Способ ликвидации ледяных, гидратных и гидратопарафиновых пробок в скважине Советский патент 1992 года по МПК E21B43/00 E21B37/06 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам ликвидации ледяных, гидратных и гидратопарафиновых пробок в скважинах.

Известен способ электродепарафини- зации, предусматривающий систематический кратковременный прогрев труб электрическим током или магнитным полем высокой частоты.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ ликвидации ледяных, гидратных и гидратопарафиновых пробок в насосно-компрессорных трубах эксплуатационных скважин, включающий расплавление отложений спуском линейного электронагревателя большой длины.

Недостатком способа является низкая эффективность, обусловленная высоким

теплообменником стенок скважин, особенно в области мерзлотных слоев. Способ применим при глубинах отложений до 500 - 600 м от устья скважин, кроме того, этот метод непригоден для скважин, в которых помещено какое-либо оборудование, например ШГН, ЭЦН и др.

Целью изобретения является повышение эффективности удаления пробок при снижении энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ликвидации ледяных, гид- ратных и гидратопарафиновых пробок в скважине, включающему ее прогрев .и последующее удаление продуктов расплава, перед прогревом закачивают в скважину жидкость с плотностью, превышающей плотность воды для снижения теплообмена продуктов расплава со стенками скважины, а прогрев осуществляют сверхвысокоча ч

СА Ю О

стотнрй энергией в частотном диапазоне 0,005-30 ГГц,

Способ осуществляется следующим образом..

Сверхвысокочастотна.я энергия в частотном диапазоне 0,005 - 30 ГГц подается в НКТ или затрубное пространство в зависимости от того, где необходимо ликвидировать пробку; В пространство над пробкой закачивают для замещения воды жидкость, не поглощающую энергию СВЧ, с плотностью большей, чем плотность образовавшейся воды, например его смесь с нефтью (плотности 1,15 - 1,2 103 кг/м3), По мере растепления пробки эту смесь в скважину доливают.

Пример. Растепление гидратной или ледяной пробки, образовавшейся в НКТ, применительно к условиям Русского месторождения (пробки на этом месторождении образуются в основном с глубины 300 - 400 м)1. В скважину через отвод для отбора добываемой продукции заканчивают смесь ССЦ с нефтью ллотностью 1,15 - 1,2 103 кг/м3 и обеспечивают ее циркуляцию (вследствие большей.плотности она вытесняет находящуюся в НКТ над пробкой воду), которая поддерживается насосом. Затем в НКТ подают СВЧ энергию через фланец штатного отвода, к которому крепится Гибкий волновод от генератора М10Б-1. По мере растепления вода вытееня- ется на поверхность более тяжелой закачиваемой смесью. После освобождения штанги глубинного насоса СВЧ воздействие прекращают и откачивают вытесняемую смесь гдубинным насосом вместе с добываемой продукцией.

Ликвидация пробки в затрубном пространстве происходит аналогично, с тем отличием, что и вытесняющую смесь и СВЧ энергию подают не в НКТ, а в.затрубное пространство.

Для определения границ эффективно-- сти частотного диапазона СВЧ воздействия приводят ряд экспериментов по растеплению ледяной пробки в одних и тех же условиях, но на. разной частоте. Во всех опытах определяют время полного, растепления пробки. Методика подготовки и проведения опыта следующая; В стальной трубе диаметром 0,068 ми длиной 12 м создают сплошную ледяную пробку. Снаружи трубу охлаждают постоянной циркуляцией керосина с температурой -5°С Для моделирования условий мерзлотного слоя. К фланцу трубы крепят гибкий волновод от генератора СВЧ энергии мощностью 500 Вт. Затем заливают

смесь CCU с нефтью Русского месторождё-. ния (плотность смеси 1,2-103 кг/м3) или чистый ССй и обеспечивают ее циркуляцию. Отсчет времени растепления производят с

момента подачи СВЧ энергии, а окончание опыта определяют прорывом вытесняющей смеси с другого конца трубы.

Полученные опытные данные приведе- . ны в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что наиболее эффективен диапазон частот для СВЧ воздействия 0,005 - 30 ГГц. Это связано с тем, что в этом диапазоне вода и лед поглощают СВЧ энергию лучше и растепление пробки происходит за более короткое время.

