SU927984A1 - Конструкци скважины дл закачки в пласт теплоносител - Google Patents

Description

(5) КОНСТРУКЦИЯ СКВАЖИНЫ ДЛЯ ЗАКАЧКИ В ПЛАСТ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

I

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности, точнее к области теплового воздействи  на нефт ные пласты.

Известна конструкци  скважины, содержаща  обсадную колонну и нагнетательную колонку с пакером и  корем, в которой межколонное пространство заполнено слдботеплопроводным газом 1 .

Однако газы проницаемы дл  теплового излучени , а этот вид теплопередачи становитс  превалирующим при закачке высокотемпературных теплоносителей , и защита обсадной колонны не обеспечиваетс , нар ду с тем, что резко возрастают потери тепла.

Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому  вл етс  конструкци  скважины дл  закачки в пласт теплоносител , содержаща  обсадную колонну и нагнетательную колонну с пакером и  корем, в кольцевом про-/

странстве между которыми размещен теплозащитный материал 21.

Однако, вследствие того, что меЖколонное рассто ние мало (несколько сантиметров), т.е. мала толщина сло  теплозаи итного материала, fio длительность действи  эффекта теплоизол ции незначительна, по сравне нию с продолжительностью процесса закачки в пласт теплоносител , измер емой годами, особенно при закачке высокотемпературных теплоносителей .

Таким образом, предлагаема  конструкци  характеризуетс  низкой эффективностью тепловой защиты обсадной колонны и значительными потер ми тепла при закачке в пласт высокотемпературного теплоносител  .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности тепловой защиты обсадной колонны и уменьшение тепловых потерь теплоносител .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в нагнетательной колонне вдоль ее образующей выполнены щелевые прорези, в качестве теплозащитного материала используют гранулированный материал с высокой сорбционной активностью, пропитанный сублиматом с температурой газификации ниже температуры теплоносител  при давлении его нагнетани , а также тем, что в качестве теплоизол ционного материала используют, например, природный цеолит или дробленый фа нс.

На фиг. I показана конструкци  скважины, общий вид; разрез; на фиг. 2 - кривые зависимости упругости паров (газов сублимата от температуры; на фиг. 3 - участок конструкции скважины со схематичным по снением ее работы.

Конструкци  скважины содержит обсадную колонну 1 с колонным фланцем 2, на котором установлена крестовина 3.

На крестовине 3 установлен фланец k с уплотнитеЛьным узлом 5, через который пропущена нагнетательна  колонна 6, укрепленна  в скважине  корем 7 и снабженна  пакером 8.

В нагнетательной колонне выполнены вдоль ее образующей щелевые прорези 9 на устье скважины нагнетательна  колонна соединена с паропроводом 10 при помощи тройника t1 и шарнирjHoro устройства t2, служащего дл  компенсации теплового удлинени  нагнетательной колонны.

Пространство между нагнетательной и обсадной колоннами заполнено теплоаацитным материалом, а именно гранулированным природным цеолитом или дробленый фа нсом 13, пропитанными сублиматом с температурой газификации ниже температуры теплоносител  прк давлении его нагнетани . При помощи отвода И крестовины межколонное пространство соединено с источником подачи сублимата, например с дозаторным устройством. На другом отводе 15 крестовины, имеющем св зь с межколонным пространством, установлен концевой манометр 1б.

В качестве сублимата могут быть использованы карбаминат аммони  (№l4CO(2NHfj) или диметилмочевина (CHjNHjCOi NHCII I), или нафталин () или хлорид аммони  (№цС1 ) .

Щелевые прорези в нагнетательной колонне выполн ютс  длиной не более 1,5-2,0 диаметра нагнетательной колоны , шириной 1-2 мм и на рассто нии 8-10 м друг от друга по длине колонны , т.е. из услови  сохранени  ее устойчивости в скважине.

Диаметр гранул природного цеолита или частиц дробленого фа нсового черепа должен быть не менее 1,,0 ширины щелевых прорезей дл  предотврщени  их попадани  в нагнетательную колонну.

Кривые зависимости упругости паров (газов) сублимата от температуры (фиг.2); карбаминат аммони  17, диметилмочевина 18, нафталин 19, хлори аммони  20. Эти графики позвол ют выбрать тот или иной вид сублимата из услови , что температура его газификации должна быть ниже температуры теплоносител  при давлении его нагнетани . Так, если в качестве теплоносител  примен етс  вод ной пар с температурой 350°С и давлением 1бО кГс/см, то из кривых 17 и 18 на фиг. 2 следует, что в качестве сублимата можно использовать карбаминат аммони  (крива  17) или диметилмочевину (крива  18). В этом случае при температуре теплоносител  350°С давление паров (газов карбамината аммони  и диметилмочевины выше 1бО кГс/с т.е. обеспечиваетс  газификаци  сублимата.

