Способ растепления глухой гидратопарафиновой пробки в нефтяных и газовых скважинах и устройство для его осуществления

 

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности, может быть применено для ликвидации глухих гидратопарафиновых пробок в нефтяных и газовых скважинах и направлено на повышение эффективности способа и сокращение сроков ликвидации пробок. Способ растепления включает спуск нагревателя в пространстве между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами, растепление нагревателем отверстия в пробке, прокачивание через отверстие в пробке рабочего агента до полной ликвидации пробки. Способ реализуется с помощью устройства для растепления глухой гидратопарафиновой пробки в межтрубном пространстве, содержащем препятствия ступенчатой формы. Устройство содержит трубчатый корпус с нагревательными элементом, при этом корпус выполнен изогнутым так, что в устройстве, условно вписанном в эллипсоид вращения, по крайней мере три точки корпуса, наиболее удаленные от оси вращения эллипсоида, находятся на поверхности эллипсоида вращения. У эллипсоида вращения радиус наибольшего сечения, перпендикулярного его оси вращения, превышает размеры ступенчатых препятствий, а нижний торец устройства расположен от оси вращения на расстоянии, меньшем разности радиуса наибольшего сечения эллипсоида и толщины препятствия. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для ликвидации глухих гидратопарафиновых пробок в нефтяных и газовых скважинах.

Известен способ депарафинизации скважин путем прокачки горячей нефти до полной ликвидации парафиносмолистых отложений с последующим замещением газообразной средой до динамического уровня скважины [1].

Данный способ имеет ограниченную применимость из-за невозможности прокачки растепляющего агента в скважины с глухими гидратопарафиновыми пробками.

Более универсален известный способ теплового разрушения гидратной пробки в скважине, включающий спуск полой колонны, оборудованной гидромониторным наконечником и обратным клапаном, в колонну насосно-компрессорных труб, нагрев промывочной жидкости, нагнетание ее в полую колонну и отведение продуктов разрушения [2].

Данный способ требует наличия подъемника труб и полой колонны, оборудованной гидромониторным наконечником и обратным клапаном. Работы производятся только через колонну насосно-компрессорных труб, перед проведением которых осуществляют подъем оборудования из колонны насосно-компрессорных труб, например, штангового глубинного насоса, что значительно увеличивает объем работ, сроки и затраты на их выполнение.

Большие трудности с растеплением глухих пробок в насосно-компрессорных трубах, вмещающих различное оборудование (штанги, кабель и др.). Этот способ не позволяет ликвидировать глухие гидратопарафиновые пробки в затрубном пространстве, предварительно не удалив пробку из колонны насосно-компрессорных труб, а затем оборудование.

Крупным недостатком этого способа является то, что неизвестно местоположение в затрубье значительной по протяженности глухой гидратопарафиновой пробки, в особенности если над пробкой стоит столб жидкости, хотя в этом случае и производят длительный нагрев колонны насосно-компрессорных труб, например, на протяжении 1000-1200 м путем нагнетания через полую колонну горячего агента.

Таким образом, основными недостатками известного способа являются низкая эффективность и большая длительность ликвидации глухих гидратопарафиновых пробок.

Для ликвидации пробок известен скважинный электронагреватель, содержащий корпус с размещенными на нем неравномерно по спирали нагревательным элементом и центраторами [3].

Данное устройство предназначено для растепления гидратопарафиновых пробок в насосно-компрессорных трубах. Для растепления затрубного пространства оно непригодно ввиду его непроходимости в затрубье. Недостатком этого устройства является его поверхность, выполненная в виде выступов, осложненная центраторами и греющим элементом.

Известен скважинный электродный нагреватель, взятый за прототип, содержащий корпус, выполненный в виде стакана и выполняющий функцию первого электрода, и размещенный в корпусе второй электрод [4].

Однако данное устройство предназначено для растеплительных работ в пределах насосно-компрессорных труб. Его использование для растепления глухой гидратопарафиновой пробки в межтрубном пространстве невозможно. Оно либо втыкается в муфту насосно-компрессорных труб, либо зажимается в зоне прилегания насосно-компрессорных труб с обсадной колонной, что препятствует дальнейшему его спуску и растеплению глухих гидратопарафиновых пробок.

