Способ защиты подземного оборудования газовой скважины от коррозии

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Целью изобретения является упрощение и удешевление способа за счет использования нетоксичного и недефицитного сырья для создания защитной среды. Для этого удаление из межтрубного пространства природного газа с кислыми компонентами осуществляется последовательной закачкой буферной жидкости и осушенного атмосферного воздуха. Герметизацию межтрубного пространства осуществляют в момент появления ингредиентов воздуха в природном газе, выходящем из скважины через подъемные трубы. Причем в качестве определяемого ингредиента используют кислород воздуха, а его наличие определяют посредством индигокармина. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в газодобывающей промышленности для защиты подземного оборудования газовых скважин на месторождениях с наличием в газе сероводорода, диоксида углерода и других кислых компонентов. Известен способ защиты подземного оборудования газовой скважины от коррозии, в котором после закачки ингибитора в продуктивный пласт в межтрубное пространство закачивают и очищенный от кислых компонентов и влаги природный газ до достижения в нижней части межтрубного пространства давления, равного или большего пластового, после чего межтрубное пространство на устье скважины герметизируют. Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходимо иметь специальную транспортабельную установку для очистки и осушки природного газа, либо временный газопровод для доставки на скважину сухого и очищенного от кислых компонентов природного газа с газоперерабатывающего завода, что связано с большими затратами. Кроме того, для создания защитной среды используется сырье очищенный и осушенный природный газ который мог бы быть подан потребителям. Недостатком его можно считать также и то, что момент герметизации межтрубного пространства определяют лишь расчетным путем, а неточность приводит либо к неполной замене неочищенного природного газа и возможной коррозии труб, либо к перерасходу сухого и очищенного газа. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ защиты подземного оборудования газовой скважины от коррозии, включающий удаление влаги и кислых компонентов из природного газа путем ввода в межтрубное пространство раствора абсорбента и осушителя, причем с последней частью этого раствора вводят индикатор, появление которого в природном газе, выходящем из скважины через насосно-компрессорные трубы, является сигналом для выполнения герметизации межтрубного пространства на устье скважины. Недостатком известного способа является необходимость применения дорогих фондируемых химреагентов типа моноэтаноламин (МЭА), диэтаноламин (ДЭА), метилдиэтаноламин (МДЭА), диэтиленгликоль (ДЭГ), работа с которыми требует выполнения необходимых мер техники безопасности из-за их токсичности. Кроме того, для условий месторождений с падающей добычей, когда себестоимость добываемого газа возрастает, то получается крайне нежелательная ситуация природный газ, на очистку которого уже затрачены определенные средства, сохраняется без использования в межтрубном пространстве скважин, тогда как при измененной технологии он может быть подан потребителю. Целью изобретения является упрощение, удешевление способа за счет использования нетоксичного и недефицитного сырья для создания защитной среды в межтрубном пространстве газовой скважины, более полная добыча газа, снижение необходимых требований техники безопасности путем применения нетоксичных компонентов. Достигается это тем, что удаление из межтрубного пространства агрессивных компонентов и влаги вместе с природным газом производят закачкой буферной жидкости, затем закачивают индикатор, причем в качестве индикатора используют осушенный атмосферный воздух, а начало осуществления герметизации определяют моментом появления одного из компонентов осушенного атмосферного воздуха в природном газе, выходящем из скважины через подъемные трубы, причем в качестве определяемого ингредиента используют кислород воздуха, а его наличие определяют индигокармином. Сущность изобретения заключается в следующем. Известно, что в атмосферном воздухе коррозия металлов происходит только при наличии влаги. Однако при закачке в межтрубное пространство осушенного атмосферного воздуха наружная поверхность насосно-компрессорных труб и внутренняя поверхность обсадных труб надежно защищены от коррозии, тем более, что неочищенный природный газ с кислыми компонентами и влагой удаляется из межтрубного пространства закачкой необходимого объема буферной жидкости. В результате лабораторных и промысловых исследований установлено, что при закачке в межтрубное пространство достаточного объема буферной жидкости происходит вытеснение размещенного там неочищенного природного газа, причем равномерно и по всему сечению межтрубного пространства. В качестве буферной жидкости может быть использован и раствор ингибитора для закачки в пласт. Сразу же после закачки буферной жидкости начинают закачивать осушенный атмосферный воздух, причем при давлении, равном или большем давления закачки жидкости. Появление ингредиентов воздуха в природном газе, выходящем из скважины через подъемные трубы, означает полноту замещения в межтрубном пространстве природного газа с агрессивными компонентами защитной средой, т.е. осушенным атмосферным воздухом, и определяет момент начала герметизации межтрубного пространства на устье скважины. В качестве определяющего компонента наиболее целесообразно использовать кислород воздуха, т.