Способ ликвидации газогидратных отложений в скважине Советский патент 1988 года по МПК E21B37/06 

(21)4090437/22-03

(22)14.07.86

(46) 15.02.88. Бюл. № 6

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов

(72)Н. Ш. Шайхуллин, Ю. А. Перемыш- цев, Д. А. Лепсверидзе и С. Г. Плотницкий

(53)622.245.51(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 390257, кл. Е 21 В 43/00, 1970.

Бабенко И. Ф. и др. Ликвидация гидратных пробок в стволах газовых скважин. - Газовая промьппленность, 1967, № 3, с. 19-21.

(54)СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ГАЗОГИДРАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В СКВАЖИНЕ

(57)Изобретение относится к газодобывающей и геолого-разведочной пром- тям и предназначено для подземных ремонтных работ. Цель изобретения - повышение зффективности процесса ликвидации газогидратных отложений

в скважине за счет создания условий для полного разложения газовых гидратов в кольцевом пространстве скважины. Осуществляют механическое и тепловое разрушение газогидратных отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором и постепенным увеличением глубины подачи раствора в скважине. Одновременно с механическим и тепловым разрушением газогидратных отложений производят контроль выхода газа из кольцевого пространства скважины. При выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушения газогидратных отложений фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращения выхода газа из кольцевого пространства. После чего процесс периодически повторяют. В качестве параметра самопроизвольного изменения технологического процесса используют увеличение массы штанг или снижение давления нагнетания раствора, или прекращение выхода раствора из насосно-компрессорных труб. 3 з.п. ф-лы, 1 3 ил.

с Ф

(Л

со со со ел

Изобретение относится к газодо- бьшаюшей и геолого-разведочной отраслям промышленности и предназначено для подземных ремонтных работ, в частности для ликвидации гидрат- ных пробок в газовых скважинах.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса ликвидации газогидратных отложений в скважине за счет создания условий для полного разложения газовых гидратов в кольцевом пространстве скважины.

Способ ликвидации газогидратных отложений в скважине включает механическое и тепловое разрушение газогидратных отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором с постепенным увеличением глубины подачи раствора в скважине, пр этом одновременно с механическим и тепловым разрушением газогидратных отложений производят контроль выхода газа из кольцевого пространства скважины и при выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушения газогидратных отложений, фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращения выхода газа из кольцевого пространства, после чего процесс периодически повторяют, а в качестве параметра самопроизвольного изменения технологического процесса используют увеличение массы штанг или снижение давления нагнетания раствора, или прекращени выхода раствора из насосно-компрес- сорных труб.

На фиг, 1-3 изображены различные стадии разрушения гидратных отложений большой мощности; на фиг, А-8 - различные стадии разрушения гидратных отложений, имеющих патронный (локальный) характер и характеризующихся небольшой мощностью отдельных пробок; на фиг, 9-13 окончание прцесса разрушения гидратных отложений в скважине.

Способ осуществляют следующим образом,

В газовую скважину 1, закрепленную обсадной колонной 2 диаметром 114 мм, в которую опущена лифтовая колонна НКТ 3 диаметром 72 мм, для ликвидации газогидратных отложений 4, заполняющих НКТ, и гидратных отложений 5, заполняющих кольцевое

пространство, образованное колонной 2 обсадных труб и колонной НКТ 3,. в интервале 200-700 м на штангах 6

диаметром 42 мм спускают долото 7. При достижении долотом 7 поверхности газогидратных отложений 4 через внутреннюю полость штанг 6 начинают закачивать нагретую до промывочную жидкость и осуществляют

непрерывную ее циркуляцию. Одновременно нагружают частью веса штанг 6 долото 7 и вращают его вокруг оси скважины, В результате осуществления этих операций происходит термомеханическое разрушение поверхностных слоев гидратных отложений. Как показывает практика проведения аналогичных работ, скорость разрушения

газогидратных отложений зависит от конкретных условий (температура, давление в скважине, наличие тех или иных включений в газогидратных отложениях, а также параметры техно

логического режима разрушения газогидратных отложений), В данном случае скорость проходки газогидрат- ной пробки в НКТ составляет 20 м/ч. Одновременно с разрушением гидратной пробки происходит прогрев кольцевого пространства до температуры выше равновесной температуры гидратообразования, при которой происходит разложение газовых гидратов,