Задача изобретения - повышение эффективности и ускорение процесса ликвидации глухих гидратопарафиновых пробок в межтрубном пространстве.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе растепления глухой гидратопарафиновой пробки, включающем спуск в скважину нагревателя и растепление пробки, спуск нагревателя осуществляют в межтрубное пространство между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами, прожигают им отверстие в пробке и через это отверстие прокачивают рабочий агент до полной ликвидации пробки.

Способ осуществляют следующим образом.

При установлении факта образования глухой гидратопарафиновой пробки устанавливают лубрикатор, например на эксцентрическую планшайбу, через который и отверстие в планшайбе производят спуск на бронированном кабеле нагревательного устройства в межтрубное пространство между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами. После того как данное устройство упирается в пробку, на него подают электроэнергию и начинают им прожигать отверстие в глухой гидратопарафиновой пробке. После прохождения пробки и появления циркуляции производят прокачку растепляющего агента через образовавшееся отверстие в пробке до полной ее ликвидации.

Способ реализуется с помощью устройства для растепления глухой гидратопарафиновой пробки в межтрубном пространстве, содержащем препятствия ступенчатой формы, включающем трубчатый корпус с нагревательным элементом, при этом корпус выполнен изогнутым так, что в устройстве, условно вписанном в эллипсоид вращения, по крайней мере три точки корпуса, наиболее удаленные от оси вращения эллипсоида, находятся на поверхности эллипсоида вращения, у которого радиус наибольшего сечения, перпендикулярного его оси вращения, превышает размеры ступенчатых препятствий, а нижний торец устройства расположен от оси вращения на расстоянии, меньшем разности радиуса наибольшего сечения эллипсоида и толщины препятствия. Нагревательный элемент может быть любой физико-химической природы (электродный, электромагнитный, электрический и др.).

На фиг. 1 показано нагревательное устройство, изгибообразной формы, вписанное в эллипсоид вращения, в котором ось вращения эллипсоида проходит через прямую, соединяющую торцы устройства, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, в котором ось вращения эллипсоида не совпадает с прямой, соединяющей торцы устройства; на фиг. 3 - то же, вид сверху, когда изгибы расположены в двух плоскостях; на фиг. 4 - то же, вид сверху, когда изгибы расположены более чем в двух плоскостях, например, устройство изогнуто в форме спирали.

Нагревательное устройство (фиг. 1) содержит трубчатый корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 торцами и нагревательным элементом 4, расположенным внутри корпуса. Верхним торцом 2 устройство крепится через головку 5 с клеммным соединением и спускается на бронированном кабеле 6 в межтрубное пространство между обсадной колонной 7 и насосно-компрессорными трубами 8 с препятствиями 9 ступенчатой формы, например, муфты. Устройство условно вписано в эллипсоид 10 вращения с осью 11 вращения. На фиг. 1 ось 11 вращения совпадает с линией, соединяющей верхний 2 и нижний 3 торцы устройства. На фиг. 2 линия 12, соединяющая торцы устройства, не совпадает с осью 11 вращения корпуса. Корпус 1 выполнен так, что по крайней мере три его точки, например 13 - 15, наиболее удаленные от оси 11 вращения, лежат на поверхности эллипсоида, при соприкосновении которых со стенками обсадной колонны 7 и насосно-компрессорными трубами 8 нижний торец 3 устройства находится от оси 11 вращения на расстоянии a, меньшем разности радиуса максимального сечения R_м, перпендикулярного оси вращения эллипсоида, и толщины h ступенчатого препятствия 9 (муфты или трубы большого диаметра).

Предлагаемое устройство, показанное на фиг. 1 и 3, хорошо зарекомендовало себя для растепления затруба, в особенности, в которых корпус выполнен с очень пологими изгибами длиной не менее длины ступенчатого препятствия, например муфты.

