Способ теплоизоляции скважин

О П И С А Н И Е) 878909ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. 21 В 43 исоединением заявки Лев Государственный комите СССР3) Пр нор итетв ано 07.11.81. Бюллетень чЪ 4 3) УДК 622,245,53(088.8) 43) Опублико по делам изобре и открытий(45) Дата опубликования описчния 07,11.81 И, И, Маслов, А. Р. Гаруш . М. Завертайлозводственное объединениеим методам добычи нефти оюзтерм нефть.ВЯ;,.1; ед,т .М ИЗОЛЯЦИИ СКВАЖИ 54) СПОСОБ Т Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к вторичным способам добычи нефти с применением тепла и может быть также использовано как для предотвращения оттаиваниягрунта вокруг скважин в районах вечноймерзлоты, так и для предотвращения охлаждения высоковязкой нефти при ее подьеме с больших глубин.Известен способ теплоизоляции скважин путем заполнения кольцевого пространства элементарной серой 1),Зтот способ позволяет мак нмально увсНедостатки этого способа заключаютсяв том, что верхняя граница температурногоинтервала допустимого применения серы,определяемая точкой плавления серы 112 -119 С, исключает ее эффективное использование при гермических методах добычи, использующих пар с высокими параметрами;сравнительно большая плотность серы(1,96 - 2,07 г/смз) при значительной толщине слоя приводит к существенному утяжелению конструкции, что сопряжено с возможностью обрыва эксплуатационной колонны; теплозашитные свойства серы в несколько раз хуже обычных теплоизоляционных материалов, например, коэффициенттеплопроводности серы почти на порядок величины больше такового для пористглх материалов, например пористого полистирола (0,26 против 0,03 ккал (м ч град).Известен способ теплоизоляции скважин, включающий формирование тепло- изоляционного материала путем подачи н затрубное пространство смеси компонентов и последующую циркуляцию пара по НКТ (насосно-компрессорньтм трубам) 2).Недостаток такого способа заключается в том, что труба может быть покрыта лишь сравнительно тонким слоем теплоизоляцнонного материала, что снижает эффективность теплоизоляции скважины,Целью изобретения является повышеннеэффективности теплоизоляции скважины.Цель достигается тем, что в качестве смеси компонентов используют смесь сырой нефти н олеума при их объемном соотношении 1: 1 - 1,; 1,5 при температуре н выше 100 С, а циркуляцию пара по насосно-компрессорным трубам осуществля ют при температуре 200 - 260 С до полного отверждения смеси в пористый продукт.Технология приготовления исходной смеси состоит в медленном смешении сырой нефти с олеумом (т .е. дымящей серной кислотой) плотностью 1,94 - 2,0 г/см при температуре не выше 100 С до конечного соотношения компонентов нефть: олеум =31: 1,0 - 1,5, При этом олеум прилцвас 1 ся к нефти, а не наоборот. Необходимо такке следить за температурой смеси, не допуская ее саморазогрева выше 100 С, в противном случае может произойти отверждение. Образующаяся при таких условиях конечная система (названная исходной смесью) представляе 1 собой гомогенную жидкую смесь продуктов, главным образом, реакций сульфирования углеводородов и непрореагировавшей серной кислоты. Исходная смесь хорошо растворима в воде ц вполне устойчива во времени при комнатной температуре.Температура вспучиваг 1 ия ц отверждения исходной смеси зависит от соотношения в ней нефти и олеума и от концентрации в олеуме свободного серного ангидриа, сдвигается в сторону меньших значений при увеличении в исходной смеси относительного содеркания олеума и серного ангидрида в нем. Эта температурная зависимость невелика при изменении соотношения нефть. : олеум от 1: 1 до 1; 1,5 и увеличения содержания свободного серного ангидрида от 20 до 40% температура отверждения может изменяться в пределах 120 - 1 б 0 С.Пример 1 . В стакан, содержащий 100 см сырой нефти Смоленского месторождения, при псремешивании и максимальной температуре саморазогрева 85 С прилито 105 см олеума (марки Ч) плотности 2,0 г/см. Половина полученной смеси была помещена в термостат с температурой 120 С. Через 15 мцн содержимое стакана начало вспучиваться и увеличиваться в объ. еме; процесс длился около получаса, после чего содержимое стакана, уве,тичивши:ь в в объеме примерно в 4 раза, затвердело во вспененном состоянии в пористую массу плотностью 0,45 г/смз.