;

h — высота сальника, м,