Способ предотвращения растепления околоствольного пространства скважин в зоне многолетней мерзлоты

(43) Опубликовано 25.06.77. Ечоллстень М 23 гсударстеенньй комитет Совета Министров СССР ло делаю изобретенийи откргитийВсесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по автоматизированным системам управления в газовой промышленности и Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАСТЕПЛЕНИЯ ОКОЛОСТВОЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА СКВАЖИН В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено преимущественно для использования В эксплуатации газовых и газоконденсатных сквакин, расположенных в северных районах.Известен способ предотвращения растепления Околсствольного просвранства в зоне мерзлоты путем перекрытия этой зоны двумя колоннами обсадных труб, распаложенны.( конце;трично,Зтот способ заклОчается в там, что кольцевое пространство между колоннами обсадных труб, перекрываОщее зону мнОГО;етней мсззлоты, частично заполняется веществом, кипящих при низких температурах, нап 1 мер прапан-бутановой смесью. Выступающая часть внутрешсй и,наружной колонн оборудуется одним конденсатором. После цементирования колонны Герметтчное кольцевое мсжтрубное ПЗОСТРВНСТВО Ч 2 СТИЧНО 32 ПОЛНЯЮТ НПЗКОКИПЯ" щим ьеществом и герх етизир ют отверстие конденсатора, через которое проходило заполнение.Вещество, находясь В межтруапом простра;1- стзс, под дейстзием окрукающей темг.ературы иаинает 1"паряться, забирая пр:1 этом тепло.Пары вещества поднимаются и в колодное время года коиденсируются. 1(онденсат вещества принимает температуру окружаОшега Воздуха и, стекая по стенах, Охлакдает ОасадВс кслоны и снижает температуру окрукающейскзаж:ну многолетней мерзлоты, не давая ейрастепляться. Зтат процесс длится до тех пор,пока температура з конденсаторе и з нижнейчасти кола;пы не сравняются, В теплое времягада конденсатор не охлаждается, и пары вещества с(аплизаются В Верхней часи скважи, Замазакиване мерзлоты прекращается.Пр: 2:туплени 1 холодав процесс вазобназляется. При этом цкличность п,1 оцсссане паззаляет 0 уществлять надежну 10 эксплуТТ,атац па В таен е ада. 1,раме того, необход 1- ма ослиц;естзлять полную гемстпзацио кольцезога ме(та 1 Онаго прост аьстза Вэ пзасжа 5 ние утечек низкакипящего вещества, П",аизВаль:ый па Времеп пра 1 есс утечки ннзкакипящего вещества со временем снпкает эффектизнасть и практгческое значение этого спосаоа.20 Извс тен такж: спсссб предатвращетия растсплсния Окала "тзаВа. 0 пространства скВ 2- (и В зоне многолетней мерзлоты путем раздслен 1 я Гатока Г 232, паступасщсга ПЗ продуктипОГО пласта, па два потока с последующимч. - .ахл 2 и(лен:ах Одна Га пз и:х.Поток Г 232, паступаюгц 111 ПЗ ггоадукт:ГноГО пласта, разделяат В сква .:и;е на два патска, оди.( из которых направляют по лифтовай кола:кс на устье скважины и далее з газапзовод, а дру-,ой, поступаощнй з Вихревые50 55 трубки, разделяют на горячий и холодный потоки. При этом горячий поток отсасывается в лифтовую колонну основанным потоком, а холодный, идущий по затрубному пространству лрямотоком с основным потоком газа, охлаждает его, На устье охлаадаемый и охлаждающий потоки смешиваются и поступают в газопровод.Однако наличие прямоточного теплообмена между охлажденным и охлаждающим потоками не позволяет достичь, глубокого охлаждения и снижает,надежность предоввращенпя растепления околосввольного пространства горных пород. Кроме того, смешивание основного потока с горячим потоком, поступающим з вихревых трубок, снижает эффект охлаждения.