Устройство, изображенное на фиг. 2 и 4, выполнено в виде спиралеобразных изгибов типа штопора с торцом 3, который находится от оси 11 вращения устройства на расстоянии a, меньшем разности радиуса максимального сечения R_м, перпендикулярного оси вращения эллипсоида, и толщины h ступенчатого препятствия 9, в особенности, как в нашем случае, когда ось вращения 11 не совпадает с линией 12, соединяющей торцы устройства. При шаге (расстоянии) между спиральными изгибами, превышающими длину препятствий 9, это устройство имеет минимальное проходное отверстие, сопоставимое с его толщиной при максимально возможном радиусе R_м спиралевидных изгибов.

Такое устройство обеспечивает проходимость в межтрубном пространстве, заполненном глухими гидратопарафиновыми пробками. Изгибы, выполненные на корпусе устройства, предотвращают защемление устройства в зоне прилегания насосно-компрессорных труб с обсадной колонной и позволяют расположить нижний торец корпуса, чтобы он был удален от стенок этих труб на расстояние, превышающее размеры ступенчатых препятствий, чтобы в процессе спуска устройство не задевало и не втыкалось бы в них, а проскальзывало. При этом нет необходимости поднимать насосы (ШГН, ЭЦН).

Пример. В скважину N 1567 Когалымского месторождения, оборудованную штанговым глубинным насосом, в затрубное пространство было спущено нагревательное устройство с обычной прямолинейной трубообразной формой. После прохождения 110 м вертикального участка оно воткнулось в муфту или в угол прилегания насосно-компрессорной и обсадной труб. Многочисленные попытки продолжить погружение ничем не увенчались. Работы по растеплению глухой гидратопарафиновой пробки были прекращены.

После придания нагревательному устройству предложенной изгибообразной формы работы по ликвидации глухой гидратопарафиновой пробки были продолжены.

Нагреватель легко прошел в затрубье по глухой гидратопарафиновой пробке со скоростью 16-21 м/ч. В целях более полного удаления всех остатков пробки в затрубное пространство через проделанное отверстие был прокачан горячий агент. По окончании растеплительных работ восстановлена циркуляция, и данная скважина вышла на прежний режим работы. При этом отпала необходимость в трудоемком капитальном ремонте скважины. Для увеличения срока службы устройства и уменьшения величины истирания желательно делать участки скольжения устройства в пределах трех основных изгибов скольжения из особопрочных материалов.

Положительным моментом также является то, что этот способ растепления можно реализовывать в процессе добычи нефти и перед проведением капитального ремонта скважин, имеющих глухие гидратопарафиновые пробки в трубках и затрубье. Растепление отверстия в затрубье также позволяет произвести глушение скважины для проведения ремонтных работ, что значительно облегчает работы и увеличивает безопасность труда, а прокачка через отверстие в затрубье горячего раствора для глушения снижает сроки проведения капитального ремонта скважин, связанного с подъемом оборудования, прихваченного гидратопарафиновой пробкой.

Формула изобретения

1. Способ растепления глухой гидратопарафиновой пробки в нефтяных и газовых скважинах, включающий спуск в скважину нагревателя и растепления гидратопарафиновой пробки, отличающийся тем, что спуск нагревателя осуществляют в пространство между обсадкой колонной и насосно-компрессорными трубами, прожигают нагревателем отверстие в пробке, через отверстие в пробке прокачивают рабочий агент до полной ликвидации пробки.

2. Устройство для растепления глухой гидратопарафиновой пробки в межтрубном пространстве, содержащем препятствия ступенчатой формы, включающее трубчатый корпус с нагревательным элементом, отличающееся тем, что корпус выполнен изогнутым так, что в устройстве, условно вписанном в эллипсоид вращения, по крайней мере три точки корпуса, наиболее удаленные от оси вращения эллипсоида, находятся на поверхности эллипсоида вращения, у которого радиус наибольшего сечения, перпендикулярного его оси вращения, превышает размеры ступенчатых препятствий, а нижний торец устройства расположен от оси вращения на расстоянии, меньшем разности радиуса наибольшего сечения эллипсоида и толщины препятствия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4