Способ удаления глухой гидратной пробки Советский патент 1991 года по МПК E21B37/06 

Изобретение относится к транспорту га- зоконденсатных потоков по вертикальным (или близким к ним) трубопроводам (газопроводам), которые называются также лифтовыми или насосно-компрессорными трубами, и может быть использовано также при транспорте нефти в аналогичных трубопроводах.

Целью изобретения является повышение эффективности удаления гидратной пробки при одновременном уменьшении времени на удаление ее.

Сущность способа заключается в подаче реагента в вертикальный трубопровод, в случае через лубрикатор инструмента для механического воздействия на глухую гид- ратную пробку с последующим нанесением им периодических ударов до момента разрушения пробки и перемешиванием реагента по высоте вертикального трубопровода,

причем перед подачей реагента в вертикальный трубопровод производят нагрев реагента, а после подачи реагента в вертикальный трубопровод над гидратной пробкой до момента ее разрушения создают давление до величины, превышающей величину пластового давления

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Вначале проводят подготовительные работы, в которые входят транспорт к газопроводу необходимых материалов и оборудования, установка на устье Тазопровода лубрикатора, вмещающего забойное оборудование. Особенно тщательно производят изоляцию газопровода от внешней среды для возможности проведения дальнейших работ под давлением. С помощью каната или проволоки осуществляют связь инструО

Ьь

мента для механического воздействия на пробку лебедкой.

С помощью манометра, установленного на устье газопровода, измеряют начальное давление, обычно при наличии сплошной пробки равное нулю. По показаниям этого же манометра контролируют заданное в газопроводе избыточное давление, которое рассчитывается по формуле

Р„зб k Рпл.-уН,

где k - коэффициент, учитывающий превышение избыточного давления над пластовым (,05-1,15);

РПЛ - пластовое давление (давление под пробкой);

у - удельный вес реагента высотой Н, закаченного в газопровод.

Подогретый с помощью ППУ-ЗИ (подогревающее устройство) до температуры 40-70°С (температуру подогрева устанавливают опытным путем в зависимости от времени года и других факторов) метанол или другой реагент (ингибитор) закачивают в газопровод с помощью ЦА-320 (или другим агрегатом). Использование других реагентов, например хлористого кальция, хлористого натрия, ДЭГ и других менее эффективно с экономической и технологической точек зрения.

В ходе проведения работ по ликвидации пробки инструментом проводят перемешивание реагента (ингибитора) по высоте его столба и газопроводе, усредняя концентрацию и температуру у поверхности удаляемой пробки, физическое разрушение поверхности пробки, контроль за скоростью ликвидации (разложения) пробки (по индикатору на лебедке, регистрирующего длину опущенной проволоки или каната).

Выделяющийся при физико-химическом разложении гидратной пробки объем газа, составляющий примерно 20% от объема гидрата, замещают примерно таким же объемом подогретого до отмеченной температуры объемом ингибитора, порциями закачиваемого в газопровод. Это позволяет повысить скорость разложения (удаления) гидрата за счет повышения концентрации общего объема ингибитора, находящегося в газопроводе, а также за счет стабилизации температуры последнего.

От приведенных приемов повышение эффективности предлагаемого способа определяется параллельно-последовательной работой,следующих сил: силой тяжести

(Mi+Ma),

где Mi и М2 - массы пробки и реагента (ингибитора) соответственно;

g - ускорение свободного падения, перепадом силы давления на пробку, создаваемым избыточным давлением ДР Р-8,

где S - площадь пробки,

теплового расширения материалов, определяемого из выражения:

(1+ p t), где 10 - длина твердого тела при 0°С;

t - температура тела;

р - коэффициент линейного расширения,

количеством растворенного в единицу времени вещества

(CH-Cx),

где н-коэффициентскорости растворения; S - величина растворяемой поверхности;

Сн, Сх концентрация растворителя насыщенного и в данный момент времени.

В случае превышения указанными силами силы сцепления (адгезии) пробки с поверхностью трубопровода происходит довольно быстрое удаление первой, которая, проваливаясь в нижнюю часть трубопровода, быстро растворяется в реагенте (ингибиторе).

