Способ снижения теплообмена в скважине при разработке многопластового месторождения в криолитозоне

 

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности. Способ снижения теплообмена в колонне труб включает подачу более горячей продукции скважины по внутренней колонне труб и подачу более холодной продукции скважины по наружной колонне труб. В скважине устанавливают составную подъемную колонну труб, внутрь составной колонны труб спускают короткую подъемную колону труб, которую стыкуют в разъединителе колонн с образованием короткой колонной труб продолжения нижней части составной колонны труб по внутреннему диаметру составной колоны труб. Продукция из нижнего, более горячего, пласта отбирается по нижней части составной колонны труб и далее через разъединитель и короткую колонну труб, а продукция верхнего, более холодного, пласта отбирается через фильтр в кольцевое пространство между короткой и составной колоннами труб. Продукцию более холодного пласта на устье скважины подают по отдельному шлейфу на установку подготовки продукции. В результате уменьшается тепловой поток, воспринимаемый теплоизоляцией. 2 ил.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно при разработке многопластовых месторождений в районах распространения многолетнемерзлых пород, преимущественно в северных арктических районах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ снижения теплообмена в колонне труб, включающий подачу более горячей продукции скважины по внутренней колонне труб и подачу более холодной продукции скважины по наружной колонне труб, охватывающей внутреннюю колонну труб (см. авторское свидетельство СССР 562637, опубл. 25.06.1977).

Разработка газовых и газово-конденсатных месторождений, расположенных в северных арктических районах, имеющих в разрезе верхний интервал из многолетнемерзлых пород, сопровождается целым рядом осложнений, одним из которых является потеря прочности крепи скважины при растеплении мерзлых пород от притока тепла из скважины, обвалы пород и образование глубоких прискважинных воронок. Без применения ремонтных работ скважина переходит в категорию аварийных.

Недостатком известного способа является то, что для предотвращения растепления мерзлых пород на длительный период эксплуатации скважины требуется применение теплоизоляции с высокими теплотехническими свойствами.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является уменьшение теплового потока, воспринимаемого теплоизоляцией, в результате чего достаточно использовать серийно выпускаемые промышленностью изоляционные материалы.

Указанная задача решается за счет того, что способ снижения теплообмена в колонне труб включает подачу более горячей продукции скважины по внутренней колонне труб и подачу более холодной продукции скважины по наружной колонне труб, охватывающей внутреннюю колонну труб, при этом в скважине устанавливают составную подъемную колонну труб, причем в зоне интервала верхнего пласта составная колонна труб свинчена из труб большего диаметра, и затем внутрь составной колонны труб спускают короткую подъемную колонну труб, которую стыкуют в разъединителе колонн с образованием короткой колонной труб продолжения нижней части составной колонны труб по внутреннему диаметру составной колонны труб, после чего продукция из нижнего, более горячего пласта, отбирается по нижней части составной колонны труб и далее через разъединитель и короткую колонну труб, а продукция верхнего, более холодного пласта, отбирается через фильтр в кольцевое пространство между короткой и составной колоннами труб, при этом продукцию более холодного пласта на устье скважины подают по отдельному шлейфу на установку подготовки продукции.

В результате использования изобретения достигается снижение протаивания многолетнемерзлых пород вокруг скважины.

На фиг. 1 представлена схематично конструкция скважины, вскрывшей верхней и нижней продуктивные пласты, на фиг. 2 представлены результаты оценочного расчета распределения температуры потоков добываемой продукции из пластов.

Пакер 1 разобщает между собой вскрытые продуктивные пласты. Составная подъемная колонна 2 в верхней части, начиная с интервала расположения верхнего пласта, свинчивается из труб большего по размеру диаметра. Внутрь этой верхней части колонны в последнюю очередь спускается короткая подъемная колонна 3, которая стыкуется с колонной 2 в разъединителе колонн 4 и является продолжением нижней части составной колонны по внутреннему диаметру. Фильтр 5 служит для прохождения продукции из верхнего пласта в кольцевое пространство. В интервале пород hm показан вариант размещения в скважине теплоизоляции 6.

Добываемая продукция из нижнего "горячего" пласта отбирается по нижней части составной колонны 2, а далее через разъединитель колонн и короткую подъемную колонну 3 направляется на устье скважины и далее по шлейфу на установку подготовки продукции к дальнейшему транспорту (на чертеже не показано).

Добываемая продукция из верхнего "холодного" пласта через фильтр 5 попадает в кольцевое пространство и, как показано на чертеже, направляется на устье скважины и далее, не смешиваясь с продукцией из нижнего пласта, по отдельному шлейфу на установку подготовки продукции к дальнейшему транспорту.

Наружный "холодный" поток продукции из верхнего объекта экранирует от интервала многолетнемерзлых пород "горячий" поток из нижнего объекта, в результате чего резко снижается теплообмен в скважине в радиальном направлении.

Как показано на фиг. 2, кривые 1 и 3 соответствуют распределению температур потоков для случая, когда в скважине эксплуатируется лишь один из пластов - верхний или нижний.

Кривые 2 и 3 соответствуют распределению температуры потоков продукции из пластов при их одновременной эксплуатации. Изменение температур наружного потока продукции, непосредственно влияющего на теплообмен с интервалом многолетнемерзлых пород, очень незначительно. Как видим, возможно регулирование распределения температур на кривой 2 за счет изменения дебитов (отборов) из того или другого пластов.

Предложенная для реализации способа конструкция скважины при ее использовании для разработки многопластовых месторождений позволяет резко сократить фонд скважины (в 1,3-1,7 раза), что крайне важно в северных арктических условиях.

Формула изобретения

Способ снижения теплообмена в колонне труб, включающий подачу более горячей продукции скважины по внутренней колонне труб и подачу более холодной продукции скважины по наружной колонне труб, охватывающей внутреннюю колонну труб, отличающийся тем, что в скважине устанавливают составную подъемную колонну труб, причем в зоне интервала верхнего пласта составная колонна труб свинчена из труб большего диаметра и затем внутрь составной колонны труб спускают короткую подъемную колонну труб, которую стыкуют в разъединителе колонн с образованием короткой колонной труб продолжения нижней части составной колонны труб по внутреннему диаметру составной колонны труб, после чего продукция из нижнего, более горячего, пласта отбирается по нижней части составной колонны труб и далее через разъединитель и короткую колонну труб, а продукция верхнего, более холодного, пласта отбирается через фильтр в кольцевое пространство между короткой и составной колоннами труб, при этом продукцию более холодного пласта на устье скважины подают по отдельному шлейфу на установку подготовки продукции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2