ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЬ-МОТОРОВ Российский патент 1997 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, конкретно к технологии освоения скважин.

Правилами безопасного ведения буровых работ в нефтяной и газовой промышленности [1] предусмотрено проведение освоения скважины путем снижения уровня жидкости в эксплуатационной колонне с использованием газа, чтобы исключить образование взрывоопасной смеси.

В зарубежной практике с этой целью используют жидкий азот, который испаряется до газообразного состояния, а затем с помощью компрессора подается в скважину.

Известно применение жидкого азота в отечественной практике [2]
Известны способы возбуждения скважин с использованием естественного нефтяного газа [3]
Однако все известные способы освоения скважин имеют существенные недостатки.

Освоение скважин с использованием жидкого азота, применяемое за рубежом, требует применения сложной, дорогостоящей криогенной техники и значительных затрат на приобретение жидкого азота, транспортные расходы на доставку его от завода-производителя азота к месту потребления (скважины). В большинстве нефтегазодобывающих регионов жидкий азот отсутствует.

Транспортирование азота осуществляется в жидком виде при температуре - 160^oC, затем его перекачивают под давлением 1050 кг/см² и нагревают в испарителе при температуре 20^oC, превращая в газ, который нагнетается компрессором в скважину. Процесс превращения жидкого азота в газ требует значительных энергетических затрат. Такие же недостатки использования жидкого азота присущи и отечественному способу, поскольку существенного различия в технологии нет.

Способы освоения скважин с применением естественного газа [3, 4] имеют тот недостаток, что безвозвратно расходуется большое количество дорогостоящего газа и энергии. При этом имеет место загрязнение окружающей среды. Кроме того, не везде имеются газовые скважины.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса освоения скважин за счет использования газообразного азота выхлопных газов по замкнутому циклу дизель-мотор-компрессор-скважина.

Поставленная цель достигается тем, что необходимый газообразный азот используется из окружающей атмосферы который составляет 79% по объему. Имеющийся 21% по объему кислород окисляет топливо в цилиндрах дизель-мотора. Практически выхлопные газы дизель-мотора состоят из азота, сажи и продуктов неполного сгорания дизельного топлива (окись углерода, двуокись азота и др. всего 0,9%).

Технологический цикл представлен на фиг.1 3. От выхлопного коллектора 1 дизель-мотора В2 выхлопные газы по термоэкранному трубопроводу 5 поступают в циклонный сепаратор 6, где происходит очистка от сажи и капелек с масла. Термоэкранные трубопроводы 5, 7 снабжены тепловыми экранами 4, которые понижают температуру выхлопных газов от 220 230^oC на выходном коллекторе дизель-мотора до 40^oC на приеме компрессора. Перед входом в циклонный сепаратор 6 установлена конусная насадка 8 для повышения скоростного потока. Очищенные и охлажденные выхлопные газы по выходу из циклонного сепаратора по термоэкранному трубопроводу 7 поступают на прием первой ступени компрессора 3, имея температуру 40^oC.

После сжатия в компрессоре газы поступают на устье скважины.

Например, количество выхлопных газов дизель-мотора В2, приводящего компрессор СД-9/101М1, в 5,8 раза превышает производительность компрессора, что дает возможность это технологическое оборудование использовать для большинства скважин, за исключением сверхглубоких.

Использование предлагаемой технологии освоения скважин по замкнутому циклу дизель-мотор-компрессор-скважина исключает загрязнение окружающей среды.

Использование: при освоении нефтяных и газовых скважин, с целью исключения взрывоопасной смеси применяют азот. Технология применения азота требует сложной криогенной техники, доставки азота с завода - изготовителя в жидком состоянии при температуре - 160^oC и последующего его испарения при температуре 20^oC, компримирования и закачки в скважину. Осуществить этот процесс в условиях, отдаленных от промышленных центров буровых, крайне сложно и дорого. В то же время в окружающей нас атмосфере имеется 79% азота и 21% кислорода. Выхлопные газы дизель-мотора содержат 79% азота и до 0,9% продуктов неполного сгорания дизельного топлива (окись углерода, окись азота, бензопирена и др.), поскольку кислород израсходован на окисление топлива. Предлагается использовать выхлопные газы дизель-мотора В2, приводящего в работу компрессор СД-9/101 М 1, в качестве инертных газов при освоении скважин. Предлагаемая технология по замкнутому циклу дизель-мотор - компрессор-скважина повышает интенсивность процесса основания скважины, резко снижает стоимость работ, исключает загрязнение окружающей среды. 3 ил.

Способ освоения скважин путем подачи с помощью компрессора инертного газа в межтрубное пространство скважин, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют азотосодержащую смесь выхлопных газов дизель-мотора, очищенную в сепараторе, а подачу газа в межтрубное пространство осуществляют по замкнутому циклу дизель-мотор компрессор скважина.