Способ предотвращения смятия обсадных колонн при обратном промерзании в зоне многолетнемерзлых пород

Способ предотвращения смятия обсадных колонн при обратном промерзании в зоне многолетнемерзлых пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п899868 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260980 (21) 2986654/22-03 (5! )М. Кл. с присоединением заявки ЭЙ

Е 21 В 43/00

5ваудорстееииый комитет

СССР (23) Приоритет ао делам изабретеиий и открытий (53) УДК 622.245 ° .3(088.8) Опубликовано 2301.82 Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 2301.82 (72) Авторы изобретения

П.Т.Шмыгля, А.M.Êóëüòèêîâ, В.М.Стояков, IO.È.Òîï÷åð

Е .М .Нанивский, А.Г .Юдин и А.В .Кал(инин

У ° 1

Тюменский государственный научно-иссл(довательскии и проектный институт природных газов . ТюмейРЛЙгийр (7I ) Заявитель (54) СИОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СМЯТИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

ПРИ ОБРАТНОМ .ПРОМЕРЗАН1И В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ

ПОРОД

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения смятия обсадных колонн при обратном промерзании в многолетнемерзных породах.

Известен способ предотвращения смятия обсадных колонн при обратном промерзании в зоне многолетнемерзлых пород путем создания в растепленной зоне теплового поля, мощность которого постепенно снижается в течение времени замерзания растепленных пород (11.

Недостатки данного способа заключаются в больших затратах матери15 альных средств и низкой надежности, связанной с тем, что, сбрасывая давление в заколонном пространстве„ способ не исключает смятия колонны из-за роста давления в межколонном пространстве.

Известен способ предотвращения смятия обсадных к >.к нн, заключающийся в закачке теплой жидкости во внутриколонное пространство, при этом происходит оттаивание канала на границе с колонной, необходимого для перетока жидкости из каверны в каверну 12 .

Недостатки известного способа заключаются в низкой его надежности, связанной с тем, что вероятность рос. та давления в заколонном пространстве не устранена, так как при перетоке жидкости из каверны в каверну часть ее может остаться в кавернах, что не устраняет возможность смятия труб.

Цель изобретения — повышение надежности способа.

Эта цель достигается тем, что внутриколонное пространство заполняют замерзающей жидкостью, например водой или глинистым раствором.

Кроме того, замерзающая жидкость во внутриколонном пространстве име\ ет температуру фазового перехода

899868

55 выше, чем жидкость в заколонном и межколонном пространствах.

Причем замерзающая жидкость во внутриколонном пространстве имеет коэффициент объемного расширения при замерзании выше, чем.жидкость в заколонном и межколонном пространствах.

На чертеже дана схема осуществле ния способа.

Во внутриколонное пространство 1 скважины, состоящей из труб 2.и 3, помещается замерзающая жидкость, на пример вода или глинистый раствор.

В межколонном 4 и заколонном 5 пространствах находится жидкость, оставшаяся там после бурения. Вследствие неравйомерностй обратного промерзания образуются ледяные перемычки 6 и замкнутые объемы 1, 4 и 5 °

Такие замкнутые объемы образуются по разрезу многолетнемерзлых пород

7 в местах расположения каверн. В процессе восстановления отрицательных температур происходит нарастание слоя льда 8 на стенках каверн 5, что приводит к росту давления. При возрастании давления происходит снижение температуры фазового перехода и понижение температуры незамерзшей жидкости в каверне 5. Поскольшу давление в межколойном пространстве 4 ниже, чем в каверне 5, то вследствие процесса теплопередачи через стенку трубы 3 происходит охлаждение жидкости в межколонном пространстве, а затем льдообраэование. Процесс льдообразования во внутриколонном пространстве l происходит аналогич-.

I но. Таким образом возникает противодавление сначала в межколонном, а затем и во внутриколонном пространствах. Давление в замкнутых объемах жидкостей внутриколонного и меж колонного пространств меньше давления в кавернах, но этот перепад давлений является неопасным для обсадных труб.

В процессе дальнейшего промерзания происходит одновременный рост давлений во всех замкнутых объемах, а после полного восстановления отрицательных температур эти давления сравниваются. В ряде случаев, например при значительном росте давления в заколонном пространстве при наличии мощных каверн, возникает необходимость в том, чтобы при обратном промерэании рост давления во

10 !

4 внутриколонном пространстве опережал. рост давления в остальных замкнутых объемах. Для этого во внутриколонное пространство помещается жидкость с температурой замерзания выше, чем у жидкостей, расположенных в межко" лонном и эаколонном пространствах или помещается жидкость с коэффициентом объемного расширения при промерзании выше, чем у жидкостей в остальных замкнутых объемах.

В производственных условиях пред лагаемый способ осуществляется следующим образом, После окончания бурения и цементирования эксплуатационной колонны на все время простоя скважины в колонное пространство помещают замерзающую жидкость, например глинистый раствор, применяемый при бурении.

Освоение скважины можно производить при помощи буровой установки малой мощности, например А-50. Перед освоением растепляются ледяные перемычки внутриколонного пространства, для чего в колонне прокачивается теплая вода или глинистый раствор по трубкам, спускаемым в скважину. В процессе растепления происходит одновременное снижение давления во внутриколонном и заколонном пространствах в результате разрушения ледяных перемычек. После растепления производят перфорацию продуктив-. ного пласта, вызов притока, отработку и пуск скважины в эксплуатацию.

При длительной остановке уже эксплуатируемой скважины, внутриколонное пространство также заполняют замерзающей жидкостью.

Использование данного способа поз,волит при минимальных затратах полностью исключить возможность смятия колонн скважин, расположенных в районах распространения многолетнемерзлых пород, при обратном промерзании во время вынужденного простоя, что позволяет сократить капитальные затраты на строительство новых скважин взамен ликвидированных. Экономический эффект от внедрения способа составит 3,2 млн, руб, Формула изобретения

1. Способ предотвращения смятия обсадных колонн при обратном промер5 899868 6 зании в зоне многолетнемерзлых пород, чем жидкость в заколонном и межковключающий заполнение внутриколон- . лонном пространствах. ного пространства жидкостью, о т— 4. Способ по п.1. о. т л и ч а ю л и ч а ю шийся тем, что, с це- шийся тем, что замерзающая жидлью повышения его надежности, внут- кость в колонном .пространстве имеет риколонное пространство заполняют коэффициент объемного расширения замерзающей жидкостью. при замерзании выше, чем жидкость в заколонном и межколонном простран- ствах.

Составитель Н.Харламова

Редактор Н.Лазаренко Техред И.Гайду Корректор Г.Назарова

Заказ 12114/45 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а ю— ф щ и Й с я тем, что в качестве замерзающей жидкости используют, например, воду или глинистый раствор.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что замерзающая жидкость в колонном пространстве имеет температуру фазового перехода выше, 10 Источники информации, принятые во внимание при эксйертиэа

1. Авторское свидетельство СССР

11 583286, кл. Е 21 В 43/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

15 по заявке Ф 2861369/03,. кл, Е 21 В 43/00. 1979.