Процесс передачи тепла требует значительного времени, поэтому при разрушении первых метров гидратных отложений в НКТ гидраты в кольцевом пространстве не разлагаются. Через

1,5 - 2,0 ч температура в кольцевом пространстве становится выше равновесной и начинается бурное разложение гидратов в кольцевом пространстве. Через обвязку 8 устья скважины

газ из кольцевого пространства поступает в контрольное устройство 9, при выходе из которого поджигается, что позволяет производить визуальный контроль за разложением гидратов в

кольцевом пространстве по горящему факелу 10, Как только газ начинает выходить из кольцевого пространства, подачу долота в скважину прекращают, продолжая нагнетать в скважину

нагретую промывочную жидкость. Процесс разложения гидратов в НКТ под действием нагнетаемой жидкости продолжается. Ввиду того, что глубина подачи промывочной жидкости в скважину фиксирована, этот процесс по мере удаления поверхности гидратных отложений от долота затухает и останавливается на некотором расстоянии от долота (фиг. 2). В кольцевом пространстве продолжается разложение гидратов под действием поступающего в скважину тепла до тех пор, пока поверхности гидратных пробок в кольцевом пространстве и в НКТ не окажутся примерно на одном уровне. В этот момент разложение гидратов в кольцевом пространстве прекращается, газ из кольцевого пространства перестает поступать на поверхность, что фиксируется контрольным устройством 9 и по факелу 10.

По прекращению выхода газа из кольцевого пространства долото опускают на поверхность гидратной пробки в НКТ (фиг. 3) и повторяют весь цикл.

При скорости разложения гидратных пробок в НКТ 20 м/ч и времени, необходимом для прогрева кольцевого пространства до температуры выше равновесной температуры гидратообразо- вания, равной примерно 1,5-2,0 ч, за один цикл разрушают 30-АО м гид- ратной пробки в скважине. При времени разрушения гидратов в кольцевом пространстве, равном двум часам, скорость разрушения гидратов в скважине составляет примерно 10 м/ч.

Таким образом, на полную ликвидацию гидратной пробки в НКТ и в кольцевом пространстве мощностью 500 м требуется 50 ч (немногим более двух суток).

На ликвидацию газогидратной пробки мощностью 100-200 м при использовании известного метода затрачивают 5-6 мес. На практике встречаются случаи, когда газогидратные отложения заполняют ствол скважины локальными участками, при разбурива- нии которых кольцевое пространство не успевает прогреваться до температуры, превышающей равновесную температуру гидратообразования. В этих случаях при дальнейшем опускании долота после разрушения локальной пробки в НКТ процесс разложения гидратов в кольцевом пространстве может так и не начаться из-за быстрго удаления точки подачи нагретой промывочной жидкости от поверхности гидратной пробки в кольцевом прост

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ранстве. Поэтому при осуществлении процесса разрушения гидратных отложений в скважине контролируют основные технологические параметры разрушения газовых гидратов в НКТ. К этим параметрам относятся: масса штанг, давление нагнетания промывочной жидкости в скважине, скорость выхода циркулирующей жидкости из скважины. Так как в газовых скважинах пространство между локальными гидратными пробками заполнено газом (или водой), то при окончании разрушения локальной пробки наблюдается самопроизвольное изменение значений одного или сразу нескольких технологических параметров: самопроизвольное увеличение массы штанг (вследствие проваливания бурильного инструмента), самопроизвольное уменьшение давления нагнетания промывочного раствора в скважину и самопроизвольная временная потеря циркуляции промывочной жидкости (вследствие заполнения ее полости НКТ между соседними газогид- ратными пробками).

