Способ теплоизоляции скважин

 

О П И С А Н И Е 1»878909

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ JlbCTB> (61) Дополнительное к авт. свид.ву— (22) Заявлено 27.09.79 (2! ) 2824154 22-03 с присоединением заявки ¹ ——. 1. у, Е 21 В 43/00

ГосУдаРственный комитет (23) TIp «р по делам изобретений (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень ¹ 41 (53) УДК 622.245.53 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описчния 07.11.81

В. И. Зыков, И. И. Маслов, А. P. Гарушев и M. М. 3 авер тайл о

Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти

«Союзтермнефть» (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ СКВАЖИН

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к вторичным способам добычи нефти с применением тепла и может быть также использовано как для предотвращения оттаивания грунта вокруг скважин в районах вечной мерзлоты, так и для предотвращения охлаждения высоковязкой нефти при ее подьеме с больших глубин.

Известен способ теплоизоляции скважин путем заполнения кольцевого пространства элементарной серой (1).

3ТоТ способ позволяет мак< пмально увсличить толгцину изоляционного слоя.

Недостатки этого способа заключаются в том, что верхняя граница температурного интервала допустимого применения серы, определяемая точкой плавления серы 112—

119 С, исключает ее эффективное использование при гермических методах добычи, использующих пар с высокими параметрами; сравнительно большая плотность серы (1,96 — 2,07 г/смз) при значительной толщине слоя приводит к существенному утяжелению конструкции, что сопряжено с возмо>кностью обрыва эксплуатационной колонны; теплозашитпые свойства серы в несколько раз хуже обычных теплоизоляционных материалов, например, коэффициент теплопроводности серы почти на порядок

2 величины больше такового для пористых материалов, например пористого полистирола (0,26 против 0,03 ккал (м.ч град).

Известен способ теплоизоляции сква5 жин, включающий формирование теплоизоляционного материала путем подачи в затрубное пространство смеси компонентов и последующую циркуляцию пара по НКТ (насосно-компрессорным трубам) (2).

10 Недостаток такого способа заключается в том, что труба может быть покрыта лшш, сравнительно тонким слоем теплоизоляционного материала, что снижает эффективность теплоизоляции скважины.

15 Целью изобретения является повышение эффективности теплоизоляции скважины.

Цель достигается тем, что в качестве смеси компонентов используют смесь сырой нефти и олеума при их объемном соотношении 1: 1 — 1,: 1,5 при температуре пе выше 100 С, а циркуляцию пара по пасосно-компрессорным трубам осуществля ют при температуре 200 — 260 С до полного отверждения смеси в пористый продукт.

Технология приготовления исходной смеси состоит в медленном смешении сырой нефти с олеумом (т .е. дымящей серной кислотой) плотностью 1,94 — 2,0 г/см при температуре не выше 100 С до ко нечного со3р отношения компонентов нефть: олеум =

878909

60

1: 1,0 — 1,5. При этом олеум при IIIaacIcn к нефти, а не наоборот. Необходимо так>ке следить за температурой смеси, не допуская ее саморазогрева выше 100 С, в противном случае может произойти отверждение. Образующаяся при таких условиях конечная система (названная исходной смесью) представляе собой гомогенную жидкую смесь продуктов, главным образом, реакций сульфирования углеводородов и непрореагировавшей серной кислоты. Исходная смесь хорошо растворима в воде и вполне устойчива во времени при комнатной температуре.

Температура вспучивания и отверждения исходной смеси зависит от соотношения в ней нефти и олеума и от концентрации в олеуме свободного серного ангидриа, сдвигается в сторону меньших значений при увеличении в исходной смеси относительного содер>кания олеума и серного ангидрида в нем. Эта температурная зависимость невелика при изменении соотношения нефть.

: олеум от 1: 1 до 1; 1,5 и увеличения содержания свободного серного ангидрида от

20 до 40% температура отверждения может изменяться в пределах 120 — 1б0 С.

Пример 1 . В стакан, содержащий 100 см сырой нефти Смоленского месторождения, при псремешивании и максимальной температуре саморазогрева 85 С прилито

105 см олеума (марки «Ч») плотности

2,0 г/см . Половина полученной смеси была помещена в термостат с температурой

120 С. Через 15 мцн содержимое стакана начало вспучиваться и увеличиваться в объеме; процесс длился около получаса, после чего содержимое стакана, уве,тичив1пись B в объеме примерно в 4 раза, затвердело во вспененном состоянии в пористую массу плотностью 0,45 r/см .

