Способ теплоизоляции скважин в зоне вечной мерзлоты Советский патент 1992 года по МПК E21B36/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при строительстве и экс плуатации нефтяных и газовых скважин в зоне вечной мерзлоты.

Известен способ теплоизоляции сква- жины,,заключающийся в создании дополнительного теплоизоляционного слоя за скважинойв Заколонное пространство заполняют твердыми гидратами, образующимися при вводе в него смеси сжиженных газов (2.8,8% пропана к 71,2% метана)

Образовавшиеся гидраты не разрушаются при давлении 12 МПа вплоть до 13°С0

Основным недостатком данного спосо- ба является достаточно высокий

протаивания окружающей мерзлоты, .. вследствие высокой теплопроводности твердых газгидратовс

Кроме того, технически очень сложно загерметизировать заколонное пространство к поддерживать в нем давление выше 1Z МПа, а эксплуатация сква- жины с температурой флюида 20-30°С в течение длительного времени кроет указанный температурный интервал (+13°С) по разрушению гидратов,, Разрушение теплового экрана снизит надежность работы скважины,

Известен способ заканчивания скважин в зоне вечной мерзлоты, предусматривающий удаление замерзающей жидкоеv|х|

00

ю VJ XI

. 31778

с одновременным контролем ее объети

ма, а теплоизоляционный слой создают заполнением незамерзающей жидкостью кольцевого пространства скважины,, g

Недостатком известного способа является-то обстоятельство, что такая вода за скважиной заменяется на незамерзающую жидкость с примесью твер- дых материалов. Как известно, тепло- JQ изолирующие свойства любой жидкости намного ниже, чем у газов„

Вследствие этого темп протаивания мерзлой породы вокруг такой скважины будет слишком высок015

Целью изобретения является повыше- ние эффективности способа в условиях интервала избыточнольдистой мерзлоты,,

Изобретение позволяет в несколько раз уменьшить радиус таяния мерзлой 20 породы вокруг работающей скважины, исключить смятие конструкции скважины при обратном промерзании породы после j ее останова; реализация способа отли- чается простотой осуществления и не 25 требует сложного технологического обо- рудования„°

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе в условиях интервала избыточнольдистой мерзло- 30 ты, откачку замерзающей жидкости производят из кольцевого пространства, образовавшегося в результате таяния породы между наружным цементным коль

цом и мерзлой породой, предварительно дс ной основе. Примерно на эту же величинанеся на наружную поверхность цементного кольца слоя вещества, обладающего теплоизлучающей способностью не более 0,3 В качестве вещества, наносимого на поверхность цементного кольца, используют алюминиевую пудру или алюминиевую краску на водной основе,,

На чертеже изображена скважина в разрезе, подготовленная к реализации способа о

Конструкция скважины 1 состоит из трех колонн труб 2, заколонное пространство 3 которых заполнено цементом. За скважиной 1 в интервале избыточно- льдистой мерзлоты 4 имеется кольцевая щель 5, в которой помещено устройство 6 для откачки воды из щели 5. Устье скважины закрывается юбкой 7 с отверстиями 8, полностью охватывающей щель 5t

Мерзлая порода 60. м интервала представляет собой пески, сцементированные льдом, при этом общее объемное

ну уменьшится объем мерзлой породы за скважиной в результате таяния.

Следует заметить, что данный слой может быть образован и другими путя- 40 ми например, добавлением алюминие-; вой пудры при затворении цемента0

Устье скважины снабжают конической юбкой, полностью перекрывающей щель на поверхности земли, выполнен- 45 ными в ней сквозными вентиляционными отверстиями, расположенными в шахматном порядке, наглухо перекрываемыми в летнее время

После выстойки талой воды с- краской UQ в работу включают эрлифт и освобождают щель до минимального уровня воды в ней, В дальнейшем уровень талой воды поддерживают автоматическим включением эрлифтногоо

55

Формула изобретения

1 о Способ теплоизоляции скважин в зоне вечной мерзлоты, при котором осусодержание льда составляет окало 50-80%, a в некоторых его частях отмечены мощные приповерхностные пластовые льды.

При непрерывной работе газовой скважины в течение 6 мес„ трехколонной конструкции с температурой флюида вокруг нее происходит таяние породы на толщину не менее 100-200 мм Этого вполне достаточно для того, чтобы в образовавшееся кольцевое пространство, заполненное талой водой, беспрепятственно опустить до дна эрлифт- ное устройство для откачки водыс Лля того чтобы сформировать покрытие с малой степенью черноты на наружной поверхности цементного кольца, в талую воду перед ее откачкой заливали порцию алюминиевой краски на водной основе и выстаивали 6-12 ч„

Дозировка алюминиевой краски определяется с учетом объема талой воды, глубины интервала, концентрации краску, времени эксплуатации скважины и т0До, экспериментальным путем на объекте, исходя из уверенности в достаточной прочности слоя о

Например, для скважины, диаметр наружного цементного кольца которой равен 0, м, формирование на нем слоя краски толщиной не менее 1 мм потребует заливки в затрубье около 100 л 20% алюминиевой краски на водной основе. Примерно на эту же величину уменьшится объем мерзлой породы за скважиной в результате таяния.

Следует заметить, что данный слой может быть образован и другими путя- ми например, добавлением алюминие-; вой пудры при затворении цемента0

Устье скважины снабжают конической юбкой, полностью перекрывающей щель на поверхности земли, выполнен- ными в ней сквозными вентиляционными отверстиями, расположенными в шахматном порядке, наглухо перекрываемыми в летнее время

После выстойки талой воды с- краской в работу включают эрлифт и освобождают щель до минимального уровня воды в ней, В дальнейшем уровень талой воды поддерживают автоматическим включением эрлифтногоо

55

Формула изобретения

1 о Способ теплоизоляции скважин в зоне вечной мерзлоты, при котором осуществляют откачку замерзшей жидкости и создают теплоизоляционный слой за цементным кольцом скважины, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа в условиях интервала избыточнольдистой мерзлоты, откачку замерзающей жидкости производят из кольцевого пространства, образовавшегося в результате таяния породы между наружным цементным кольцом и мерзлой породой, пред

варительно нанеся на наружную поверхность цементного кольца слой вещества, обладающего теплоизлумающей способностью не более 0,3«

2 0 Способ поп01,отличаю- щ и и с я тем, что ,в качестве вещества, наносимого на поверхность цементного кольца, используют алюминиевую пудру или алюминиевую краску на водной основе о

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может гбыть использовано при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин в зоне вечной мерзлоты. Цель - повышение эффективности способа в ус ловиях интервала избыточнольдистой мерзлоты В способе откачку замерза- ющей жидкости производят из кольцевого пространства, образовавшегося в результате таяния породы между наружным цементным кольцом и мерзлой поро- дойо Предварительно наносят на наружную поверхность цементного кольца слой вещества, обладающего теплоизлу- чающей способностью не более 0,3. В качестве такого вещества используют алюминиевую пудру или алюминиевую крас ку на водной основе 1 з„ги ф-лы, 1 ил0

Воздел

вода