Способ ликвидации газогидратных отложений в скважине

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 137379 (51) 4 E 21 В 37 06

ВСГ:" ""

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4090437/22-03 (22) 14.07.86 (46) 15.02.88. Бюл. М 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) Н. Ш. Шайхуллин, Ю. А. Перемышцев, Д. А. Лепсверидзе и С. Г. Плот" ницкий (53) 622.245.51(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 390257, кл, Е 21 В 43/ОО, 1970.

Бабенко И. Ф. и др. Ликвидация гидратных пробок в стволах газовых скважин. - Газовая промышленность, 1967, В 3, с. 19-21, (54) СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ГАЗОГИДРАТНЪ|Х

ОТЛОЖЕНИЙ В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к газодобывающей и геолого-разведочной промтям и предназначено для подземных ремонтных работ. Цель изббретения повышение эффективности процесса ликвидации газогидратных отложений в скважине за счет создания условий для полного разложения газовых гид" ратов в кольцевом пространстве скважины ° Осуществляют механическое и тепловое разрушение газогидратных отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором и постепенным увеличением глубины подачи раствора в скважине. Одновременно с механическим и тепловым paspyшением газогидратных отложений производят контроль выхода газа иэ кольцевого пространства скважины ° При выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушения гаэогидратных отложений фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращения выхода газа из кольцевого пространства. После чего процесс периодически повторяют. В качестве параметра самопроизвольного изменения технологического процесса используют увеличение массы штанг или снижение давления нагнетания раствора, или прекращение выхода раствора из насосно- компрессорных труб. 3 э.п. ф-лы, 13 ил.

1373795

Изобретение относится к газодобывающей и геолого-разведочной от" раслям промышленности и предназна-. чено для подземных ремонтных работ, в частности для ликвидации гидратных пробок в газовых скважинах.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса ликвидации гаэогидратных отложений в скважине за счет создания условий для полного разложения газовых гидратов в кольцевом пространстве скважины.

Способ ликвидации гаэогидратных 15 отложений в скважине включает меха30

40 ническое и тепловое разрушение газогидратных отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором с постепенным увеличением глу- 20 бины подачи раствора в скважине, при этом одновременно с механическим и тепловым разрушением гаэогидратных отложений производят контроль выхода газа из кольцевого пространства скважины и при выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушения газогидратных отложений, фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращения выхода газа из кольцевого пространства, после чего процесс периодически повторяют, а в качестве параметра самопроизвольного изменения технологического процесса используют увеличение массы штанг или снижение давления нагнетания раствора, или прекращение выхода раствора из насосно-компрессорных труб.

На фиг. 1-3 изображены различные стадии разрушения гидратных отложений большой мощности; на фиг. 4-8— различные стадии разрушения гидратных отложений, имеющих патронный 4 (локальный) характер и характеризующихся небольшой мощностью отдельных пробок; на фиг. 9-13 - окончание процесса разрушения гидратных отложений в скважине.

Способ осуществляют следующим образом.

В газовую скважину 1, закрепленную обсадной колонной 2 диаметром

ll4 мм> в которую опущена лифтовая колонна НКТ 3 диаметром 72 мм, для ликвидации гаэогидратных отложений

4, заполняющих НКТ, и гидратных отложений 5, заполняющих кольцевое пространство, образованное колонной

2 обсадных труб и колонной НКТ 3, в интервале 200-700 м на штангах 6 диаметром 42 мм спускают долото 7.

При достижении долотом 7 поверхности газогидратных отложений 4 через внутреннюю полость штанг 6 начинают эакачивать нагретую до 60 С промывочную жидкость и осуществляют непрерывную ее циркуляцию. Одновременно нагружают частью веса штанг 6 долото 7 и вращают его вокруг оси скважины. В результате осуществления этих операций происходит термомеханическое разрушение поверхностных слоев гидратных отложений. Как показывает практика проведения аналогичных работ, скорость разрушения гаэогидратных отложений зависит от

1 конкретных условий (температура, давление в скважине, наличие тех или иных включений в газогидратных отложениях, а также параметры технологического режима разрушения газогидратных отложений). В данном случае скорость проходки газогидратной пробки в НКТ составляет 20 м/ч, Одновременно с разрушением гидратной пробки происходит прогрев кольцевого пространства до температуры выше равновесной температуры гидратообразования, при которой происходит разложение газовых гидратов °