Наличие вихревых трубок, в которых разделение на горячий и холодный потоки происходит при высоких скэростях движения газа, приводит в процсссе эксплуатациями к их эрозионному износу, что изменяет соотношения между холодным и горячим потоками и, в свою очередь, приводит к нарушению стабильности поддержания отрицательных температур окружаощих скваиину пород,Целью изобретения является обеопечение стабилыности оприцательных температур окружающ,их сюважину пор,од.Это достигается тем, что поток газа перед охлаждением редуцируют, а затем осуществляют циркуляцию охлажденного потока в затрубнои пространстве с последующим возвра. щением ого в трубопровод.На чертеже приведена принципиальная схема скважиныреализующая предлагаемый способ.Она выключает продуктивный горизонт 1, оюважинное специальное оборудование 2, насосвоэкомпрессорную трубу 3, эжектор 4, расположенный ниже слоя многолетней мерзлоты ,б и выше пакера б, задвижки 7, 8 и 9 фонтанной арматуры, задвижку 10, регулирующий штуцер 11, основной грубопровод 12 и задвиику 13, воздушный холодильник 14, задвижку 15, редуцирующий штуцер 1 б, эксплуатационную колонну 17, метанолопровод 18, ингибиторный клайнаи 19 и форсунку 20, установленную перед холодильником 14. Способ поясняегся работой аиважины, Газ из продуктивного горизонта 1, пройдя комплеюс специального подземного акважинного оборудования 2, по насосно-компрессорной трубе 3 направляется в эжектор 4. Выйдя из эжектора и продолжая двигаться по насосно 10 15 20 25 Зо З 5 40 45 компрессорной трубе 3, газ проходит через задвижки 7, 8 и 9 фонтанной арматуры и разделяется на два потока. Один поток через задвижку 10 и регулирующий штуцер 11 направляется в основной трубопровод 12, а другой через задвиику 13, воздушный холодильник 14 и задвижку 15 - к редуцирующему штуцеру 1 б. После штуцера 1 б газ с пониженными температурой и давлением направляется в пространство между насосно-компрессорной трубой 3 и эксплуатационной колонной 17, откуда эжектором возвращается в основнои поток.Для повышения надежноспи предложенной системы и эжектора впрыскиваегся ингибитор гидратообразования. В основной поток газа из метанолопровода 18 ингибитор гидратообразования,впрыскиваегся через ингибиторный клапан 19. В редуцируемый поток газа из метанолопровода 18 ингибитор гидратообразования впрысиивают через форсунку 20, устанавливаемую перед холодильником 14, который использует холод атмосферного воздуха,Газ из межколонного пространства перед тем как возвратиться через эжектор в поток газа, движущегося по насосно-,комнрессорным трубам, охлаждает насосно-компрессорные и эксплуатационные трубы, В результате тепло- обмена между холодным потоком газа, движущимся в межтрубном пространстве, и внешней средой окружающий скваиину слой мерзлых грунтов не растепляетоя,Способ позволяет осуществлять надежную эксплуатацию скважинки в севериных районах, характЕр 1 изующихся 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 изобретенияСпособ предогвращения растепления околоствольного пространства скважин в зоне многолетней мерзлоты путем разделения потока газа, поступающего из продуктивного пласта, на два потока с последующим охлаждением одного из них, отли ч аю щ,ий ся тем, что, с целью обеспечения стабильности отрицательных температур окружающих скважину пород, поток газа перед охлаждением редуцируют, а затем осуществляют циркуляцию охлажденного потока в затрубном пространсгве с последующим возвращением его в трубопровод.562637 Д; Г:з . 3 Гл гу Составитель Н. Туленинов дактор Т. Фадеева Тскред М, Семенов Корректор В. ГутманПодписноев СССР Тип. Х фил. пред. Пате Заказ 493/1176 Изд. Уа 57 ЦНИИПИ Государственного по делам изо Москва, Ж, Тираж 778Совета Мини открытийчаб д. 4,15 омитетаетенпй иаушская