Экзотермический способ удаления асфальтосмолопарафиногидратных пробок в скважинах Российский патент 2024 года по МПК E21B37/00 E21B36/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для удаления отложений асфальтенов и парафинов в газовых скважинах.

Уровень техники.

Известен способ очистки скважины или канала от гидратов газа (патент РСТ WO 98/54440, У 21 В 37/00, 36/04, 37/06), включающий ввод в скважину нагревателя, перемещение его под действием силы тяжести для проплавления гидратной пробки, прокачку жидкости через нагреватель по направлению к месту разрушения гидратной пробки с возможностью циркуляции жидкости по контуру внутри и снаружи нагревателя.

Недостаток способа заключается в том, что нагретая жидкость не может разрушить пробку асфальтосмолопарафиногидратных отложений, имеющих в своем составе механические примеси (песок, окалина от труб), в случае растворения асфальтенов и парафинов механические примеси не удаляются из скважины, а оседают в ней.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, реализованный в устройстве для ликвидации асфальтосмолопарафиновых отложений (патент 2 232 259 Россия, Е 21 В 37/00, 2004), включающий размещение твердотопливного элемента в корпус до спуска устройства в скважину, систему воспламенения и сублимирующего охладителя, установку требуемой выдержки времени на реле времени и закрытие сопел заглушками, спуск в скважину при помощи лубрикаторной установки, контроль натяжения троса динамометром, остановку спуска устройства при уменьшении натяжения троса, воспламенение топлива импульсом напряжения от источника питания на электровоспламенитель после окончания выдержки времени на реле времени.

Недостаток способа заключается в том, что в случае неправильно установленного времени возможно преждевременное воспламенение устройства, а также для в случае заклинивания устройства в скважине, возможен обрыв кабеля и перекрытие корпусом устройства скважины.

Раскрытие сущности изобретения.

Задача предлагаемого изобретения - удаление (разрушение) асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в скважинах и насосно-компрессорных трубах (НКТ) непосредственно в скважине без их извлечения на поверхность.

Поставленная задача решается тем, что в экзотермическом способе удаления асфальтосмолопарафиногидратных пробок в скважинах, включающим спуск устройства, разрушение асфальтосмолопарафиновых отложений посредством нагрева, при этом разрушение асфальтосмолопарафиновых отложений осуществляют выжиганием посредством опускания в скважину, по меньшей мере, одного полностью разрушаемого в процессе горения устройства, которое доставляют к месту АСПО на управляющем кабеле, обеспечивающем контроль положения и регулирование скорости спуска устройства, и задающем начало теплового воздействия в момент соприкосновения устройства с АСПО, а после разрушения продукты горения удаляют на дневную поверхность газлифтом.

Технический результат - создание экзотермического способа, обеспечивающего удаление (разрушение) асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в скважинах без их извлечения на поверхность НКТ.

Предлагаемое изобретение поясняется фигурой, на которой схематично показана скважина с колонной насосо-компрессорных труб (НКТ) и размещенным внутри нее устройством. На фигуре также отображены: 1 - лубрикатор, 2 - колонна НКТ, 3 - выкидная линия, 4 - заряд беспламенного горения, 5 - пробка АСПО, 6 - обсадная колонна скважины, 7 - насос, 8 - продуктивный пласт, 9 - геофизический кабель.

Осуществление изобретения.

Реализация предложенного экзотермического способа удаления асфальтосмолопарафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах поясняется примером конкретного исполнения, подтверждающим его промышленную применимость.

Разрушение асфальтосмолопарафиногидратных отложений 5 в скважинах 2, происходит за счет воздействия на них экзотермической реакции направленного действия, возникающей в результате беспламенного горения реагента.

Устройство с зарядом выполняется в виде длинного (длина стержня в несколько раз больше его диаметра) стержня 4, который может быть выполнен наборным в виде соединенных между собой отдельных элементов, при этом имеющего в верхней его части наконечник для соединения его управляющим (геофизическим) кабелем 9.

Диаметр устройства 4 выполнен меньше внутреннего диаметра НКТ 2. Для более точного позиционирования устройства в скважине его спуск в колонну НКТ 2 или непосредственно в обсадную колонну осуществляют на управляющем (геофизическом) кабеле 9 до уровня расположения пробки АСПО 5

Устройство опускают на устье в колонну НКТ через лубрикатор 1 и под действием собственного веса погружают до уровня расположения пробки АСПО 5, момент касания устройства пробки АСПО определяют по снижению нагрузки на кабель динамометром. Поджиг устройства осуществляют путем подачи напряжения с поверхности по управляющему (геофизическому) кабелю 9 от источника питания на электровоспламенитель, после чего происходит воспламенение заряда 4. Спускоподъёмные операции устройства на управляющем (геофизическом) кабеле занимают минимальное время и являются стандартными операциями для нефтепромыслов.

