Способ предотвращения растепления околоствольного пространства скважин в зоне многолетней мерзлоты

Способ предотвращения растепления околоствольного пространства скважин в зоне многолетней мерзлоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союа Советских

О Л И C А Н И Е I»>562637

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.01.75 (21) 2103593/03 (51) М.1(л. - Е 21 В 43,100 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Ечоl.leòeíü М 23

1гсударстееннь!й комитет

Совета Министров СССР ло делаю изобретений и открютий (53) УД1(622.279 (088.8) (45) Дата QIIK оли1сазанпя описания 29.08.77 (72) Авторы изобрете.;ия

В. А. Астахов, С. H. Бузинов, Б. П. Гвоздев, М. Ф. Йодковкин и В. С. Смирнов

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по автоматизированным системам управления в газовой промышленности и Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (71) Заявители (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАСТЕПЛЕНИЯ

ОКОЛОСТВОЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА СКВАЖИН

В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ

Изобретение относится к област и н"-фтегазадобывающей промышленности и предназначено преимущественно для использования 3 эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин, расположенных в северных районах.

Известен способ предотвращения растепления аколсствольного п росвранства в зоне мерзлоты путем перекрытия этой зоны двумя колонна vIH обсадных труб, распало?кенных конце;!Т рично.

Зтот способ заключается в том, что кольцевое пространство между колоннами обсадных труб, пврекрывающее зону мнагоlPTней мерзлоты, част ично заполняется веществом, кипящих! прп низких температурах, нап1?имер IIpoпан-бутановой смесью. Выступающая часть внутренней и,наружной колонн оборудуется одним конденсатором. После цементирования колонны гермети !ное кольцевое мсжтрубное и,!0»cт p2нcTBo ча стично 32полняют н113К01\)ипя"

ЩI!м ьеществах! H ".ep:,ieTH3Hp » Ioò Отверстие конденсатора, через которое проходило заполнение.

Вещество, находясь в межтруа:1ом простр-.;iстас, под дейстзпем окру?кающей тем-г.ературы па .IiIIBCT ?i."паряться, забирая пр:I этом тепло.

Пары вещества поднимаются и в холодное время гада ко11денсируются. 1(онденсат вещества принимает температуру окру?кающега воздуха и, стекая по стенах!, Охла?кдает oocBQII;, сло?1ны:i снижает температуру окружающей скзаж:1ну мно.-олетней мерзлоты, не давая ей ра,=тепляться. Зтат процесс длится до Тсх пор, пока температура з кон,cHcBTope и з нижней 2сТ;! Hoло!п|ы:e сравняются. В теплое время года конденс",òîð не охлаждается, и пары веIII ecTHB c1 :BII IH3BIoTcII B верхней части сква?ки:: ., замаражпва!!Пе мерзлоты прекращается.

Пр! Иа=тупленип холодав процесс вазобназляется. Прн этом ц11кличность пзоцссса

Hp . Оззаля т О уществлять надежну10 Biicll lI »r.

"-тац !ю r3 тс-1ен; е гада. 1;раме того, необход11ма асуп,ест злять полную гер..1стпзацгпо кольцелога межта оното прастраьстза ва нзоежа15 иие $ TåHe!i низкакипящего вещества. П"Оа13I вольный па вре.;Iе!1!i и oI ccc утечки ПИЗIСО!".!iпящего вещества со временем сни?кает эффектизнасть и практ1гческое значение этого спосао",. О Известен такж= спсссб предатвр»ащения растсплсния ОНО;Iастза li:I o. О Ilpo Tp2нства cI BB?К1п! з зоне мна-.оleT:-,ей мсрзlîòû путех1 раз;..",;е» 1я потока газа. Паступ21сщсl а из продукт!131!Огo пласта, па ",ва патока с последующим

A.. ахл» "Ieн:1ем Од:- "-.а 11з .::Ix.

Поток газа, пастмпаюьцпй из п ?аг,.кт:1вноJ » го П12 та, pа„"-де.;яют и сквe;!! Ie на два потска, О» 1 пз катаевых направляют по лифтовай кола.i!Ie на устье скважины и даlåå з газапр»овод, а дру-.о;!, поступ21ощнй з вихревые оДР637

55 трубки, разделяют на горячий и холодный потоки. Пр и этом горячий поток отсасывается в лифтовую колонну основанным потоком, à холодный, идущий по затрубному пространству дрямото ком с основным потоком газа, охлаждает его. На устье охлаядаемый и охлаждающий потоки смешиваются и поступают в газон,р о вод.

