Способ теплоизоляции нагнетательной колонны в скважине Советский патент 1982 года по МПК E21B43/24 

I

- . ..

Изобретение относится к нефтедо& 1 , вающей промышленности, в частности к тепловым методам добычи нефти.

Известен способ теш1оизол шии, вклю-. чающий нанесение теплоизоляционного слоя на трубы до спуска их в скважину Ci .

Недостатхами этого способа являются невозможность его применения с увеличением глубин скважин из-за нарушений слоя при спуске колонн, потери тепла в скважине, создающиеся сразу после подачи теплоносителя вследствие линейного удлинения элементов колонны и образования неизолированных зазоров . (разрушение покрытия).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, включающий закачку смеси теплоизоляционного материала с водой в кольцевое пространство скважины и удаление воды из смеси 2 .

Н достатхи известного способа аеакточаются в его низкой эффективноств, так

как офазуется теплоизоляционное покрытие небол1эшой толщины, необходимость значительных тепловых затрат на выпаривание жшхкости-носителя, длительность процесса выпаривания, неравномерность удаления жидкости-носителя и распределения теплоизоляционного материала в кольцевом зазоре стенки обсадной колонны - нагнетательная колонна при большой скорости испарения жв

10 кости-носителя.

Цель изобретения - повышение эффективности теплоизоляции путем увеличения слоя теплоизоляционного материала

15 в кольцевом пространстве.

Поставленная цель достигается reMt что согласно способу в качестве теплоизол$щионного материала используют ненабухающий в воде или даже не гигро %

20 скопичный материал, а удаление воды из смеси осуществляют путем отфильтровыванвя на устье скважины и продавкв смесв газом через колыхевое простравсти во скбансины, а также тем, что подачу газа осуществляют импульсно. На фиг. 1 изображена схема устройства реализующего предлагаемый способ на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения фильтра. Способ теплоизоляционной нагнетател ной колонны в скважине может быть осуществлен в устройстве, содержащим фильтрационную перегородку 1 с отверстйями 2, монтируемую посредством внут ренней и наружной, одинаковых по шагу и заходу резьб на муфтах 3 обсадной и 4 нагнетательной 5 колонн. Отверстия 6 в нагнетательной колонне расположены над клапаном 7 установленным в гнезд нагнетательйой колонны на одной глубине с пакером или цементным мостом 8, располагаемым выше продуктивного горизонта 9. На устье обсадной колонны 10 устанавливается колрнная головка 1 с манометром 12 и сливным патрубком. На фиг. 2 и 3 показаны варианты устройства, отличающиеся тем, что они выполнены в форме цилиндрических камер над устьем скважины. Фильтрационная перегородка 1 с отверстиями 2 в ее стенках выполнена цилиндрической фо мы, из разъемных элементов (по вертикальной - в варианте фиг. 2 и по вертикальной и горизонтальной плоскости - в варианте фиг. 3), что увеличивает площадь отфильтровьшания. Колонная головка 11 в вариантах выполнения по фиг. и фиг. 3 является внешней, отделяющей перфорированную головку от атмосферы и сообщающей последнюю с перфорированной головкой сливным патрубком для водоотведения. Зазоры между перфорированной и обрамляющей колонной головками -.15-20 мм. Зазор по контакту фланцевых соединения с периметром нагнетательной колонны не требует до полнительной герметизации, так как выполняется меньшим размера отверстий в cfeHKax перфорированных головок, и по существу выполняет ту же роль. Надустьевое расположение перфорированного элемента в форме головки предопределяет не только возможность излива отделяющейся еоды из скважины, но к возможность контроля за работой устройства, его профилактику. Способ теплоизоляции осуществляется . следующим образом. Смесь теплоизоляционного материала С водой посредством насосов (закачивают через нагнетательную колонну 5, отверстия 6 над клапаном 7 и мостом или пакером 8, расположенным выше продуктивного пласта 9 в кольцевое пространство скважины. Жидкость-носитель, в данном случае воду, выделяющуюся через фильтрационную перегдродку 1 и отвод на колонной головке 11, сбрасывают в мерники или иные емкости. Способ пригоден для заполнения кольцевого пространства скважины теплоизоляционным материалом, не набухающим в воде или даже не гигроскопичным. К таким материалам следует отнести базальтовое волокно (гигроскопичность не более 1%). Весьма соответствует этому . .критерию вермикулит и др. материалы, упомянутые ниже. Существенным для реализации предлагаемого способа является способность материала, заканчиваемого в скважину, не создавать значительного снижения проницаемости при формировании фильтра- ,. ционного осадка.С этой точки зрения наиболее приемлемы стекловолокно, базальтовое волокно, вермикулит, асбест и т.п. Пульпы этих материалов в водной среде представляют собой нестабилизи- рованные системы, характеризующиеся высокими скоростями нестационарной фильтрации. При отфильтровывании воды в процессе закачки смеси теплоизоляционного материала и воды создается наиболее компактное заполнение кольцевого пространства теплоизоляционным материалом, т.е. устраняются по высоте пространствй линзы (пачки) водной среды, заменяемые собственно теплоизоляционным материалом. Заключительная часть процесса - удаление остаточной воды путем продавки ее газом через кольцевое пространство скважины. Заключительная стадия способа, включающая закачку газа (воздуха), сопровождается вначале продолжением собственно отфильтровывания воды, а затем - выделением из кольцевого пространства аэрир.ованной воды, и в заключении - прак-. тически сухого газа (воздуха). В случае снижения скорости отфилЕзтровьшания и сохранения высокого давления на стоянке нагнетательной линии снижают это давление до минимума, на что требуется от 0,5 до 2 мин. Это позволяет нарушить ориентированное, компактное расположение частиц материала смеси на деталях устройства. Импульсная подача газа за счет кратковременного отключения компрессора в

Целом обеспечивает увеличение скороотк отфильтровывания воды из смеси.

По окончании прсщесса заполнения кольцевого пространства скважвны теплоизоляционным материалом и отделения воды специальная головка демонтируется с устья скважины и вместо нее ставится стандартная. Для сохранения ксньшактности распределения теплоизоляционного материала в кольцевш4 пространсои . ве скважины в стандартную головку вмонтируют по плоскости ее фланца профилактическую перфорированную перегорошсу (фиг. 1).

Процесс по предлагаемому спосо заполнения теплоизоляционным материалом скважины занимает времени не более 2 сут, в то время как при использованки способов с выпариванием - не менее 7 сут. Формула изобретения

1. Способ теплоизоляции нагнетательной колонны в скважине, включающий

закачку смеси теплоизоляционного материала с водой в кольцевое пространств, во скважины и удаление воды из смесн, отличающийся тем, что, с

целью повышения эффективности тепл(у изоляции путем увеличения слоя теплоизоляционного материала в кольцевом пространстве, в качестве теплоизоляционного материала используют ненабуха

ющий в воде материал, а удаление ворол из смеси осуществляют путем отфильтро вывания на устье скважины и продавки смеси газом через кольцевое пространст во скважшы.

2. Способ по пЛ, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что поДачу газа осуществляют импульсно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 1965342,

кл. 5 А 43/24, 1977.

2. Патент США N 3664424, кл. 166-ЗОЗ, 1972 (Прототип). Р ffm HOtffemeTfe/tHov

фуг. f ф1/г.Е Фог.З