Процесс передачи тепла требует значительного времени, поэтому при раэрушении первых метров гидратных отложений в НКТ гидраты в кольцевом пространстве не разлагаются. Через

1,5 — 2,0 ч температура в кольцевом пространстве становится выше равновесной и начинается бурное разложе" ние гидратов в кольцевом пространстве. Через обвяэку 8 устья скважины газ из кольцевого пространства поступает в контрольное устройство 9, при выходе из которого поджигается, что позволяет производить визуальный контроль эа разложением гидратов в кольцевом пространстве по горящему факелу 10. Как только газ начинает выходить иэ кольцевого пространства, подачу долота в скважину прекращают, продолжая нагнетать в скважину нагретую промывочную жидкость. Процесс разложения гидратов в НКТ под действием нагнетаемой жидкости продолжается. Ввиду того, что глубина подачи промывочной жидкости в сква1373795

35 жину фиксирована, этот процесс по мере удаления поверхности гидратных отложений от долота затухает и останавливается на некотором расстоя5 нии от долота (фиг. 2). В кольцевом пространстве продолжается разложение гидратов под действием поступающего в скважину тепла до тех пор, пока поверхности гидратных пробок в кольцевом пространстве и в НКТ не окажутся примерно на одном уровне. В этот момент разложение гидра" тов в кольцевом пространстве прекращается, газ иэ кольцевого простран- 15 ства перестает поступать на поверхность, что фиксируется контрольным устройством 9 и по факелу 10.

По прекращению выхода газа иэ кольцевого пространства долото опускают на поверхность гидратной пробки в НКТ (фиг. 3) и повторяют весь цикл.

При скорости разложения гидратных пробок в НКТ 20 м/ч и времени, необ- 25 ходимом для прогрева кольцевого пространства до температуры выше равно весной температуры гидратообраэования, равной примерно 1,5-2,0 ч, за один цикл разрушают 30-40 м гидратной пробки в скважине. При времени разрушения гидратов в кольцевом пространстве, равном двум часам, скорость разрушения гидратов в скважине составляет примерно 10 м/ч.

Таким образом, на полную ликвидацию гидратной пробки в НКТ и в кольцевом пространстве мощностью

500 м требуется 50 ч (немногим более двух суток), 40

На ликвидацию газогидратной пробки мощностью 100-200 м при использовании известного метода затрачивают 5-6 мес. На практике встречаются случаи, когда гаэогидратные

45 отложения заполняют ствол скважины локальными участками, при разбуривании которых кольцевое пространство не успевает прогреваться до температуры, превышающей равновесную температуру гидратообразования. В этих случаях при дальнейшем опускании долота после разрушения локаль" ной пробки в НКТ процесс разложения гидратов в кольцевом пространстве

«55 может так и не начаться иэ-за быстро" го удаления точки подачи нагретой промывочной жидкости от поверхности гидратной пробки в кольцевом пространстве ° Поэтому при осуществлении процесса разрушения гидратных отложений в скважине контролируют основные технологические параметры разрушения газовых гидратов в НКТ. К этим параметрам относятся: масса штанг, давление нагнетания промывочной жидкости в скважине, скорость выхода циркулирующей жидкости иэ скважины. Так как в газовых скважинах пространство между локальными гидратными пробками заполнено газом (или водой), то при окончании разрушения локальной пробки наблюдается самопроизвольное изменение значений одного или сразу нескольких технологических параметров: самопроизвольное увеличение массы штанг (вследствие "проваливания" бурильного инструмента), самопроизвольное уменьшение давления нагнетания промывочного раствора в скважину и самопроизвольная временная потеря циркуляции промывочной жидкости (вследствие заполнения ее полости НКТ между соседними гаэогидратными пробками).