Беспламенное горение производят в нижней части устройства 4 и в результате выброса газов высокой температуры вдоль оси колонны НКТ 2 в направлении пробки АСПО 5 происходит её разрушение (выгорание). Устройство с зарядом обеспечивают длительное горение и воздействие температуры на пробку. После разрушения пробки 5 происходит опускание устройства 4 под действием собственного веса и, как следствие, очистка протяженного участка НКТ 2 от АСПО 5. Вынос механических примесей, образующихся в процессе разрушения пробки АСПО 5 и удаление их из НКТ 2 на поверхность, осуществляют газлифтом за счет выделения газов, возникающих при горении. В процессе горения устройство 4 разрушается полностью и не препятствует дальнейшей эксплуатации скважины 2.

При возникновении авариных ситуаций происходит извлечение устройства на управляющем (геофизическом) кабеле 9 и повторная обработка скважины.

За счет увеличения или уменьшения длины управляющего (геофизического) кабеля, опускаемого в скважину, обеспечивают контроль положения и регулирование скорости спуска устройства. В случае некачественного выжигания пробки возможно провести более длительную процедуру выжигания или путем остановки устройства на кабеле в месте пробки, или путем повторных спусков/подъемов устройства вдоль пробки.

Из уровня техники известно, что парафины горят при температурах 120 - 150°С, а асфальтены горят при температурах свыше 300°С, при этом температуры свыше 600°С способствуют снижению прочностных свойств металла, поэтому температурный диапазон горения устройства ограничен 150 - 600°С.

Применение совокупности описанных операций позволяет разрушать пробки асфальтосмолопарафиновых (АСПО) отложений в колоннах НКТ путем воздействия на них экзотермической реакции направленного действия и производить очистку колонны НКТ от механических примесей, образующихся в процессе разрушения пробки АСПО путем удаления их на поверхность за счет выделения газов, возникающих при горении.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - разрушение асфальтосмолопарафиновых отложений АСПО в скважинах и насосно-компрессорных трубах НКТ непосредственно в скважине без их извлечения на поверхность. В экзотермическом способе удаления АСПО в НКТ нефтедобывающих скважин разрушение АСПО осуществляют выжиганием с использованием, по меньшей мере, одного устройства с зарядом, полностью разрушаемого в процессе горения. Указанное устройство опускают на устье в колонну НКТ до уровня расположения пробки АСПО на управляющем кабеле, обеспечивающем контроль положения, регулирование скорости спуска устройства с зарядом и его поджиг, с возможностью остановки на кабеле в месте пробки АСПО или выполнения повторных спусков и подъемов устройства вдоль пробки АСПО до полного ее разрушения. Беспламенное горение производят в нижней части устройства вдоль оси колонны НКТ в направлении пробки АСПО, при этом начало беспламенного горения происходит в момент соприкосновения устройства с АСПО. После разрушения пробки происходит опускание устройства под действием собственного веса и очистка участка НКТ от АСПО. Продукты горения удаляют на дневную поверхность газлифтом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Экзотермический способ удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в насосно-компрессорных трубах (НКТ) нефтедобывающих скважин, включающий разрушение АСПО посредством нагрева, отличающийся тем, что разрушение АСПО осуществляют выжиганием с использованием, по меньшей мере, одного устройства с зарядом, полностью разрушаемого в процессе горения, которое опускают на устье в колонну НКТ до уровня расположения пробки АСПО на управляющем кабеле, обеспечивающем контроль положения, регулирование скорости спуска устройства с зарядом и его поджиг, с возможностью остановки на кабеле в месте пробки АСПО или выполнения повторных спусков и подъемов устройства вдоль пробки АСПО до полного ее разрушения; беспламенное горение производят в нижней части устройства вдоль оси колонны НКТ в направлении пробки АСПО, при этом начало беспламенного горения происходит в момент соприкосновения устройства с АСПО; после разрушения пробки происходит опускание устройства под действием собственного веса и очистка участка НКТ от АСПО; продукты горения удаляют на дневную поверхность газлифтом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выжигание асфальтосмолопарафиновых отложений осуществляют при температуре 150-600°С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют устройство с зарядом в виде длинного стержня, который может быть выполнен наборным в виде соединенных между собой отдельных элементов.