Одна ко наличие прямоточного теплоабмеНа между охлажденным и охлаждающим потоками не позволяет достичь, глубокого охлаж1ения и снижает,надежность п редоввращенпя растепления OKoaocIIBoëüíî "o пространства

;орных пород. Кроме того, смешивание основного потока с горячим потоком, поступающим пз вихревых трубок, снижает эффект охлаждения.

Наличие вихревых трубок, в которых разделение на горячий и холодный потоки происходит при высоких с кэростях движения газа, rIipHBopHT в процессе эксплуатациями к их эрозионному износу, что изменяет соотношения между холодным и горячим потс ками и, в свою очередь, приво дит к нарушению стабильности поддержания отрицательных температур окружа|оцгих скважину поро д.

Целью изобретения является обеопечение стабилыности оприцательных температур окружающ,их скважину пор,од.

Это достигается тем, что поток газа перед охлаждением редуцируют, а затем осуществляют циркуляцию охлажденного потока в затрубнои пространстве с последующим возвращением or о в трубопровод.

На чертеже пр иведена принципиальная схема ск|важины,,реализующая предлагаемый способ.

Она выключает продуктивный горизонт 1, сиважинное специальное оборудование 2, насосно- компрессорную трубу 8, эжекто р 4, расположенный ниже слоя многолетней мерзлоты ,5 и выше пакера б, задвижки 7, 8 и 9 фонтанной арматуры, задвижку 10, регулирующий штуцер 11, основlной грубоп!ровод 12 и задв ижку 18, воздушный холодильник 14, задвижку 15, редуцирующий штуцер 1б, эксплуатацион ную IKQJIoHHó 17, метанолопровод 18, пнгибито рный клапан 19 и форсун ку 20, установленную перед холодильнико м 14.

Способ поясняегся работой OKiBa>KiHHbr. Газ из продуктивного горизо нта 1, пройдя комплекс специального подземного акважинного оборудования 2, по насосно-ко м прессорной трубе 8 направляется в эжектор 4. Выйдя из эжекто ра и продолжая двигаться по насосно10

Зо

45 компрессорной трубе 8, газ проходит через задвижки 7, 8 и 9 фонтанной арматуры и разделяется на два потока. Один поток через задвижку 10 и регулирующий штуцер 11 направляет|ся в основной трубопровод 12, а другой через зад виику 18, воздушный холодильHHK 14 и задвижку 15 — к редуцирующему штуцеру 1б. После штуцера 1б газ с пон иженн ым и температурой и давле н ием .напр а вляется в пространство между насосно-компрессорной трубой 8 и эксплуатационной коIoHHoH 17, откуда эжектором воз вращается в осно вной поток.

Для повышения IHадежносги п редложе нной системы и эжектора впрыскиваегся ингибитор гидратоо бразования. В основной поток газа из метанолопровода 18 ингибитор гидратообразования,впрыскиваегся через ингибиторный клапан 19. В редуцируемый поток газа из метанолоп ровода 18 инги битор гид ратообразо вания вп рысиивают через фо рсун ку 20, устанавливаемую пе ред холодильни ком 14, который использует холод атмосферного воздуха.

Газ из межколонного цространства перед тем как возвратиться через эжектор в поток газа, движущегося по насооно-,комнрессор ным трубам, охлаждает HacocHQ-компрессорные и эксплуатационные трубы. В результате теплообмена между холодным пото ком газа, движущимся в межт рубном пространстве, и внешней средой о кружающий скважину слой мерзлых грунтов не растепляетоя.

Способ позволяет осуществлять надежную эксплуатацию скважинки в севериных районах, характеризующихся наличием многолетней мерзлоты. При эксплуатации этих скважин по предложенному способу не наблюдается растепления слоя мерзлых грунтов, окружающих ствол скважины, при этом снижаются затраты на ее эксплуатацию и ремонт.

Ф ор мула изобретения

Способ п редогвращения растепления околоствольного простра нства с кважин в зоне многолетней мерзлоты путем разделения потока газа, поступающего из продуктивного пласта, на два потока с последующим охлаждением одного из них, o T;I и ч а ю щ,и и с я тем, что, с целью обеспечения стaáèëüíoñTH отрицательных температур окружающих скважину пород, поток газа перед охлаждением редуцируют, а затем осуществляют ци!ркуляцию охлажденного потока в затрубном п ростран.сгве с последующим возвращением его в трубопровод.

562637

Редактор Т. Фадеева

Корректор В. Гутман

Заказ 493/1176 Изд. № 57 Тираж 778 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, уК-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Г2, j

Г:з Ж L. р л r n

) Ik—

Составитель Н. Туленинов

Текред М. Семенов."с, .,, O G G O с о С о с с с