Вторая половина полученной смеси выдерживалась в закрытом стакане 7б суток при комнатной температуре, после чего там же подверглась прогреванию в термостате прп температуре 140 С. Примерно через 20 — 25 мин от начала прогревания содержимое.стакана превратилось в высокопористый твердый продукт. Образцы пористого продукта, полученные в обоих опытах, были подвергнуты термообработке на воздухе при температуре 300"С в течение 3 ч.

При этом видимых изменений образцов не обнаружено за исключением небольшого (на 10-12%) уменьшения их объема

Пример 2. Исходная смесь, полученная из сырой нефти IX горизонта Анастасиевско-Троицкото iMccTоро>14деяия и техничеокого олеума плотностью 1,94 г/см в соотношении нефть: олеум = 1: 1,5 при температуре саморазогрсва 92 — 98 С была помещена в мерном стакане в воздушный термостат при температуре 150 C. Через 25 мин из стакана был извлечен образец высокопористого продукта отверждения, по свое5

Зо

4 му объему и 2,5 раза превышающий объем взятой для отверждения исходной смеси.

Вторая часть исходной смеси отверждалась при той >ке температуре в металлической форме диаметром 150 мм и высотой

20 мм. После промывки в бензоле, ацетоне и воде и высушивании полученного образца отверждения был определен его коэффи:.ие нт теплопрсводпости с помощью бипалориметра по стандартной методике, который оказался равным 0,05 ккал (м ч град).

Порядок и режим осушествления предлагаемого способа на конкретном примерс оьной паронагнетательной скважины месторо>кдения Зыбза (Южно-Карский участок)

Краснодарского края приведен ниже.

Согласно технологическому плану на специально приготовленной площадке производится приготовление расчетного об.ьема исходной смеси путем смешивания технического олеума с нефтью в агрегате 4ЦР в соотношении 1: 1,5, причем олеум добавляется постепенно в нефть при постоянном перемешивании и контроле за температурой, которая нс должка подниматься выше

100 C

Выбранная для обработки скважина оборудуется трехдюймовыми насосно-компрессорными трубами, в которые опускаются полуторадюймовые НКТ для циркуляции пара. Приготовленная исходная сМесь доставляется на скважину в кислотном агрегате, который привязывается к затрубному пространству. Закачку исходной смеси производят в затрубное пространство. Прокачку пара с температурой 250 — 260 С через систему насосно-компрессорных труб начинают после заполнения исходной смесью 2/3 затрубного пространства. После закачки расчетного объема подача исходной смеси в скважину прекращается и далее ведется наблюдение за поведением системы с целью установления начала отвержден ия смеси.

Поскольку перед отверждением исходная смесь вспенивается и многократно увеличивается в объеме, началу отвер>кде будет соответствовать прекращение перелива вспененной смеси из затрубного прос Iранства в агрегат. После этого затрубнос пространство закрывается, а закачка пара продол>кается еще в течение 15 — 20 мин.

По окончании операции отверждения циркуляционные- трубы извлекаются пз сква>кины, и скважиспа подключастся к ца;нетанию пара в пласт.

В условиях опытного участка IОжноКарского месторождения Зыбза температура ос адной колонны через720ч непрерывной эксплуатации при применении в качестве теплоизоляционного материала предлагаемого пористого отвер>кденного продукта будет примерно 52 С. При отсутствии жс такового температура колонны будет достигать 160 С.

878909

Составитель Н. Харламова

Текред А. Камышиикова Ко ректор Т. Добровольская

Редактор Л. Павлова

Заказ 8759

Изд. № 560 Тира>к 634

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

Формула изобретения

Способ теплоизоляции скважин, включающий формирование теплоизоляционного материала путем подачи в затрубное пространство смеси компонентов и последующую циркуляцию пара по НКТ, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности теплоизоляции скважины, в качестве смеси компонентов используют смесь сырой нефти и олеума при ик объемном соотношении 1: 1 — 1: 1,5 при темпера6 туре не выше 100 С, а циркуляцию пара по насосно-компрессорным трубам осуществсчяют при температуре 200 — 260 С до полного отверждения смеси в пористый про5 д кт.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Г1атент СШЛ М 4062405, кл. 166-272.

10 опублик. 1978.

2. Патент США Л 3861469, кл. 166-303, опублик. 1975 (протот|п1),