СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГИДРАТОПАРАФИНОВЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2020 года по МПК E21B37/00 

Изобретение относится к области капитального и текущего ремонта нефтяных и газовых скважин и может быть использовано, в частности, при восстановлении рабочего состояния, ремонте и освоении скважин, а также при выполнении геолого-технических мероприятий по интенсификации добычи нефти или газа.

Из уровня техники известен способ теплового разрушения асфальтосмолистых, гидратопарафиновых и ледяных отложений в нефтяных и газовых скважинах [RU 2105134 С1, МПК Е21В 37/00, опубл. 20.02.1998], который включает воздействие на них электрическими нагревателями различных конструкций, спускаемыми на геофизическом кабеле или на трубах. При этом тепловые потоки разделяют, максимально концентрируют и направляют на рабочие поверхности нагревателя, контактирующие с отложениями.

Недостатком известного технического решения является низкая технологичность способа разрушения отложений, вследствие использования конструктивно сложного устройства, спускаемого в скважину, содержащего корпус, в котором расположены один или несколько тепловых электрических нагревателей, переходник и приборная головка.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признан способ разрушения парафиновых, гидратных, гидратопарафиновых и ледяных отложений в эксплуатационных скважинах для поддержания их рабочего режима [RU 2655265 С1, МПК МПК Е21В 37/00, опубл. 24.05.2018]. Способ включает в себя спуск в скважину до верхней границы пробки локального электронагревателя на каротажном многожильном кабеле. Электронагреватель опускают до момента, пока он не достигнет пробки, затем его включают и выполняют плавление материала пробки, при этом нижняя часть электрода электронагревателя открытого типа контактирует со скважинной электропроводящей жидкостью.

Недостатком известного способа является относительно низкая скорость разрушения отложений, достигаемая с его помощью, которая может составлять до четырех и более суток. Это обусловлено тем, что в нагреве отложений участвует только корпус электронагревательного устройства, при этом сам кабель, по которому происходит передача электрической энергии, не участвует в этом процессе, а, наоборот, замедляет его за счет возникающих сил трения, препятствующих перемещению кабеля вниз, особенно в интервалах искривления ствола скважины.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение интенсивности воздействия на гидратопарафиновые отложения, увеличение скорости их разрушения и эффективности очистки скважин.

Указанная задача решена тем, что способ разрушения гидратопарафиновых и механических отложений включает ввод в межтрубное пространство скважины гибкой трубы, снабженной насадкой с гидродинамической головкой, например, гидродинамической головкой с самовращающейся насадкой с форсунками, ручной управляемый спуск гибкой трубы сквозь первый кольцевой зазор между внутренними стенками обсадной колонны и наружными стенками соединительных муфт колонны лифтовых труб, а также наружными стенками самих лифтовых труб. При этом гибкую трубу на поверхности предварительно подключают к насосу высокого давления, входящего в состав наземного агрегата. Через гибкую трубу подают теплоноситель в межтрубное пространство скважины, где происходит расплавление гидратопарафиновых отложений до их перехода в жидкое состояние, при этом разрушение таких отложений происходит при одновременном воздействии на них потоком теплоносителя и вибрационными колебаниями создаваемыми гидродинамической головкой. Обратный поток теплоносителя с расплавленным шламом поднимается внутри скважины вверх, и через предварительно открытую межтрубную задвижку сбрасывают в амбар. После прохождения гибкой трубой нижней границы гидратопарафиных отложений ее движение плавно останавливают, продолжая подачу теплоносителя в межтрубное пространство до достижения обратным потоком теплоносителя заданной температуры, при которой расплавленный шлам будет находится в жидком состоянии. Далее включают скважинный глубинный насос, переводят скважину в режим общей прямой циркуляции, закачивая теплоноситель из межтрубного пространства через щелевые отверстия фильтра глубинного насоса в колонну лифтовых труб, и далее, через предварительно открытую лифтовую задвижку, присоединенную к факельной линии сбрасывают теплоноситель в амбар. При необходимости разрушении твердых механических отложений гидродинамическую головку заменяют на фрезу.

Положительным техническим результатом, обеспечиваемый раскрытой выше совокупностью признаков способа, является значительное повышение эффективности и скорости очистки межтрубного пространства от гидратопарафиновых или механических отложений, так и промывка внутреннего пространства колонны лифтовых труб от отложений. Положительный результат достигается использованием для подачи горячего теплоносителя в скважину гибкой трубы с гидродинамической насадкой, которая генерирует высокочастотные колебания, а также порядок управления скважинным глубинным насосом, и манипулирование трубной (лифтовой) и межтрубной задвижками.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан этап ввода гибкой трубы в межколонное пространство скважины, на фиг. 2 этап осуществления способа при разрушении гидратопарафиновой пробки, на фиг. 3 - этап осуществления способа при промывке колонны лифтовых труб или разрушения механических отложений.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале осуществляют ввод в межтрубное пространство скважины гибкой трубы 1 через имеющееся осевое наклонное отверстие 2, или предварительно сформированное в планшайбе 3, при этом гибкая труба 1 снабжена насадкой с гидродинамической головкой 4, в качестве которой может быть использована самовращающаяся насадка с форсунками, например, модели SpinCat¹. ( ¹ Удаление песчаных пробок, отложений и разрушенных покрытий // StoneAge. Engineering the power of water. URL: http://z-stoneage.ru/special/spincat-sc/ (дата обращения: 17.04.2019).

