SU1373795A1 - Способ ликвидации газогидратных отложений в скважине - Google Patents

Description

(21)4090437/22-03

(22)14.07.86

(46) 15.02.88. Бюл. № 6

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов

(72)Н. Ш. Шайхуллин, Ю. А. Перемыш- цев, Д. А. Лепсверидзе и С. Г. Плотницкий

(53)622.245.51(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 390257, кл. Е 21 В 43/00, 1970.

Бабенко И. Ф. и др. Ликвидаци  гидратных пробок в стволах газовых скважин. - Газова  промьппленность, 1967, № 3, с. 19-21.

(54)СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ГАЗОГИДРАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В СКВАЖИНЕ

(57)Изобретение относитс  к газодобывающей и геолого-разведочной пром- т м и предназначено дл  подземных ремонтных работ. Цель изобретени  - повышение зффективности процесса ликвидации газогидратных отложений

в скважине за счет создани  условий дл  полного разложени  газовых гидратов в кольцевом пространстве скважины . Осуществл ют механическое и тепловое разрушение газогидратных отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором и постепенным увеличением глубины подачи раствора в скважине. Одновременно с механическим и тепловым разрушением газогидратных отложений производ т контроль выхода газа из кольцевого пространства скважины. При выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушени  газогидратных отложений фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращени  выхода газа из кольцевого пространства . После чего процесс периодически повтор ют. В качестве параметра самопроизвольного изменени  технологического процесса используют увеличение массы штанг или снижение давлени  нагнетани  раствора, или прекращение выхода раствора из насосно-компрессорных труб. 3 з.п. ф-лы, 1 3 ил.

с Ф

(Л

со со со ел

Изобретение относитс  к газодо- бьшаюшей и геолого-разведочной отрасл м промышленности и предназначено дл  подземных ремонтных работ, в частности дл  ликвидации гидрат- ных пробок в газовых скважинах.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса ликвидации газогидратных отложений в скважине за счет создани  условий дл  полного разложени  газовых гидратов в кольцевом пространстве скважины .

Способ ликвидации газогидратных отложений в скважине включает механическое и тепловое разрушение газогидратных отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором с постепенным увеличением глубины подачи раствора в скважине, пр этом одновременно с механическим и тепловым разрушением газогидратных отложений производ т контроль выхода газа из кольцевого пространства скважины и при выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушени  газогидратных отложений, фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращени  выхода газа из кольцевого пространства, после чего процесс периодически повтор ют , а в качестве параметра самопроизвольного изменени  технологического процесса используют увеличение массы штанг или снижение давлени  нагнетани  раствора, или прекращени выхода раствора из насосно-компрес- сорных труб.

На фиг, 1-3 изображены различные стадии разрушени  гидратных отложений большой мощности; на фиг, А-8 - различные стадии разрушени  гидратных отложений, имеющих патронный (локальный) характер и характеризующихс  небольшой мощностью отдельных пробок; на фиг, 9-13 окончание прцесса разрушени  гидратных отложений в скважине.

Способ осуществл ют следующим образом ,

В газовую скважину 1, закрепленную обсадной колонной 2 диаметром 114 мм, в которую опущена лифтова  колонна НКТ 3 диаметром 72 мм, дл  ликвидации газогидратных отложений 4, заполн ющих НКТ, и гидратных отложений 5, заполн ющих кольцевое

пространство, образованное колонной 2 обсадных труб и колонной НКТ 3,. в интервале 200-700 м на штангах 6

диаметром 42 мм спускают долото 7. При достижении долотом 7 поверхности газогидратных отложений 4 через внутреннюю полость штанг 6 начинают закачивать нагретую до промывочную жидкость и осуществл ют

непрерывную ее циркул цию. Одновременно нагружают частью веса штанг 6 долото 7 и вращают его вокруг оси скважины, В результате осуществлени  этих операций происходит термомеханическое разрушение поверхностных слоев гидратных отложений. Как показывает практика проведени  аналогичных работ, скорость разрушени 

газогидратных отложений зависит от конкретных условий (температура, давление в скважине, наличие тех или иных включений в газогидратных отложени х, а также параметры техно

логического режима разрушени  газогидратных отложений), В данном случае скорость проходки газогидрат- ной пробки в НКТ составл ет 20 м/ч. Одновременно с разрушением гидратной пробки происходит прогрев кольцевого пространства до температуры выше равновесной температуры гидратообразовани , при которой происходит разложение газовых гидратов,

