СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ ОТ ДЕЙСТВИЯ ЗАКАЧИВАЕМЫХ ХИМИЧЕСКИ АГРЕССИВНЫХ ВОД Российский патент 2003 года по МПК E21B41/02 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при защите эксплуатационной колонны в нагнетательных скважинах от действия закачиваемых химически агрессивных вод.

Известен способ герметизации межтрубного пространства скважины уплотнительными элементами пакера [1], включающего корпус, установленный между корпусными узлами патрубок с расположенным на нем уплотнителем в виде эластичной оболочки и расширяющий конус, связанный с приводом.

Недостатком известного способа является то, что он для своего осуществления требует устройства сложной и металлоемкой конструкции либо дополнительных спускоподъемных операций.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ защиты эксплуатационной колонны нагнетательной скважины от действия закачиваемых химически агрессивных вод, включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ на необходимую глубину, заполнение межтрубного пространства веществом с герметизирующим свойством [2].

Целью изобретения является предохранение эксплуатационной колонны от коррозии, снижение техногенной нагрузки на окружающую среду.

Решаемая техническая задача состоит в том, что в способе защиты эксплуатационной колонны нагнетательной скважины от действия закачиваемых химически агрессивных вод, включающем спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) на необходимую глубину, заполнение межтрубного пространства веществом с герметизирующим свойством, в качестве НКТ используют стеклопластиковые трубы, перед спуском колонны НКТ стенки эксплуатационной колонны исследуют на химико-физическую изношенность, а в качестве вещества с герметизирующим свойством используют цементный раствор, причем перед его закачкой межтрубное пространство заполняют жидкостью с ингибитором коррозии, причем в случае изношенности эксплуатационной колонны выше допустимого колонну из стеклопластиковых труб спускают максимально возможного диаметра и цементируют ее до устья скважины.

В предложенном способе на стеклопластиковых НКТ спускают устройство, изготовленное из легкоразбуриваемых материалов, предотвращающее попадание цементного раствора в интервал расположения фильтра скважины или жидкости с ингибитором коррозии в пласт.

Предварительные исследования по доступной патентной, а также научно-технической литературе по фонду института "ТатНИПИнефть" показали, что вышеприведенная совокупность существенных признаков предложения является новой и ранее не использовалась на практике, что позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию "новизна", и его промышленную применимость считаем целесообразной, что вытекает из полного его описания.

Приведенные чертежи поясняют суть изобретения, где на фиг.1 изображена колонна НКТ, спущенная в скважину из стеклопластиковых труб с конструкцией устройства в исходном положении для предотвращения попадания цементного раствора в интервал расположения фильтра, или смешение и уход в пласт жидкости, находящейся в затрубном пространстве с ингибитором коррозии, в частичном продольном разрезе. На фиг.2 - то же, что и на фиг.1, когда межтрубное пространство в скважине заполнено в интервале герметизации твердеющим герметизирующим материалом - цементным раствором, перед срезанием штифтов усилием продавочной пробки, в частичном продольном разрезе.

Устройство для осуществления способа содержит трубчатый корпус 1 с цементировочными отверстиями 2, перекрытыми хвостовой частью 3 седла 4 клапана 5, размещенными в полости корпуса. Цементировочные отверстия 2 с наружной стороны перекрыты самоуплотняющейся манжетой 6, выполненной V-образной формы в разрезе и размещенной в кожухе 7. Последний с помощью срезных штифтов 8, пропущенных через прорези 9 корпуса 1, связан с седлом 4 клапана. Все элементы устройства изготавливают из легкоразбуриваемых материалов, например из дюралюминия или стеклопластика, кроме уплотнительной манжеты.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Перед началом работы стенки эксплуатационной колонны исследуют на химико-физическую изношенность, поскольку от длительной эксплуатации (20-30 лет) она подвергается сильному корродированию и физическому воздействию при многократных спуско-подъемных операциях. В результате колонна труб теряет герметичность и становится непригодной для дальнейшей эксплуатации.

В качестве средства для механической очистки может быть использовано спускаемое на обычных НКТ под названием "Устройство для очистки внутренней поверхности обсадной колонны" [3] . Оно простое по конструкции и обладает повышенной эффективностью (Разработка института "ТатНИПИнефть"). Оно содержит корпус, внутри которого установлены поршни, оснащенные режущими элементами - скребками, имеющими возможность радиального перемещения.