Если сила сцепления оказывается больше отмеченных сил, что может оказаться

при большой длине пробки, то дальнейшее ее удаление производят с помощью физико- химического процесса, для повышения эффективности которого используют подземный инструмент, приводимый в действие лебедкой. Подземным инструментом реагент (ингибитор) в пределах высоты трубопровода перемешивают, усредняя тем самым его концентрацию и температуру, тем самым увеличивая скорость растворения

гидрата. .Им также производят физическое воздействие на поверхность гидратной пробки, вследствие чего изменяется угол наклона растворяемой поверхности в простра- стве, от которого увеличивается скорость

растворения гидрата.

В ходе этих работ периодически замещают продукт реакции (выделившийся из гидрата,газ) свежими порциями подогретого реагента (ингибитора), вводимого в трубопровод.

Отмеченные приемы производят до тех пор, пока отмеченные силы окажутся достаточными преодолеть силу сцепления пробки с трубопроводом. В этот момент происходит

окончательное удаление гидратной пробки. Пример. После лабораторных исследований, показавших перспективность и эффективность предлагаемого способа, реализация последнего произведена в промысловых условиях, где в качестве вертикального газопровода используют лифтовую колонну газовой скважины. В указанной лифтовой колонне на глубине 150м от устья обнаружена гидратная пробка. В этой связи скважина была передана в капитальный ремонт, где ее ремонт должен был производиться с глушением продуктивного пласта, пластовое давление которого равно 20мПа.

С целью снижения трудо-экономиче- ских затрат на капитальный ремонт скважины и времени последнего (среднее время капитального ремонта с глушением равно 36 сут) ликвидацию гидратной пробки про- водят по предлагаемому способу.

В ходе ремонта в лубрикатор, которым было оборудовано устье скважины, помещался инструмент для механического воздействия, на пробку, управляемый с помощью лебедки. После измерения давления на устье и забоя пробки в лифтовую колонну закачивают подогретый до 40°С метанол. Подогрев метанола проводят с помощью ППУ, а закачку метанола под избыточным давлением - ЦА-320. Давление на манометре во время ликвидации пробки поддерживают на 30% выше пластового (такое давление и под пробкой).

Измерение линейной скорости раз- ложения гидратной пробки проводят с помощью опущенного инструмента, являющегося одновременно шаблоном. Им производилось и перемешивание метанола по высоте, что усредняет его концентрацию вблизи забоя (поверхности) ингибитора.

первоначальная концентрация которого 30% (мае.).

Средняя скорость разложения пробки равна 15 м/ч, а вся пробка ликвидирована за 4 ч.

Окончание процесса удаления пробки было отмечено неуравновешенным давлением на манометре вследствие провала оставшейся пробки и жидкости (метанола) на забой скважины.

Данные показателей предлагаемого способа удаления сплошной гидратной пробки из вертикального газопровода при- веде,ны в таблице.

Формула изобретения Способ удаления глухой гидратной пробки из вертикального трубопровода, включающий подачу реагента в вертикальный трубопровод, спуск через лубрикатор инструмента для механического воздействия на глухую гидратную пробку с последующим нанесением им периодических ударов до момента разрушения пробки и перемешиванием реагента по высоте вертикального трубопровода, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности удаления гидратной пробки при одно- временном уменьшении времени на удаление ее, перед подачей реагента в вертикальный трубопровод производят нагрев реагента, а после подачи реагента в вертикальный трубопровод над гидратной пробкой до момента ее разрушения, создают давление до величины превышающей величину пластового давления.

Продолжение таблицы

Изобретение касается транспорта газо- конденсатных потоков. Цель изобретения повышение эффективности удаления гид- ратной пробки при одновременном уменьшении времени на удаление ее. Для этого перед подачей реагента в вертикальный трубопровод производят нагрев реагента. Затем над гидратной пробкой до момента ее разрушения создают давление до величины, превышающей величину пластового давления. Через лубрикатор спускают инструмент для механического воздействия на глухую гидратную пробку. В последующем лубрикатором наносят периодические удары до момента разрушения пробки и перемешивают реагент по высоте вертикального трубопровода. 1 табл.