УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИН Российский патент 1997 года по МПК E21B37/06 

Изобретение может быть использовано для очистки и предотвращения отложений асфальтеносмолопарафиновых и/или парафиногидратных отложений в нефтяных и газовых скважинах, а также призабойной зоны пласта.

Повышение эффективности устройства осуществляется за счет того, что корпус выполнен в виде полой тонкостенной трубки из алюминия и/или кальция, и/или другого щелочноземельного металла и имеет замок в виде расширения на одном конце трубки для соединения с концом другой трубки, а в качестве химически активного вещества применены щелочные металлы и/или кальций, и/или их смеси, при этом концы трубки залиты легкоплавким водоотталкивающим составом, а химически активное вещество представлено в виде отдельных экструзивных элементов, и/или расплавов, и/или смесью отдельных компонентов вышеупомянутых металлов. Полые трубки имеют перфорационные отверстия, которые залиты легкоплавким водоотталкивающим составом.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для очистки и предотвращения отложений асфальтеносмолопарафиновых (АСПО) и/или парафиногидратных отложений (ПГО) в нефтяных и газовых скважинах, а также порах призабойной зоны пласта (ПЗП).

Известны устройства в виде зарядов, оболочки которых выполнены из магния или магниевого сплава (электрон), заполненных соляной кислотой. При взрыве такого устройства в скважине соляная кислота реагирует с магнием с выделением тепла и способствует расплавлению отложений [1]
Недостатком такого устройства является то, что при его взрыве может быть повреждена эксплуатационная колонна, кроме того наблюдается коррозия труб и оборудования при взаимодействии с соляной кислотой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для термохимической обработки скважин, включающее корпус, выполненный из магния или магниевого сплава, заполненный пятихлористым фосфором и снабженный крышкой из такого же материала, что и корпус, причем в крышке выполнено окно из металлического кальция (2).

Недостатком данного устройства является его низкая энергетическая емкость, в результате невысокая эффективность использования при разрушении гидратных пробок и невозможность применения в нефтяных скважинах, сложность изготовления данного устройства, использование в качестве начинки химически агрессивного соединения и коррозия промыслового оборудования в результате взаимодействия, образующихся в процессе работы хлористых и фосфорных соединений с металлом.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства за счет увеличения его энергоемкости и упрощение его изготовления и применения.

Поставленная цель достигается тем, что корпус выполнен в виде полой тонкостенной перфорированной трубки из алюминия и/или кальция, и/или другого щелочноземельного металла и имеет замок в виде расширения на одном конце трубки для соединения с концом другой трубки, например, с помощью резьбы, и/или другим способом, а в качестве химически активного вещества применены щелочные металлы и/или кальций, и/или их смеси, при этом концы трубки и перфорационные отверстия залиты легкоплавким водоотталкивающим составом, причем химически активное вещество представлено из отдельных экструзивных элементов и/или перемешанными отдельными компонентами из упомянутых металлов, и/или их расплавом. Толщина стенки трубки выбирается соответственно конструкции параметров обрабатывающих скважин и предпочтительно составляет от 0,1 до 1,0 мм.

Существенными признаками изобретения являются:
1. Металлический корпус, заполненный химически активным веществом.

2. Корпус, выполненный в виде полой трубки из алюминия и/или кальция, и/или другого щелочноземельного металла.

3. Наличие замка в виде расширения на одном конце трубки для соединения с концом другой трубки.

4. В качестве химически активного вещества применены щелочные металлы и/или кальций, и/или их смеси.

5. Загрузка трубок, представленная заполнением отдельных экструзивных элементов и/или перемешанных отдельных компонентов из упомянутых металлов, и/или их расплавом.

6. Наличие перфорационных отверстий.

7. Наличие водоотталкивающего состава для изоляции активной массы металла.

Признак 1 является общим с прототипом, признаки 2-7 являются существенными отличительными признаками изобретения.

На чертеже показано устройство в разрезе.

Устройство содержит легкоплавкий водоотталкивающий состав 1, которым в корпусе 2 залиты перфорационные отверстия и верхняя его открытая часть. Корпус 2 заполнен химически активным веществом 3 и залит снизу также легкоплавким водоотталкивающим составом. 4. Корпус 2 на одном из концов имеет замок 5 в виде расширения.

При добыче нефти, газоконденсата и природного газа на стенках НКТ происходит отложение асфальтеносмолистых и парафиногидратных отложений, снижающих проходное сечение и уменьшающих их производительность. Удаление этих отложений с применением известных средств удается с большими трудностями, причем эффективность удаления не высока. В предложенном техническом решении тонкостенный корпус из алюминия и/или кальция заполнен щелочными и/или щелочноземельным металлом в виде экструзивных элементов и/или перемешанными отдельными компонентами, и/или их расплавом. Корпус перфорирован, а открытая поверхность активного элемента залита легкоплавким водоотталкивающим составом, который расплавляется в скважине при повышенной температуре.