Вторая половина полученной смеси выдерживалась в закрытом стакане 7 б суток при комнатной температуре, после чего там же подверглась прогреванию в термостате прц температуре 140 С, Примерно через 20 - 25 мин от начала прогревания со держимое.стакана превратилось в высоко- пористый твердый продукт, Образцы пористого продукта, полученные в обоих опытах, были подвергнуты термообработке на воздухе прц температуре 300 С в течение 3 ч. При этом видимых изменений образцов це обнаружено за исключением небольшого (на 10 - 12%) уменьшения их объемаПример 2. Исходная смесь, полученная из сырой нефти 1 Ъ горизонта Анастасиевско-Троицкото месторо 14 дец 1 ия и технического олеума плотностью 1,94 г/см в соотношении нефть: олеум = 1: 1,5 при температуре саморазогрсва 92 - 98 С была помепсена в мерном стакане в воздушный термостат при температуре 150 С. Через 25 мин из стакана был извлечен образец высоко- пористого продукта отверждения, по свое 878909 45 50 55 60 такового температура колонны будет достигать 160 С. 5 10 15 20 25 Зо 35 40 4му объему и 2,5 раза превышающий объем взятой для отверждения исходной смеси.Вторая часть исходной смеси отверждалась при той же температуре в металлической форме диаметром 150 мм и высотой 20 мм. После промывки в бецзоле, ацетоне и воде и высу 1 цивании полученного образна отверкдения был определен его коэффцгиеснт теплсопрсводцостц с помощью бипалориметра по стандартной методике, который оказался равным 0,05 ккал (м ч град)Порядок и режим осуществления предлагаемого способа на конкретном примерс оьной патрон агнетательной сквак 11 цы месторокдения Зыбза (Южно-Карский участок) Краснодарского края приведен ниже.Согласно технологическому плацу ца специально приготовленной площадке производится приготовление расчетного обьема исходной смеси путем смешивания технического олеума с нефтью в агрегате 4 ЦР в соотношении 1: 1,5, причем олеум добавляется постепенно в нефть при постоянном перемешиваниц и контроле за температурой, которая цс должка подниматься выше 100 С.Выбранная для обработки скважина оборудуется трехдюймовыми насосно-комп- рессорными трубами, в которые опускаются полуторадюймовые НКТ для циркуляции пара. Приготовленная исходная сМесь доставляется на скважину в кислотном агрегате, который привязывается к затрубному пространству. Закачку исходной смеси производят в затрубное пространство, Прокачку пара с температурой 250 в 2 С через систему насосно-компрессорных труб начинают после заполнения исходной смесью 2/3 затрубного пространства, После закачки расчетного объема подача исходной смеси в скважину прекращается и далее ведется наблюдение за поведением системы с целью установления начала отверждения смеси.Поскольку перед отверждением исходная смесь вспенивается и многократно увеличивается в объеме, началу отверждения будет соответствовать прекращение перелива вспененной смеси из затрубцого прос 1- ранства в агрегат. После этого затрубцос пространство закрывается, а закачка пара продолкается еще в течение 15 - 20 мин. По окончании операции отверждения циркуляционные трубы извлека 1 отся из скважины, и скважисца подкл 1 очастся к ца;цетанию пара в пласт.В условиях опытного участка 1 ОжноКарского месторождения Зыбза температура ос адной колонны через 720 ч цсцрерывной эксплуатации при применении в качестве теплоизоляционного материала предлагаемого пористого отверкденного продукта будет примерно 52 С. Прц отсутствии жс878909 Составитель Н, ХарламоваТекред А. Камышиикова Коректор Т, Добровольская Редактор Л. Павлова Заказ 8759 Изд.560 Тираж 634 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенийоткрытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома 5 формула изобретенияСпособ теплоизоляции скважин, включающий формирование теплоизоляционного материала путем подачи в затрубное пространство смеси компонентов и последующую циркуляцию пара по НКТ, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности теплоизоляции скважины, в качестве смеси компонентов используют смесь сырой нефти и олеума при ик объемном соотношении 1: 1 - 1: 1,5 при темпера 6туре не выше 100 С, а циркуляцию пара по насосно-компрессорным трубам осуществляют при температуре 200 - 260 С до полного отверждения смеси в пористый про дкт. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Г 1 атент СШЛ М 4062405, кл. 166-272,10 опублик. 1978.2. Патент США Ъ 3861469, кл. 166-303,опублик. 1975 (прототп 1).