Последовательность ликвидации локальных газогидратных пробок с помощью предлагаемого способа изображена на фиг. 4-8. Начало ликвидации первой локальной пробки (фиг. 4) ие отличается от начала ликвидации сплошной газогидратной пробки большой мощности (фиг. 1). При мощности локальной газогидратной пробки 10 м и скорости разрушения пробки внутри НКТ 20 м/ч на разрушение первой локальной пробки потребуется 0,5 ч. За это время кольцевое пространство не успевает прогреться до температуры, превышающей равновесную гидратообразования, поэтому процесс разложения газовых гидратов в кольцевом пространстве еще не начнется и газ выделяться не будет. Вместе с тем необходимо фиксировать глубину подачи нагретой промывочной жидкости для обеспечения максимальной передачи тепла от теплоносителя в кольцевое пространство. Сигналом для фиксирования глубины подачи нагретой жидкости в этом случае служит самопроизвольное изменение величины одного или нескольких технологических параметров, которые контролируют в процессе разрушения гид- ратной пробки. При окончании разбуривания локальной пробки (фиг. 5) вследствие исчезновения реакции забоя самопроизвольно возрастает масса штанг, спущенных в НКТ. Так как пространство между соседними пробками может оказаться заполненным газом, то промывочная жидкость, заполняя полость в НКТ, устремится вниз, что вызовет самопроизвольное сниже- ние давления нагнетания i самопроизвольную временную потерю циркуляции. На фиг. 5 изображен момент внезапного провала долота и заполнения полости в НКТ между гидратными проб- ками промывочной жидкостью. Как уже отмечалось, при самопроизвольном изменении одного или нескольких технологических параметров разрушения гидратной пробки глубину подачи на- гретой промывочной жидкости фиксируют и продолжают прогревать кольцевое пространство циркулирующей жидкостью Через 1,5-2,0 ч после начала бурения гидратной пробки температура в кольцевом пространстве превысит равновесную температуру гидратообра- зования, гидраты начнут разлагаться и из кольцевого пространства на усть скважины будет выделяться газ, ко- торый фиксируется устройством 9 и по факелу 10 (фиг. 6). Окончание процесса разложения гидратов в кольцевом пространстве определяется по прекращению выделения из кольцевого пространства (фиг. 7) газа, после чего долото опускают на поверхность следующей гидратной пробки в НКТ (фиг. 8) и весь цикл разрушения гид- ратной пробки в скважине повторяют.

Окончание процесса ликвидации гидратных отложений в скважине показано на фиг. 9-13,

Этапы разрушения последнего участка газогидратных отложений в скважине в большинстве своем сходны с этапами разрушения локальной гидратной пробки: это первый этап разрушения пробки в НКТ (сравните фиг. 9 и фиг. 4); второй этап, характеризующийся самопроизвольным изменением значения параметров процесса разрушения гидратной пробки в НКТ и фиксированием глубины подачи нагретой промывочной жидкости (сравните фиг. 10 и фиг. 5); третий этап - цир куляция нагретой промывочной жидкости в НКТ и разложение гидратных отложений в кольцевом пространстве

0 5 0

5

0

5

0

(сравните фиг. 11 и фиг. 6). После окончания разложения гидратов в кольцевом пространстве (фиг. 12) кольцевое пространство, образованное штангами и НКТ, герметизируют (на фиг. 13 герметизация указанного кольцевого пространства отмечена условно позицией 11) и восстанавливают циркуляцию через кольцевое пространство, образованное НКТ и обсащной колонной.

Формула изобретения

1 . Способ ликвидации газогидратных отложений в скважине, включающий механическое разрушение газогидратных отложений разрушающим инструментом и тепловое разложение отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором с постепенным увеличением глубины подачи раствора в скважине, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности процесса ликвидации газогидратных отложений в скважине за счет создания условий для полного разложения газовых гидратов в кольцевом пространстве скважины, одновременно с механическим и тепловым разрушением газогидратных отложений производят контроль выхода газа из кольцевого пространства скважины и при выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушения газогидратных отложений фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращения выхода газа из кольцевого пространства скважины, после чего процесс периодически повторяют.

2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве параметра изменения технрлогического процесса используют увеличение веса штанг.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве параметра самопроизвольного изменения технологического процесса используют снижение давления нагнетания раствора.

4.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве параметра самопроизвольного изменения технологического процесса используют прекращение выхода раствора из насосно-компрессорных труб.

i

Фиг.1

Фиг.1

Фиг.}

Фаг.7

Фаг.8

««тма

Составитель В. Борискина

Редактор Н. Слободяник Техред М.Ходанич

Заказ 542/24Тираж 530Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор -А. Зимокосов