Разрушение асфальтеносмолистых и парафиногидратных пробок происходит за счет выделившегося большого количества тепла в результате взаимодействия поданных в скважину устройств и воды, при этом образуются жидкие водо- нефтерастворимые соединения. При обработке нефтяных скважин с обводненностью выше 5 мас. воду в скважину можно не подавать.

Для предотвращения случайного контакта химически активного вещества с водой концы трубок и перфорационные отверстия залиты водоотталкивающим составом.

Примеры конкретного выполнения.

1. Алюминиевая перфорированная трубка с толщиной стенки 0,1 мм, диаметром 10 мм, длиной 100 мм заполнена отдельными экструзивными элементами /по диаметру трубки/ из кальция. На конце имеется расширение для соединения трубок и крепления с помощью поперечной шпильки, а концы трубок и перфорационные отверстия залиты водоотталкивающим составом.

2. Кальциевая трубка с толщиной стенки 0,5, диаметром 30 мм и длиной 300 мм заполнена перемешанными отдельными компонентами из лития, натрия, калия, и кальция в равных количествах. На конце имеется расширение для соединения трубок с помощью резьбы, а открытая поверхность активных элементов залита водоотталкивающим составом.

3. Алюминиевая перфорированная трубка с толщиной стенки 1,0 мм, диаметром 40 мм и длиной 1000 мм заполнена расплавом натрия. На конце трубки имеется расширение для соединения трубок с помощью посадки, а концы трубок и перфорационные отверстия залиты водотталкивающим составом.

Использование изобретения оптимально просто. Оно должно быть заброшено через лубрикатор и скважину, где при реагировании с водой уже имеющейся или специально поданной выделяется большое количество тепла, при этом образуются жидкие водонефтерастворимые соединения, не ухудшающие качества нефти и не влияющие отрицательно на окружающую среду и здоровье человека. Продукты реакции, проходя по скважине, плакируют стенки труб оксидной пленкой, уменьшая их коррозию, и смывают центры отложений, увеличивая время межремонтного пробега на 25-30%
Предложенное устройство по сравнению с прототипом увеличивает эффективность разрушения газогидратных пробок в газовых и нефтяных скважинах и позволяет ликвидировать АСПО и ПГО в глухих /т.е. полностью забитых/ нефтяных скважинах, упрощает изготовление и применение устройства, уменьшает время обработки скважин и количество основного элемента, так как обладает большей энергоемкостью.

Дополнительным эффектом является уменьшение коррозии промыслового оборудования.

Использование: для очистки и предотвращения отложений в нефтяных и газовых скважинах. Сущность: устройство для термохимической обработки скважин включает металлический корпус, заполненный химически активным веществом. Корпус выполнен в виде полой трубки из алюминия и/или кальция, и/или другого щелочноземельного металла и имеет замок в виде расширения на одном конце трубки для соединения с концом другой трубки. В качестве химически активного вещества применены щелочные металлы и/или кальций, и/или их смеси. Концы трубки залиты легкоплавким водоотталкивающим составом. Химически активное вещество представлено перемешанными отдельными компонентами упомянутых металлов, и/или отдельными экструзивными элементами из упомянутых металлов, и/или их расплавом. Устройство имеет перфорационные отверстия, которые залиты легкоплавким водоотталкивающим составом. Устройство вводится в скважину через лубрикатор. Продукты реакции, проходя по скважине, плакируют стенки труб оксидной пленкой и смывают центры отложений. Использование изобретения увеличивает эффективность разрушения газогидратных пробок и позволяет ликвидировать отложения асфальтеносмолопарафиновых и парафиногидратных веществ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для термохимической обработки скважин, включающее металлический корпус, заполненный химически активным веществом, отличающееся тем, что металлический корпус выполнен в виде полой трубки из алюминия, и/или кальция, и/или другого щелочноземельного металла и имеет замок в виде расширения на одном конце трубки для соединения с концом другой трубки, а в качестве химически активного вещества применены щелочные металлы, и/или кальций, и/или их смеси, при этом концы трубки залиты легкоплавким водоотталкивающим составом, а химически активное вещество представлено перемешанными отдельными компонентами упомянутых металлов, и/или отдельными экструзивными элементами из упомянутых металлов, и/или их расплавом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полая трубка имеет перфорационные отверстия. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что перфорационные отверстия залиты легкоплавким водоотталкивающим составом.