Для сравнения предлагаемого способа, включающего воздействие СВЧ и вытеснение продуктов растепления жидкостью

большей плотности, с известным способом проводят серию лабораторных опытов. Эксперименты по моделированию растепления механизированной скважины проводят на вертикально расположенной

стальной трубе диаметром 0,068 М и длиной 12 м,. в которой создают сплошную ледяную пробку. Трубу снаружи охлаждают постоянной циркуляцией керосина с температурой -5°С для моделирования

мерзлотного слоя. В середине трубы помещают стальную трубу диаметром 0,03 м .для моделирования вмерзшей штанги глубинного насоса. Затем заливают смесь ССМ с нефтью Русского месторождения

(плотность смеси 1,2 -103 кг/м3) и обеспечивают ее циркуляцию. К отводу че рез фланец крепят гибкий волновод от СВЧ генератора Ш05-1 и подают СВЧ энергию. Температуру и скорость растепления контролируют в

течение всех опбпдав. На растепление всей трубы потребовалось 9,8 ч при мощности генератора 500 Вт.

Опыты по моделированию растепления фонтанной скважины проводят аналогичным образом на Той же трубе с тем же охлаждением, отличием является отсутствие вмороженной модели штанги глубинного насоса. Время растепления всей трубы СВЧ методом при мощности СВЧ

генератора 500 Вт составляет 10,5, ч, увеличение времени растепления происходит за чсчет увеличения количества льда в трубе, так .как модель штанги насоса отсутствует, а теплообмен не изменяется..

Опыт по растеплению фонтанной скважины методом спуска на кабельтросе линейного электронагревателя большой длины (по известному способу)той же мощности 500 Вт (так как применение линейного

электронагревателя при вмерзании штанги глубинного насоса на скважинах с механизированной добычей невозможно) проводится, как и в первых двух случаях, на стальной трубе диаметром 0,068 м и длиной 12 м. в которой создают сплошную ледяную пробку и которую охлаждают снаружи постоянной циркуляцией керосина с температурой -5°С для моделирования мерзлотного слоя. Процесс растепления протекает толь- ко до глубины 6 м, потом он останавливается, так как теплообмен за счет конвенции становится равным мощности нагревателя, и для возобновления процесса растепления потребуется увеличивать его мощность вдвое. Вытеснение продуктов растепления не проводится., так как не предусмотрено технологией применения электронагревателя. Время растепления всей трубы электронагревателем мощности, вдвое пре- вышающей мощность СВЧ генератора и равной 1000 Вт, составляет 14,3 ч.

Из приведенных данных видно, что использование предлагаемого способа по сравнению с известным расширяет диапа- зон его применения, сокращает энерго- и трудозатраты. Применение предлагаемого

способа по сравнению с известным позволяет снизить фонд простаивающих из-за ледяных, гидратных и гидратопарафиновых пробок скважин. Достоинством предлагаемого метода является его простота и технологичность.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Способ ликвидации ледяных гидратных и гидратопарафиновых пробок в скважине, включающий ее прогрев и последующее удаление продуктов расплава, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности удаления пробок при снижений-энергозатрат, перед прогревом закачивают в скважину жидкость с плотностьюТпревышающей плотность воды для снижения теплообмена продуктов расплава со стенками скважины, а прогрев осуществляют сверхвысокочастотной энергией в частотном диапазоне 0,0б5- 30 ГГц.

2.Способ по п.1, о тЛи ч а ю щ и и с я тем, что в качестве жидкости с плотностью, превышающей плотность воды, используют четыреххлористый углерод или его смесь с нефтью.

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности. Сущность изобретения: ликвидация пробок осуществляется за счет их растепления. Энергия к пробке подводится в виде сверхвысокочастотной волны в частотном диапазоне 0.005 - 30 ГГц. Продукты растепления, для снижения теплообмена со стенками скважины, вытесняются на поверхность закачиваемой в скважину более тяжелой жидкостью, не поглощающей или слабо поглощающей сверхвысокочастотную энергию.,В качестве такой жидкости рекомендуется применять четы- реххлористый углерод или его смесь с нефтью, з.п. ф-лы., 1 табл. Ј i л