к. кислород в свободном состоянии в составе природных газов не имеется. Самым подходящим реактивом для быстрого определения кислорода следует признать индигокармин. Способ осуществляется следующим образом. Подготавливают достаточное количество буферной жидкости, в качестве которой может быть использован раствор ингибитора, и закачивают его в межтрубное пространство. Затем следом непрерывным потоком в межтрубное пространство начинают закачивать осушенный атмосферный воздух и одновременно начинают отбирать пробы на химический анализ природного газа, выходящего из скважины через подъемные трубы, и пропускать его через раствор индигокармина. При изменении окраски раствора (с синего на желтый цвет) прекращают закачку воздуха и герметизируют межтрубное пространство на устье скважины. Способ осуществляют на действующей скважине N 41 месторождения Южный Мубарек, конструкция и технологические параметры которой следующие: Внутренний диаметр обсадных труб 132 мм Диаметр насосно-ком- прессорных труб 89 мм Глубина спуска на- сосно-компрессорных труб 1789 м Давление в межтрубном пространстве 34,12 кгс/см² Содержание кислых компонентов: сероводород 0,32 об. диоксида углерода 1,64 об. В качестве буферной жидкости берут 1%-ный раствор ингибитора "Ифхангаз" в конденсате. Приготовление раствора ингибитора (5 м ³) осуществляют в мерниках цементировочного агрегата ЦА-320, закачку раствора в межтрубное пространство через узел задавки скважины при начальном давлении 40 кгс/см². Объем межтрубного пространства составляет 16,92 м³, при данном давлении для замещения неочищенного природного газа в межтрубное пространство закачивают 578 м³ осушенного атмосферного воздуха. Одновременно с закачкой в межтрубное пространство осушенного атмосферного воздуха начинают качественный химический анализ природного газа, выходящего из скважины через подъемные трубы, посредством системы отбора газа, подсоединенной через вентиль под манометр. Газ пропускается через раствор индигокармина (собственная окраска синяя). Осушенный атмосферный воздух начинают закачивать через узел задавки скважины срезу же после окончания закачки раствора ингибитора, Закачка осуществляется посредством компрессорной станции НЭ-12/250 при давлении 40,0 кгс/см² с производительностью 12 м³/мин. Закачка необходимого количества воздуха для заполнения межтрубного пространства при данной производительности требует 48,2 мин работы компрессора. Закачка осуществляется в течение 50,6 мин до изменения цвета раствора индигокармина с синего на желтый, после чего прекращают закачку воздуха, закрывают межтрубное пространство и устанавливают заглушки-кольца на фланцах фонтанной арматуры. По прошествии 2,5 мес проводят проверку эффективности предлагаемого способа на предмет длительности сохранения в затрубном пространстве осушенного атмосферного воздуха и изменения его объема. Работы проводят в следующем порядке: устанавливают образцовый манометр на факельной линии межтрубного пространства и замеряют давление; на факельном отводе межтрубного пространства снимают заглушку-кольцо и устанавливают штуцер диаметром 6 мм; подсоединяют систему отбора газа на химический анализ из факельной линии через вентиль под манометр;
в 9 ч 30 мин начинают выпуск газа из межтрубного пространства через 6-миллиметровый штуцер с одновременным определением наличия сероводородсодержащего природного газа. Давление перед штуцером в начале выпуска составляет 36,2 кгс/см², в конце выпуска 34,8 кгс/см² среднее давление в процессе выпуска 35,3 кгс/см². В 10 ч 02 мин отмечено потемнение индикаторной трубки, что означает начало выхода сероводородсодержащего газа. Дебит скважины при этом давлении составляет 18,53 м³/мин. При этом дебите объем выпущенного из межтрубного воздуха составляет 593 м³, что соответствует расчетному объему газа в межтрубном пространстве 578 м³ при давлении 34,12 кгс/см². Ошибка в определении объемов находится в пределах погрешности метода измерений. Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого способа по сравнению с известным создается за счет экономии дорогих дефицитных химических реагентов, которые могут быть использованы непосредственно для очистки газа, использования менее квалифицированного персонала, более полного использования резервов газоотдачи скважины.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГАЗОВОЙ СКВАЖИНЫ ОТ КОРРОЗИИ, включающий удаление из межтрубного пространства агрессивных компонентов и влаги и последующую герметизацию межтрубного пространства на устье скважины, начало осуществления которой определяется моментом появления индикатора в природном газе, выходящем из скважины через подъемные трубы, отличающийся тем, что с целью упрощения и удешевления способа за счет использования нетоксичного и недефицитного сырья для создания защитной среды, удаление из межтрубного пространства агрессивных компонентов и влаги вместе с природным газом производят закачкой буферной жидкости, затем закачивают индикатор, причем в качестве индикатора используют осушенный атмосферный воздух, а начало осуществления герметизации определяют моментом появления одного из компонентов осушенного атмосферного воздуха в природном газе, выходящем из скважины через подъемные трубы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве одного из компонентов осушенного атмосферного воздуха используют кислород. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что наличие кислорода определяют индигокармином.