После окончания работы по очистке стенки обсадной колонны эксплуатационной и подъема обычных НКТ к нижней части НКТ из стеклопластиковых труб присоединяют устройство, предотвращающее попадание цементного раствора в интервал расположения фильтра, и спускают его в скважину до необходимой глубины, как это изображено на фиг.1. В качестве такого устройства могут быть использованы также и другие устройства, известные в арсенале техники. Далее, по колонне стеклопластиковых НКТ закачивают жидкость с ингибитором коррозии для заполнения межтрубного пространства скважины. Она, оказывая давление на подвижный клапан, перемещает его вниз до упора штифтов 8 в нижнюю часть прорезей 9, при этом происходит открытие цементировочных отверстий 2 (см. фиг. 2) и одновременное освобождение самоуплотняющейся манжеты 6 от кожуха 7 и, следовательно, перекрытие (разобщение) затрубного пространства. При этом жидкость через открытые цементировочные отверстия 2, отгибая лепестки самоуплотняющейся манжеты 6, попадает в затрубное пространство. После закачки расчетного объема вслед за этой жидкостью закачивают вещество с герметизирующими и крепящими свойствами, например цементный раствор. По окончании закачки необходимого объема его продавливают продавочной пробкой, изготовленной из резинового материала или пластмассы, которая садится на седло 4 клапана 5, что регистрируется манометром на устье скважины повышением давления. При достижении давлением расчетной величины штифты 8 срезаются, причем клапанный узел вместе с продавочной пробкой падают на забой, тем самым, освобождая полость корпуса 1 для закачки рабочего агента в пласт 10, при этом одновременно происходит перекрытие цементировочных отверстий 2 лепестком уплотнительной манжеты 6. Затем скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента ОЗЦ, по окончании которого нагнетание жидкости в пласт возобновляют.

При необходимости извлечения колонны труб из скважины ее отсоединяют от зацементированной части с помощью скважинной труборезки или вращением колонны от переводника с левой резьбой, которым снабжают незацементированную последнюю трубу, а оставшуюся зацементированную часть разбуривают, поскольку все основные детали устройства выполнены из легкоразбуриваемого материала.

В случае, если изношенность эксплуатационной колонны выше допустимого, то колонну из стеклопластиковых труб максимально возможного диаметра спускают до необходимой глубины и цементируют ее до устья скважины. В этом случае колонну из стеклопластиковых труб спускают на необходимую глубину, присоединив к нижней части вышеописанное устройство, предотвращающее смешение закачиваемых в пласт химически агрессивных жидкостей с жидкостью с ингибитором коррозии в межтрубном пространстве или уход ее в пласт при длительных простоях скважины, при которых возможно снижение пластового давления. Затем в скважину закачивают жидкость с ингибитором коррозии, которая также через цементировочные отверстия заполняет межтрубное пространство. При этом после окончания закачки расчетного объема аналогично вышеописанным технологиям с помощью продавочной пробки срезают штифты седла клапана, которые затем подают на забой, освобождая проходное сечение корпуса устройства. Далее скважину запускают в работу под нагнетание жидкости в пласт.

В скважинах с пластом малой проницаемости используемое устройство дополнительно снабжают заякоривающим элементом с целью предохранения самоуплотняющейся манжеты от истираний при колебательных движениях колонны труб в процессе работы скважины.

Источники информации
1. А.С. 1726730, Е 21 В 33/12, опубл. в Б.И. 14, 1992 г.

2. МИРОНОВ Е.А. Закачка промысловых сточных вод в продуктивные и поглощающие горизонты, Москва, Недра, 1971, стр.164-165 - прототип.

3. Патент Р.Ф. 2042792, Е 21 В 37/02, Б.И. 24, 1995 г.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при защите эксплуатационной колонны в нагнетательных скважинах от действия химически агрессивных вод. В способе защиты эксплуатационной колонны нагнетательной скважины от действия закачиваемых химически агрессивных вод, включающем спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) на необходимую глубину, заполнение межтрубного пространства веществом с герметизирующим свойством, в качестве НКТ используют стеклопластиковые трубы, перед спуском колонны НКТ стенки эксплуатационной колонны исследуют на химико-физическую изношенность, а в качестве вещества с герметизирующим свойством, используют цементный раствор, причем перед его закачкой межтрубное пространство заполняют жидкостью с ингибитором коррозии, в случае изношенности эксплуатационной колонны выше допустимого колонну из стеклопластиковых труб спускают максимально возможного диаметра и цементируют ее до устья скважины. Технический результат - предохранение эксплуатационной колонны от коррозии, снижение технической нагрузки на окружающую среду. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ защиты эксплуатационной колонны нагнетательной скважины от действия закачиваемых химически агрессивных вод, включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) на необходимую глубину, заполнение межтрубного пространства веществом с герметизирующим свойством, отличающийся тем, что в качестве НКТ используют стеклопластиковые трубы, перед спуском колонны НКТ стенки эксплуатационной колонны исследуют на химико-физическую изношенность, а в качестве вещества с герметизирующим свойством используют цементный раствор, причем перед его закачкой межтрубное пространство заполняют жидкостью с ингибитором коррозии. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае изношенности эксплуатационной колонны выше допустимого колонну из стеклопластиковых труб спускают максимально возможного диаметра и цементируют ее до устья скважины.