Пунктирными лини ми (фиг.З) обозначено условное положение цилиндрической поверхности (фронта газификации сублимата вокруг нагнетательной колонны 6 при течении внутри нее теплоносител , а криволинейными стрелками - поток газообразных продуктов сублимата. Направление движени  теплоносител  в нагнетательной колонне показано осевыми стрелками .

Уменьшение потерь тепла и повышение эффективности тепловой защиты обсадной колонны в данной конструкции скважины обеспечиваетс  следующим образом.

Закачиваемый в пласт теплоноситель , например, вод ной пар, по паропроводу 10 поступает через шарнирное устройство 12 и тройник 11 в нагнетательную колонну 6 и далее в пласт.

Нагнетательна  колонна 6 при этом разогреваетс  и передает тепловую энергию путем излучени  и теплопроводности в окружающий ее гранулированнь и природный цеолит или дробленый фа нс 13, пропитанный сублиматом с температурой газификации ниже температуры теплоносител .

Сублимат транспортирует воспринимаемую тепловую энергию в энергию фазового перехода, т.е. газифицируетс . Так как при этом развиваетс  давление, которое несколько выше давлени  внутри нагнетательной колонны 6, то продукты газификации сублимата образуют вокруг нее газовый поток, направленный противоположно пртоку тепла от стенок нагнетательной колонны.

Газовцй противоток устремл етс  по межгранул рному пространству вначале в направлении поверхности нагнетательной колонны 6, а зат«м через щелевые прорези 9 - внутрь нагнетательной колонны 6.

Фазовый переход сублимата потребл ет значительное количество теппа, которое при отсутствии его передавалось бы обсадной колонне 1, вызвав в ней опасные напр жени , а движение газообразных продуктов между гранулами 13 обеспечивает их охлаждение. Кроме того, указанные компоненты тепла, которые в отсутствие сублимата были бы потер ны, в данной конструкции возвращаютс  в поток теплоносител . Этим объ сн етс  уменьшение потерь тепла и повышение эффективности тепловой защиты обсадной колонны по сравнению с аналогичными известными техническими решени ми.

Восполнение испар ющегос  сублимата в межколонном пространстве осуществл етс  при помощи отвода k крестовины 3 соединенного с источником подачи сублимата.

При этом дл  удобства подачи сублимата насосом сублимат можно использовать в виде расплава или раствора (карбамината аммони , диметилмочевины и хлорида аммони  - в воде а нафталина - в жидких углеводородах например в нефти).

Потребный расход подаваемого сублимата должен быть равным расходу

его, обусловливаемому гафизикацией. При этом подаваемый сублимат равномерно распредел етс  в межколонном пространстве, что обеспечиваетс  высокой сорбционной активностью микро перистых гранул природного цеолита или частиц дробленого фа нсового черепа.

Экономический эффект от использовани  данной конструкции скважины дл  закачки в пласт теплоносител  имеет пор док 100 тыс.руб. из расчета на одну скважину в год.

IS

Claims (2)

1.Конструкци  скважины дл  закачки е- пласт теплоносител , содержаща 

обсадную колонну и нагнетательную, колонну с пакером и  корем, в кольцевом пространстве между которыми размещей теплозащитный материал, отличающа с  тем г что, с целью повышени  эффективности тепловой защиты обсадной колонны и уменьшени  тепловых потерь теплоносител , в нагнетательной колсжне вдоль ее образующей выполнены щелевые прорези, в качестве теплозащитного материала используют гранулированный материал с высокой сорбционной активностью, пропитанный сублиматом с температурой газификации ниже температуры теплоносител  при давлении его нагнетани . .

2.Конструкци  скважины дл  закачки в пласт теплоносител  по п.1, отличающа с  тем, что в

(качестве теплоизол ционного материала используют например, природный цеолит или дробленый фа нс.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Люри И.В. и др. Оборудование дл  добычи нефти при паротепловом воздействии на пласт. М., Недра,

979, с. 152-155.

2.Патент США ,

кл. 166/303 опублик. 19бЭ (прототип . seo Ш 7ffO gffff