Последовательность ликвидации локальных гаэогидратных пробок с помощью предлагаемого способа изображена на фиг. 4-8. Начало ликвидации первой локальной пробки (фиг. 4) не отличается от начала ликвидации сплошной гаэогидратной пробки боль" шой мощности (фиг, 1), При мощности локальной гаэогидратной пробки 10 м и скорости разрушения пробки внутри

НКТ 20 м/ч на разрушение первой локальной пробки потребуется 0,5 ч, 3а зто время кольцевое пространство не успевает прогреться до температуры, превышающей равновесную гидратообразования, поэтому процесс разложения газовых гидратов в кольцевом пространстве еще не начнется и гаэ выделяться не будет. Вместе с тем необходимо фиксировать глубину подачи нагретой промывочной жидкости для обеспечения максимальной передачи тепла от теплоносителя в кольцевое пространство. Сигналом для фиксирования глубины подачи нагретой жидкости в этом случае служит самопроизвольное изменение величины одного или нескольких технологических параметров, которые контролируют в процессе разрушения гидратной пробки. При окончании раэбури1373795 вания локальной пробки (фиг. 5) вследствие исчезновения реакции забоя самопроизвольно возрастает мас" са штанг, спущенных в НКТ. Так как пространство между соседними пробка" ми может оказаться заполненным гаэом, то промывочная жидкость, заполняя полость в НКТ, устремится вниз, что вызовет самопроизвольное снижение давления нагнетания .и самопроизвольную временную потерю циркуляции.

На фиг. 5 изображен момент "внезапного" провала долота и заполнения полости в НКТ между гидратными пробками промывочной жидкостью. Как уже отмечалось, при самопроизвольном изменении одного или нескольких технологических параметров разрушения гидратной пробки глубину подачи на- 2р гретой промывочной жидкости фиксируют и продолжают прогревать кольцевое пространство циркулирующей жидкостью.

Через 1,5-2,0 ч после начала буре" ния гидратной пробки температура в кольцевом пространстве превысит равновесную температуру гидратообраэования, гидраты начнут разлагаться и из кольцевого пространства на устье скважины будет выделяться газ, который фиксируется устройством 9 и по факелу 10 (фиг. 6), Окончание про" цесса разложения гидратов в кольцевом пространстве определяется по прекращению выделения из кольцевого пространства (фиг, 7) газа, после

35 чего долото опускают на поверхность следующей гидратной пробки в НКТ (фиг. 8) и весь цикл разрушения гидратной пробки в скважине повторяют.

Окончание процесса ликвидации гидратных отложений в скважине показано на фиг. 9-13.

Этапы разрушения последнего участка гаэогидратных отложений в скважи45 не в большинстве своем сходны с этапами разрушения локальной гидратной пробки: это первый этап разрушения пробки в НКТ (сравните фиг. 9 и фиг. 4); второй этап, характеризующийся самопроизвольным изменением значения параметров процесса разрушения гидратной пробки в НКТ и фик" сированием глубины подачи нагретой промывочной жидкости (сравните фиг, 10 и фиг. 5); третий этап — цир- 55 куляция нагретой промывочной жидкости в НКТ и разложение гидратных отложений в кольцевом пространстве (сравните фиг. 11 и фиг. 6). После окончания разложения гидратов в кольцевом пространстве (фиг. 12) кольцевое пространство, образованное штангами и НКТ, герметиэируют (на фиг. 13 герметизация указанного кольцевого пространства отмечена условно позицией ll) и восстанавливают циркуляцию через кольцевое пространство, образованное НКТ и обсадной колонной. формула изобретения

1 ° Способ ликвидации газогидратных отложений в скважине, включающий механическое разрушение газогидрат" ных отложений разрушающим инструментом и тепловое разложение отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором с постепенным увеличением глубины подачи раствора в скважине, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса ликвидации газогидратных отложений в скважине за счет создания условий для полного разложения газовых гидратов в кольцевом пространстве скважины, одновременно с механическим и тепловым разрушением гаэогидратных отложений производят контроль выхода газа иэ кольцевого пространства скважины и при выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушения газогидратных отложений фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращения выхода газа из кольцевого пространства скважины, после чего процесс периодически повторяют, 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве параметра изменения технологического процесса используют увеличение веса штанг.

3, Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве параметра самопроизвольного изменения технологического процесса используют снижение давления нагнетания раствора °

4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве параметра самопроизвольного изменения технологического процесса ис" пользуют прекращение выхода раствора из насосно-компрессорных труб.

1373795

Фиг.2

1373795

Фиа8

1373795 ему

Составитель В, Борискина

Редактор Н. Слободяник Техред М.Ходанич Корректор А. Зимокосов

Заказ 542/24 Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4