Способ предотвращения смятия обсадной колонны в зоне многолетнемерзлых пород

Способ предотвращения смятия обсадной колонны в зоне многолетнемерзлых пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советским

Социалистическим

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

857445

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.12.79 (21) 2861369/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К, Е 21 В 43)00

Государственный комитет (53) УДК 622.245..3 (088.8) Опубликовано 23.08.81. Бюллетень №31

Дата опубликования описания 28.08.81 по делам нэобретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

В. Д. Малеванский, В. С. Смирнов, А. Я. Стрю ов, А. М. Глебовский и Н. E. Щербич .. 1

Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СМЯТИЯ ОБСАДНОЙ

КОЛОННЫ В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено преимущественно при эксплуатации скважин, расположенных в районах с развитой многолетней мерзлотой.

Известен способ, в котором защита колонны от смятия достигается перепуском избытка жидкости из промерзающей каверны в обсадную колонну, состоящую из секции труб, соединенных между собой муфтами, выполненными в виде двух коаксиальных труб с герметизирующими диафрагмами сверху и снизу, внешняя из которых снабжена клапанами. Полость между трубами частично заполняется антифризом (1).

Недостатками способа являются усложнение конструкции обсадных труб (так как необходимо секции коаксиальных труб герметизировать диафрагмами и комплектовать специальными клапанными системами), необходимость сооружения ствола скважины в неустойчивой зоне мерзлых пород увеличенным диаметром долота из-за наличия кожухов на обсадной колонне, что приводит к удорожанию строительства скважин.

Наиболее близким к предлагаемому является способ предотвращения смятия обсадной колонны в зоне многолетнемерзлых пород, включающий образование канала вдоль стенок обсадной колонны путем ее нагрева за счет пропускания электрического тока по колонне и сброс избытка жидкости из каверны по образованному каналу (2).

Недостатком известного способа является необходимость поддержания канала в растепленном состоянии в течение всего периода эксплуатации скважин, что усложняет способ, а также наличие каверн на перйод отрицательных температур окружающей среды, что делает способ ненадежным.

Цель изобретения — упрощение способа и повышение его надежности за счет ликвидации каверн на период отрицательных температур окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что каверны последовательно замораживают снизу вверх, поддерживая в растепленном состоянии канал выше замораживаемой каверны, а также тем, что нагрев осадной колонны осуществляют путем циркуляции внутри ее подогретой жидкости.

На фиг. схематически показана скважина после бурения; на фиг. 2 — то же, в момент промерзания нижней каверны; на

857445

1О

Формула изобретения

25 зо

40 фиг. 3 — то же, в момент промерзания вышележащей каверны.

Способ осуществляют следующим образом.

Скважина (фиг. 1) оснащена обсадной колонной 1 с датчиками температуры 2, размещенными против каверн и перемычек, промежуточной колонной 3, эксплуатационной колонной 4, концентрично расположенными и зацементированными между собой до устья.

За обсадной колонной в стволе скважины имеются каверны 5 — 7, заполненные замерзающей промывочной жидкостью и разделенные перемычками 8 — 10.

3а обсадной колонной 1 цемент 11 поднят до нижней каверны 5.

В колонну 4 на 25-30 м ниже подошвы мерзлых пород спускают бурильные или лифтовые трубы 12 и в этом интервале скважину заполняют незамерзающей жидкостью, например раствором хлористого кальц:я. 3атем трубы 12 поднимают до кроьли нижней каверны 5 (фиг. 2) и через них периодически осуществляют циркуляцию подогретой на поверхности жидкости для поддержания положительной температуры внешней стенки обсадной колонны не ниже 0,5 — 1 С, что контролируется в интервале спущенных труб датчиками температуры.

Ниже труб 12 происходит восстановление отрицательной температуры пород и постепенное промерзание жидкости в нижней каверне 5 с увеличением объема льда13 в ней. Избыток жидкости из нее при этом поступает вверх по затрубному пространству вдоль наружной стенки обсадной колонны 1. Контроль за промерзанием каверны

5 ведется по показанию соответствующего датчика температуры. Одновременно проходит и частичное промерзание вышерасположенных каверн 6 и 7.

После промора жив ания нижней каверны 5 до минус 2 — 3 С, колонну 12 поднимают до кровли каверны 6 (фиг. 3) и осуществляют ее замораживание по способу, описанному выше. Таким образом производят последовательное замораживание снизу вверх всех каверн, в результате чего в кольцевом пространстве между стенками скважины и обсадной колонны образуется сплошной ледяной массив, обеспечивающий необходимую прочность конструкции скважины и устойчивость обсадных колонн.

Перед вводом в эксплуатацию скважину перфорируют и в нее спускают лифтовую колонну с теплоизолированными трубами в интервале мерзлых пород. Наличие теплоизоляции предотвращает растепление ледяного массива, что обеспечивает дальнейшую надежность скважины в зоне мерзлых пород.

Использование предлагаемого способа предотвращения смятия обсадных колонн в зоне мерзлоты приводит к значительному сокращению капитальных затрат, так как не потребуется строительство новых скважин, взамен выведенных из строя в случае смятия обсадных колонн.

1. Способ предотвращения смятия обсадной колонны в зоне многолетнемерзлых пород, включающий образование канала вдоль стенок обсадной колонны путем ее нагрева и сброс избытка жидкости из каверны по образованному каналу, отличающийся тем, что, с целью его упрощения и повышения надежности за счет ликвидации каверн на период отрицательных температур окружающей среды, каверны последовательно замораживают снизу вверх, поддерживая в растепленном состоянии канал выше замораживаемой каверны.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев обсадной колонны осуществляют путем циркуляции внутри ее подогретой жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 717294, кл. E 21 В 43/00, 1978.

2. Патент США № 3766980, кл. 166 — 248, опублик. 1972 (прототип).

Фиг3

Составитель Н. Харламова

Редактор А. Шандор Те хред А. Бой к а с Корректор М. Коста

Заказ 7181/52 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4