RU1816849C - Способ ликвидации асфальтосмолопарафиногидратных пробок в скважине - Google Patents

Abstract

Использование: нефтегазова  промышленность дл  очистки скважин от асфальтосмолопарафиногидратных отложений. Сущность изобретени : нагревательный элемент на кабеле опускают в скважину и заполн ют ее жидкостью, содержащей гид- рофобизирующие добавки. Формируют под сальниковым узлом оторочку из неньютоновской жидкости. Начальное напр жение сдвига неньютоновской жидкости определ ют из выражени  Т0 P(R-r)/2h, где Т0 начальное напр жение сдвига, Па; Р - избыточное давление в скважине в момент прорыва газа после разрушени  пробки, Па; R - радиус сальника, м; г - радиус кабел , м; h - высота сальника, м,

Description

Изобретение относитс  к нефтегазовой промышленности, а именно к способам очистки скважин.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности способа за счет исключени  прихвата кабел  при одновременном исключении выпадени  гидратов на стенки скважины после разрушени  пробки и повышени  безопасности.

Сущности изобретени  заключаетс  в следующем. В способе ликвидации АСПГО в скважине, включающем спуск в ствол на кабеле нагревательного устройства, герметизацию усть  скважины с помощью сальника , нагрев пробки нагревательным устройством и его передвижение по стволу скважины до полного разрушени  пробки, в качестве жидкости дл  заполнени  скважины используют жидкость, содержащую гид- рофобизирующие добавки. При этом под

сальником дополнительно формируют оторочку из неньютоновской жидкости дл  герметизации усть  скважины, температуру жидкости с гидрофобизирующими добавками поддерживают выше температуры замерзани  воды путем подбора удельного сопротивлени  кабел , а начальное напр жение сдвига неньютоновской жидкости определ етс  из выражени 

г p(g-r)

т°- 2h где Т0 - начальное сопр жение сдвига, Па;

Р - избыточное давление в скважине в момент прорыва газа после разрушени  пробки, Па;

R, r - радиусы сальника и кабел  соответственно; h - высота сальника, м.

Заполнение ствола скважины жидкостью , содержащей гидрофобизирующие добавки , обеспечивает формирование на

00

СЬ 00

N

ю

стенке скважины тонкой пленки, предотвращающей образование центров кристаллизации гидратов и, следовательно, их дальнейший рост, В качестве таких жидкостей можно использовать дизельное топливо + ПАВ, масло + ПАВ, нефть, содержащую активные компоненты, спирт, содержащий 1-4 атомов углерода и водорастворимый этоксилированный алкилфенол и т.п. Дл  предотвращени  приморозки кабел  в зоне вечномерзлотных пород температуру жидкости поддерживает выше 0°С путем ее подогрева кабелем. Дл  этого удельное сопротивление кабел  выбирают из следующих соображений. Количество тепла, выдел емое кабелем, должно обеспечивать положительную температуру на внутренней стенки скважины.

Запишем уравнение теплового потока через цилиндрическую стенку на единицу длины

Q 21 (tci - tea) m

Fan л ,п da и;

d2lnҐT

где di, da внутренний и наружный диаметры обсадной колонны соответственно, м;

tci, tc2 - температура на внутренней и наружной поверхности стенки соответственно , °С; Я - теплопроводность материала стенки, Вт/м°С.

Количество тепла, выдел емого в единицу времени при прохождении тока через кабель, определ етс  из выражени .

,

(3)

где р - удельное сопротивление кабел , Ом/м;

- сила тока, А.

Приравнива  (1) и (2) получим выражение дл  выбора удельного сопротивлени  кабел ,

2A(tdi -tc2)

- d2,nЈ,

Формируема  под сальником оторочка служит дл  предотвращени  прорыва газа в момент разрушени  пробки в зазор между сальником и кабел . Дл  этого используютс  жидкости, обладающие начальным напр жением сдвига (т0). которое может определ тьс  на стандартных реовиекози- метрах. В качестве таких жидкостей можно примен ть консистентные смазки, растворы полиизобутилена в углеводородных растворител х , растворы синтетических полимеров, а также смазки с наполнителем (например, из резиновой крошки). Наличие этих жидкостей обеспечивает их движение только после приложени  определенных на

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

грузок. В противном случае они не двигаютс  и могут выполн ть роль затвора.

Подбор жидкостей осуществл етс  следующим образом. Рассмотрим равновесие жидкости в зазоре между сальником и кабелем .

