СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ КУСТА СКВАЖИН Российский патент 2005 года по МПК E21B43/00 E21B41/02 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации нефтедобывающих и нагнетательных скважин.

Известен способ защиты подземных металлических многониточных трубопроводов от электрохимической коррозии и устройство для его осуществления. Устройство содержит три однофазных источника постоянного напряжения, входные шины питания, плюсовые и минусовые выходные шины нагрузки, плюсовые и минусовые шины измерительных цепей, определенным образом соединенные между собой (Патент РФ №2204626, кл. С 23 F 13/22, опубл. 2003.05.20). Устройство подает ток катодной защиты в постоянном режиме.

Недостатком известного способа является большой расход электроэнергии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ электрохимической защиты скважин, предусматривающий цементирование заколонного пространства обсадных колонн скважины и обустройство установками катодной защиты каждой скважины по отдельности или строительство катодной защиты для 2-3 скважин. При этом установки катодной защиты обеспечивают бесперебойную катодную поляризацию обсадных колонн скважин в течение всего эксплуатационного периода (Инструкция по совместной катодной защите обсадных колонн и выкидных линий скважин. РД 153-39.0-238-02. Бугульма, ТатНИПИнефть, 2002 г.).

Известный способ электрохимической защиты скважин предусматривает обустройство установками катодной защиты каждой скважины по отдельности или строительство катодной защиты для 2-3 скважин. При этом установки катодной защиты согласно требованиям по электрохимзащите должны обеспечивать бесперебойную катодную поляризацию сооружения в течение всего эксплуатационного периода, что приводит к неоправданным затратам электроэнергии.

В предложенном изобретении решается задача обеспечения экономии электроэнергии при электрохимической защите обсадных колонн, введенных из бурения скважин с минимальным количеством установок катодной защиты и при циклической их работе.

Задача решается тем, что в способе эксплуатации куста скважин, включающем поднятие цемента в затрубном пространстве до устья, секционирование скважин электроизолирующими соединениями от системы транспорта нефти или системы поддерживания пластового давления, использование в качестве станции катодной защиты установки катодной защиты с контроллером тока, согласно изобретению проводят определение времени завершения цикла катодной поляризации скважины, определение времени деполяризации скважин, при которой потенциалы на скважинах снижены до минимальных защитных значений, проведение циклического режима работы установки катодной защиты: катодная поляризация в течение времени завершения цикла катодной поляризации скважины и деполяризация скважины в течение времени снижения потенциала на скважине до минимальных защитных значений, при этом в момент деполяризации одной скважины проводят катодную поляризацию другой скважины куста.

Признаками изобретения являются:

1) поднятие цемента в затрубном пространстве до устья;

2) секционирование скважин электроизолирующими соединениями от системы транспорта нефти или системы поддерживания пластового давления;

3) использование в качестве станции катодной защиты установки катодной защиты с контроллером тока;

4) определение времени завершения цикла катодной поляризации скважины;

5) определение времени деполяризации скважин, при котором потенциалы на скважинах снижены до минимальных защитных значений;

6) проведение циклического режима работы установки катодной защиты: катодная поляризация в течение времени завершения цикла катодной поляризации скважины и деполяризация скважины в течение времени снижения потенциала на скважине до минимальных защитных значений;

7) в момент деполяризации одной скважины проведение катодной поляризации другой скважины куста.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-7 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Электрохимическая защита обсадных колонн скважин от коррозии осуществляют установками катодной защиты, которые обеспечивают бесперебойную во времени катодную поляризацию сооружения с расчетным током защиты 5 А и допускают перерыв в действии каждой установки системы электрохимической защиты не более 80 часов в квартал (ГОСТ Р 51164-98 “Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии Раздел 5. Требования к электрохимической защите”). Такая работа требует применения установки катодной защиты на каждой скважине по отдельности или строительство катодной защиты для 2-3 скважин и приводит к неоправданным затратам электроэнергии. В предложенном изобретении решается задача обеспечения экономии электроэнергии при электрохимической защите обсадных колонн, введенных из бурения скважин, с минимальным количеством установок катодной защиты и при циклической их работе. Для обеспечения надежной электрохимической защиты скважин предусматривается строительство одной установки катодной защиты для нескольких скважин, находящихся на одном кусту. Электрохимическая защита обсадных колонн группы скважин на одном кусту обеспечивается установкой катодной защиты с контроллером, позволяющим через определенное время выборочно подключать к системе катодной защиты ту или иную скважину.