Далее осуществляют управляемый спуск гибкой трубы 1 сквозь кольцевой зазор в межтрубном пространстве 5, между внутренними стенками обсадной колонны 6 и наружными стенками соединительных муфт 7 колонны лифтовых труб 8. Гибкую трубу 1 предварительно подключают на поверхности к насосу высокого давления (на фигурах условно не показан). С помощью насоса высокого давления теплоноситель подают в межтрубное пространство скважины 5. Теплоноситель с одновременным воздействием вибрационными колебаниями, создаваемыми гидродинамической головкой 4 расплавляет гидратопарафиновые отложение. Обратный поток теплоносителя, с расплавленным шламом, направляется через предварительно открытую межтрубную задвижку в факельную линию, сбрасывают в амбар (Фиг. 2). В качестве теплоносителя предпочтительно использовать воду или водный солевой раствор с температурой от 30 до 85°С, т.к. применение теплоносителя в указанном интервале температур позволяет осуществлять расплавление гидратопарафиновых отложений. В случае необходимости разрушении более твердых механических отложений гидродинамическую головку заменяют на фрезу.

После прохождения гибкой трубой 1 нижней границы гидратопарафинового отложения, обычно на глубине от 600 до 900 м, движение трубы плавно останавливают продолжая подачу теплоносителя в гибкую трубу 1 до тех пор, пока температура сбрасываемого обратным потоком теплоносителя с расплавленным шламом не достигнет на поверхности температуры 15°С и выше, при которой расплавленные отложения не затвердевая поступают в амбар. На следующей стадии (Фиг. 3) включают глубинный насос 9 управляя которым, переводят скважину в режим общей прямой циркуляции, закачивая теплоноситель из межтрубного пространства 5 через щелевые отверстия фильтра 10 насоса 9 в колонну лифтовых труб 8, и далее, через предварительно открытую лифтовую задвижку 11, подключенную к факельной линии, сбрасывают теплоноситель в амбар. Для увеличения интенсивности процесса в режиме общей прямой циркуляции к межтрубной задвижке 11 может быть дополнительно подключен насос высокого давления, например, агрегат типа ЦА-320. Преобразование энергии гидравлической струи теплоносителя в механическое вращение гидродинамической головки, гидравлический привод позволяет создавать вибрационные и ударные воздействия, которые разрушают как гидратопарафиновые, так сцементированные механические отложения, превращая их в зоне воздействия в мелкие осколочные фрагменты, которые вымываются гидродинамической струей теплоносителя в циркуляционном потоке.

Для осуществления способа целесообразно применять установку мини-колтюбинга, смонтированную на базе транспортного средства. Для осуществления заявленного способа установка мини-колтюбинга может включает в себя гидростанцию, направляющий желоб, узел намотки гибкой трубы.

Применение гибкой трубы в отличие от каротажного кабеля дает ряд преимуществ при осуществлении способа: гибкая труба имеет возможность перемещаться в межтрубном пространстве при приложении к ней незначительных осевых усилий и нагрузок на изгиб, кроме того труба обладает частичной угловой подвижностью, все это позволяет гибкой трубе преодолевать любые ступенчатые препятствия, образуемые выступающими торцами соединительных муфт и свободно проходить ступенчатые препятствия без задержек. Экспериментально установлено, что заявляемый способ позволяет осуществить очистку скважины за время, не превышающее суток.

Изобретение относится к области капитального и текущего ремонта нефтяных и газовых скважин. Способ включает ввод в межтрубное пространство скважины гибкой трубы, спуск гибкой трубы между внутренними стенками обсадной колонны, при этом гибкую трубу на поверхности предварительно подключают к насосу высокого давления, подают теплоноситель в межтрубное пространство скважины, обратный поток теплоносителя сбрасывают в амбар. После прохождения гибкой трубой нижней границы гидратопарафиновых отложений движение останавливают до достижения сбрасываемым обратным потоком теплоносителя заданной температуры, включают скважинный глубинный насос, переводят скважину в режим общей прямой циркуляции, закачивая теплоноситель из межтрубного пространства в колонну лифтовых труб, и через предварительно открытую лифтовую задвижку сбрасывают теплоноситель в амбар. Повышается эффективность и скорость очистки межтрубного пространства от гидратопарафиновых или механических отложений, обеспечивается промывка внутреннего пространства колонны лифтовых труб от отложений. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ разрушения гидратопарафиновых и механических отложений, включающий ввод в межтрубное пространство скважины гибкой трубы, снабженной насадкой с гидродинамической головкой или фрезой, управляемый спуск гибкой трубы сквозь кольцевой зазор между внутренними стенками обсадной колонны и наружными стенками соединительных муфт колонны лифтовых труб, характеризующийся тем, что предварительно на поверхности гибкую трубу подключают к насосу высокого давления, подают теплоноситель в межтрубное пространство скважины, обратный поток теплоносителя с расплавленным шламом через предварительно открытую межтрубную задвижку сбрасывают в амбар, после прохождения нижней границы гидратопарафиновых отложений движение гибкой трубы останавливают, продолжают подачу теплоносителя в гибкую трубу до достижения сбрасываемым обратным потоком теплоносителя с расплавленным шламом заданной температуры, включают глубинный насос, переводят скважину в режим общей прямой циркуляции, закачивают теплоноситель из межтрубного пространства через щелевые отверстия фильтра глубинного насоса в колонну лифтовых труб и через предварительно открытую трубную лифтовую задвижку сбрасывают теплоноситель в амбар.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ввод в межтрубное пространство скважины гибкой трубы осуществляют через осевое наклонное отверстие, предварительно сформированное в планшайбе.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве насадки с гидродинамической головкой используют самовращающуюся насадку с форсунками.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют воду с температурой от 30 до 85°С.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют водный солевой раствор с температурой от 30 до 85°С.