Процесс передачи тепла требует значительного времени, поэтому при разрушении первых метров гидратных отложений в НКТ гидраты в кольцевом пространстве не разлагаютс . Через

1,5 - 2,0 ч температура в кольцевом пространстве становитс  выше равновесной и начинаетс  бурное разложение гидратов в кольцевом пространстве . Через обв зку 8 усть  скважины

газ из кольцевого пространства поступает в контрольное устройство 9, при выходе из которого поджигаетс , что позвол ет производить визуальный контроль за разложением гидратов в

кольцевом пространстве по гор щему факелу 10, Как только газ начинает выходить из кольцевого пространства, подачу долота в скважину прекращают , продолжа  нагнетать в скважину

нагретую промывочную жидкость. Процесс разложени  гидратов в НКТ под действием нагнетаемой жидкости продолжаетс . Ввиду того, что глубина подачи промывочной жидкости в скважину фиксирована, этот процесс по мере удалени  поверхности гидратных отложений от долота затухает и останавливаетс  на некотором рассто нии от долота (фиг. 2). В кольцевом пространстве продолжаетс  разложение гидратов под действием поступающего в скважину тепла до тех пор, пока поверхности гидратных пробок в кольцевом пространстве и в НКТ не окажутс  примерно на одном уровне . В этот момент разложение гидратов в кольцевом пространстве прекращаетс , газ из кольцевого пространства перестает поступать на поверхность , что фиксируетс  контрольным устройством 9 и по факелу 10.

По прекращению выхода газа из кольцевого пространства долото опускают на поверхность гидратной пробки в НКТ (фиг. 3) и повтор ют весь цикл.

При скорости разложени  гидратных пробок в НКТ 20 м/ч и времени, необходимом дл  прогрева кольцевого пространства до температуры выше равновесной температуры гидратообразо- вани , равной примерно 1,5-2,0 ч, за один цикл разрушают 30-АО м гид- ратной пробки в скважине. При времени разрушени  гидратов в кольцевом пространстве, равном двум часам, скорость разрушени  гидратов в скважине составл ет примерно 10 м/ч.

Таким образом, на полную ликвидацию гидратной пробки в НКТ и в кольцевом пространстве мощностью 500 м требуетс  50 ч (немногим более двух суток).

На ликвидацию газогидратной пробки мощностью 100-200 м при использовании известного метода затрачивают 5-6 мес. На практике встречаютс  случаи, когда газогидратные отложени  заполн ют ствол скважины локальными участками, при разбурива- нии которых кольцевое пространство не успевает прогреватьс  до температуры , превышающей равновесную температуру гидратообразовани . В этих случа х при дальнейшем опускании долота после разрушени  локальной пробки в НКТ процесс разложени  гидратов в кольцевом пространстве может так и не начатьс  из-за быстрго удалени  точки подачи нагретой промывочной жидкости от поверхности гидратной пробки в кольцевом прост

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ранстве. Поэтому при осуществлении процесса разрушени  гидратных отложений в скважине контролируют основные технологические параметры разрушени  газовых гидратов в НКТ. К этим параметрам относ тс : масса штанг, давление нагнетани  промывочной жидкости в скважине, скорость выхода циркулирующей жидкости из скважины. Так как в газовых скважинах пространство между локальными гидратными пробками заполнено газом (или водой), то при окончании разрушени  локальной пробки наблюдаетс  самопроизвольное изменение значений одного или сразу нескольких технологических параметров: самопроизвольное увеличение массы штанг (вследствие проваливани  бурильного инструмента), самопроизвольное уменьшение давлени  нагнетани  промывочного раствора в скважину и самопроизвольна  временна  потер  циркул ции промывочной жидкости (вследствие заполнени  ее полости НКТ между соседними газогид- ратными пробками).