Для этого при бурении проводят полное поднятие цемента в затрубном пространстве до устья скважины, чем обеспечивается изоляция скважины от породы. Далее выполняют секционирование (отделение) скважин электроизолирующими соединениями от системы транспорта нефти или системы поддерживания пластового давления. При этом преследуется цель минимизации потерь электроэнергии. В качестве станции катодной защиты используют установку катодной защиты с контроллером тока, позволяющим подключать по заданному режиму скважину к поляризации. Проводят определение времени завершения катодной поляризации каждой скважины, в течение которого защитный потенциал скважины растет до рабочего значения. Проводят определение времени деполяризации каждой скважины (при отключенном подводе электроэнергии), при котором потенциал на скважине снижается до минимального защитного значения. Проводят циклический режим работы установки катодной защиты на каждой скважине куста: катодная поляризация в течение времени завершения цикла катодной поляризации скважины и деполяризация скважины в течение времени снижения потенциала на скважине до минимального защитного значения. При этом в момент деполяризации одной скважины проводят катодную поляризацию другой скважины куста.

Пример конкретного выполнения способа

На кусту групповой замерной установки 44с цеха добычи нефти и газа №2 нефтегазодобывающего управления “Альметьевнефть” в 2002 году введены в эксплуатацию после бурения четыре добывающих скважины с полным подъемом цемента до устья.

В целях недопущения утечки тока катодной защиты на всех трубопроводах выкидных линий скважин монтируют диэлектрические электроизолирующие вставки типа ТИС, вставляемые в местах соединения металлических труб. В качестве установки катодной защиты используют преобразователь катодной защиты с контролером тока типа КСКЗ.

По каждой скважине проводят определение времени завершения катодной поляризации скважины после начала подачи тока катодной защиты к обсадной колонне скважины величиной 5 А до появления текущего защитного потенциала более 0,9 В и определение времени деполяризации скважины после прекращения подачи тока катодной защиты к обсадной колонне скважины, при котором потенциал на скважине снижается до минимального защитного значения, равного 0,9 В. На каждой скважине куста проводят циклический режим работы установки катодной защиты: катодная поляризация в течение времени завершения катодной поляризации скважины и деполяризация скважины в течение времени снижения потенциала на скважине до минимального защитного значения. При этом преимущественно в момент деполяризации одной скважины проводят катодную поляризацию другой скважины куста.

Продолжительность завершения катодной поляризации скважин составила 5 суток для скважин №32695, 25349 и 32706 и 6 суток для скважины №3098д.

Продолжительность деполяризации скважин, при которой потенциалы на скважинах были снижены до минимальных защитных значений 0,9 В, составила: 3 суток для скважины №3098д, 4 суток для скважины №32695, 6 суток для скважины №25439 и 8 суток для скважины №32706.

Назначают режим, при котором в момент деполяризации одной скважины проводят катодную поляризацию другой скважины куста.

Вместо проектных 2 установок катодной защиты по прототипу с 4 анодными заземлителями согласно предложенному способу задействуют одну установку катодной защиты с одним анодным заземлением, оборудованную контроллером, который через время от 3 до 8 суток включает ток от установки катодной защиты на время поляризации обсадных колонн скважин в течение 5-6 суток. Режим работы контроллера подбирают таким, чтобы преимущественно в момент деполяризации одной скважины происходила катодная поляризация другой скважины куста.

Применение предложенного способа позволит экономить электроэнергию и обеспечить электрохимической защитой обсадные колонны скважин при циклической работе установки катодной защиты.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации нефтедобывающих и нагнетательных скважин. Обеспечивает экономию электроэнергии при электрохимической защите обсадных колонн, выведенных из бурения скважин. Сущность изобретения: при эксплуатации куста скважин проводят полное поднятие цемента в затрубном пространстве до устья, секционирование скважин электроизолирующими соединениями от системы транспорта нефти или системы поддерживания пластового давления и использование в качестве станции катодной защиты установки катодной защиты с контроллером тока. По каждой скважине проводят определение времени завершения катодной поляризации скважины и определение времени деполяризации скважины, при которой потенциалы на скважине снижены до минимальных защитных значений. На каждой скважине куста проводят циклический режим работы установки катодной защиты: катодная поляризация в течение времени завершения катодной поляризации скважины и деполяризация скважины в течение времени снижения потенциала на скважине до минимальных защитных значений. В момент деполяризации одной скважины проводят катодную поляризацию другой скважины куста.

Способ эксплуатации куста скважин, включающий поднятие цемента в затрубном пространстве скважин до устья, секционирование скважин электроизолирующими соединениями от системы транспорта нефти или системы поддерживания пластового давления, использование в качестве станции катодной защиты установки катодной защиты с контроллером тока, отличающийся тем, что по каждой скважине проводят определение времени завершения катодной поляризации скважины и определение времени деполяризации скважин, при котором потенциал на скважине снижен до минимального защитного значения, на каждой скважине куста проводят циклический режим работы установки катодной защиты: катодная поляризация в течение времени завершения катодной поляризации скважины и деполяризация скважины в течение времени снижения потенциала на скважине до минимального защитного значения, при этом в момент деполяризации одной скважины проводят катодную поляризацию другой скважины куста.