Нагрузка на жидкость определ етс  из выражени 

G Р )..(4)

Сила сопротивлени  дл  неньютоновской жидкости - . F Г02л- (R+r)h.(5)

При равенстве (т.е. при отсутствии движени )

G F; Р зг (RV) Г0 2 w(R+ r)h, (6) отсюда

.:: W

Выбор жидкости с таким г0 обеспечивает надежную герметизацию усть  скважины в момент прорыва газа после разрушени  пробки.; .

Способ осуществл етс  следующим образом .

Скважина, содержаща  пробку, снабжаетс  устьевым оборудованием, позвол ющим производить спускоподьемные Операции с нагревательным устройством под давлением и подачи энергии к нему. Затем в скважину спускаетс  нагревательное устройство и закачиваетс  жидкость, содержаща  гйдрофобизирующие добавки (нефть). При этом верхний уровень жидкости должен находитьс  между центральной задвижкой выше бокового ответвлени  тройника и сальниковым узлом. Затем между центральной задвижкой выше бокового ответвлени  тройника от верхнего уровн  жидкости до точки входа кабел  .в сальниковое устройство формируетс  оторочка из неньютоновской жидкости с начальным напр жением сдвига. К одной из выкидных линий устьевой арматуры подсоедин етс  цементировочный агрегат дл  пополнени  скважины. Нагревательное устройство подводитьс  к пробке и на него подаетс  напр жение . По мере разрушени  пробки от тепла нагревательное устройство спускаетс  по стволу скважины. Жидкость продвигаетс  вместе с ним, С цементированного агрегата производитс  долив жидкости. При этом оторочка остаетс  на месте.

В момент разрушени  пробки прорывающийс  газ прижимает оторочку к сальнику, происходит уплотнение 1азора между сальником и кабелем и сохран етс  герметизаци  скважины. После уравновешивани  пластового давлени  нагревательное устройство извлекаетс  из скважины и ее перевод т в режим нормальной эксплуатации.

Пример конкретной реализации способа:

а) выбор удельного сопротивлени  кабел .

Исходные данные

Лцемент 0,9 Вт/мтрад,1 tci 1°С; tc2 -1°С; di 0,175 м: d2 0,210 м; I 50 А,

Подставл   эти данные в (3), получим 2-0,9-2

0,210 In

0,210

2500

ОТТТБ

0,038 Ом/м.

Таким образом можно использовать стандартные геофизические кабели, у которых сопротивление (в зависимости от марки ) варьируетс  в пределах от 0,011 до 0,045 Ом/м

б) выбор жидкости

Исходные данные: R 6.5 мм; г 6.3 мм; Р 0,2 108Па; h 1500 мм.

Подставл   эти данные в (7), получим

г -0,2

То - ---

108 0,2

1.3 10J Па.

2 1500

Измерени  на приборе Воларовича с коаксиальными цилиндрами показали, что смазка солидол с резиновой крошкой размером 0,01-0,5 мм и концентрацией 8 10 обладает т0 4 10 Па и может быть использована дл  осуществлени  способа.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет повысить эффективность и без- ,, опасность при проведении работ по удалению АСПГЛ из скважин.

0

.5

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ ликвидации асфальтосмолопа- рафиногидратных пробок в скважине, вклю- чающий спуск в скважину на кабеле нагревательного устройства до поверхности пробки, заполнение скважины до усть  жидкостью , герметизацию усть  скважины сальниковым узлом. нагрев пробки нагревательным устройством и его продвижение по скважине до полного разрушени  пробки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  его эффективности за счет исключени  прихвата кабел  при одновременном исключении выпадени  гидратов на стенки скважины после разрушени  пробки и повышени  безопасности, в качестве жидкости дл  заполнени  скважины используют жидкость, содержащую гидрофобизирующие добавки, при этом под сальником дополнительно формируют оторочку из неньютонрвской жидкости дл  герметизации усть  скважины, температуру жидкости с гидрофобизирующими добавками поддерживают выше температуры замерзани  воды, путем подбора удельного сопротивлени  кабел , а начальное напр жение сдвига неньютоновской жидкости определ ют из выражени 

   TO - P(R-r)/2h, где Т0 - начальное напр жение сдвига, Па;

   Р - избыточное давление в скважине в момент прорыва газа после разрушени  пробки Па;

   R - радиус сальника, м:

   г - радиус кабел , м;

   h - высота сальника, м.