Последовательность ликвидации локальных газогидратных пробок с помощью предлагаемого способа изображена на фиг. 4-8. Начало ликвидации первой локальной пробки (фиг. 4) ие отличаетс  от начала ликвидации сплошной газогидратной пробки большой мощности (фиг. 1). При мощности локальной газогидратной пробки 10 м и скорости разрушени  пробки внутри НКТ 20 м/ч на разрушение первой локальной пробки потребуетс  0,5 ч. За это врем  кольцевое пространство не успевает прогретьс  до температуры , превышающей равновесную гидратообразовани , поэтому процесс разложени  газовых гидратов в кольцевом пространстве еще не начнетс  и газ выдел тьс  не будет. Вместе с тем необходимо фиксировать глубину подачи нагретой промывочной жидкости дл  обеспечени  максимальной передачи тепла от теплоносител  в кольцевое пространство. Сигналом дл  фиксировани  глубины подачи нагретой жидкости в этом случае служит самопроизвольное изменение величины одного или нескольких технологических параметров, которые контролируют в процессе разрушени  гид- ратной пробки. При окончании разбуривани  локальной пробки (фиг. 5) вследствие исчезновени  реакции забо  самопроизвольно возрастает масса штанг, спущенных в НКТ. Так как пространство между соседними пробками может оказатьс  заполненным газом , то промывочна  жидкость, заполн   полость в НКТ, устремитс  вниз, что вызовет самопроизвольное сниже- ние давлени  нагнетани  i самопроизвольную временную потерю циркул ции. На фиг. 5 изображен момент внезапного провала долота и заполнени  полости в НКТ между гидратными проб- ками промывочной жидкостью. Как уже отмечалось, при самопроизвольном изменении одного или нескольких технологических параметров разрушени  гидратной пробки глубину подачи на- гретой промывочной жидкости фиксируют и продолжают прогревать кольцевое пространство циркулирующей жидкостью Через 1,5-2,0 ч после начала бурени  гидратной пробки температура в кольцевом пространстве превысит равновесную температуру гидратообра- зовани , гидраты начнут разлагатьс  и из кольцевого пространства на усть скважины будет выдел тьс  газ, ко- торый фиксируетс  устройством 9 и по факелу 10 (фиг. 6). Окончание процесса разложени  гидратов в кольцевом пространстве определ етс  по прекращению выделени  из кольцевого пространства (фиг. 7) газа, после чего долото опускают на поверхность следующей гидратной пробки в НКТ (фиг. 8) и весь цикл разрушени  гид- ратной пробки в скважине повтор ют.

Окончание процесса ликвидации гидратных отложений в скважине показано на фиг. 9-13,

Этапы разрушени  последнего участка газогидратных отложений в скважине в большинстве своем сходны с этапами разрушени  локальной гидратной пробки: это первый этап разрушени  пробки в НКТ (сравните фиг. 9 и фиг. 4); второй этап, характеризующийс  самопроизвольным изменением значени  параметров процесса разрушени  гидратной пробки в НКТ и фиксированием глубины подачи нагретой промывочной жидкости (сравните фиг. 10 и фиг. 5); третий этап - цир кул ци  нагретой промывочной жидкости в НКТ и разложение гидратных отложений в кольцевом пространстве

0 5 0

5

0

5

0

(сравните фиг. 11 и фиг. 6). После окончани  разложени  гидратов в кольцевом пространстве (фиг. 12) кольцевое пространство, образованное штангами и НКТ, герметизируют (на фиг. 13 герметизаци  указанного кольцевого пространства отмечена условно позицией 11) и восстанавливают циркул цию через кольцевое пространство , образованное НКТ и обсащной колонной.

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   1 . Способ ликвидации газогидратных отложений в скважине, включающий механическое разрушение газогидратных отложений разрушающим инструментом и тепловое разложение отложений нагнетаемым в скважину нагретым промывочным раствором с постепенным увеличением глубины подачи раствора в скважине, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  эффективности процесса ликвидации газогидратных отложений в скважине за счет создани  условий дл  полного разложени  газовых гидратов в кольцевом пространстве скважины, одновременно с механическим и тепловым разрушением газогидратных отложений производ т контроль выхода газа из кольцевого пространства скважины и при выходе газа или при самопроизвольном изменении параметров технологического процесса разрушени  газогидратных отложений фиксируют глубину подачи раствора до момента прекращени  выхода газа из кольцевого пространства скважины, после чего процесс периодически повтор ют.
2. 2.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что в качестве параметра изменени  технрлогического процесса используют увеличение веса штанг.
3. 3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве параметра самопроизвольного изменени  технологического процесса используют снижение давлени  нагнетани  раствора.
4. 4.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что в качестве параметра самопроизвольного изменени  технологического процесса используют прекращение выхода раствора из насосно-компрессорных труб.

   i

   Фиг.1

   Фиг.1

   Фиг.}

   Фаг.7

   Фаг.8

   ««тма

   Составитель В. Борискина

   Редактор Н. Слобод ник Техред М.Ходанич

   Заказ 542/24Тираж 530Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор -А. Зимокосов