Способ глушения газового фонтана

(23) Приоритет Е 21 В 35/00 1 ееуддрстаавай кемлтет СР ав делам лаебретевлЯ к еткрмтвЯОпубликовано 15.03.80. Бюллетень М 10 Дата опублнковання описания 20.03.80(54) СПОСОБ ГЛУШЕНИЯ ГАЗОВОГО ФОНТАНА Изобретение относится к области глушения открытых газовых фонтанов.Известен способ глушения фонтана взрывами 11. Способ требует большкх капитальных затрат, значительного объема подготовительных работ.Известен также способ глушения газового фонтана путем закачки в фонтанирующую скважину воды с последующим заполнецием ствола скважины утяжеленной промывочной жидкостью 121.Недостатком известного способа является необходимость при высокодебитных фонтанах прокачки задавочной жидкости с высокими расходами, в больших объемах и недостаточная эффективность глушения фонтана.Целью изобретения является повышение эффективности глушения газового фонта ца.Поставлеццая цель достигается тем, что, между закачкой воды и промывочцой жидкости заначивают последовательно ицгиби тор гиуцятооб 1 азонация, гцдратообразователь и вторую порцию ингибиторагидратообразования, причем воду закачивают в объеме 5-50 м, а гидратообраЬзователь закачивают охлажденным до температуры - 5-70 С.оПредлагаемый способ основан насвойстве некоторых газов и легколетучих жидкостей образовывать в определенных термодинамических условиях кристаллогидраты, причем, наиболее активнокристаллогидраты образуются на поверх-.ности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз,Природный газ, состоящий, в основном,из метана, сам является хорошим гидратообразователем. Однако, поступая изпродуктивного пласта с относительно высокой температурой, он зачастую це всостоянии образовывать гидраты привзаимодействии с выносимой параллельно пластовой водой или с водой злкачиваемой в ствол фонтанирующей скважиныс поверхности. В некоторых случаяхгидраты все таки образуются ца отцках+12 0 +8 3 0 35 3 7215 скважины. Однако, из-за цагретости стенок скважины за счет тепла выносимого потоком газа из глубинных пластов после образования гидратов сразу же начинается процесс их разложения на стенках скважины. В результате этого сцепление гидратов со стенкой уменьшается и они выносятся потоком газа на поверхность,В предложенном способе закачка жид кого гидратообразователя в фонтанирующую скважину обеспечивает снижение температуры потока газа и температуры стенок скважины за счет интенсивного теплообмена охлажденного гидратообраОценочные расчеты показывают, что25при дебите фонтанирующей скважины10 м/сут, температуре стенок скважины и выходящего газа 30 С скважиОна окажется закупоренной гидратамиуже после закачки 25 30 м жидкогоО ЗОпропана с температурой - 10 С. Такоенезначительное количество жидкого пропана может быть без труда доставленок фонтанирующей скважине,Как уже отмечалось, в качествежидкого гидратообразователя можетприменяться охлажденный метан, который может быть получен из соседнихработающих скважин и охлажден спомощью небольшой передвижной установки,Дпя обеспечения работоспособностипредлагаемого способа гидратообразователь должен бьггь отделен от последовательно.закачиваемых в скважинутехнологических жидкостей (воды и утяжеленной промывочной жидкости) порциями ингибитора гидратообразования,предотвращающими закупорку канала,соединяющего ствол фонтанирующей скважины с наземцым технологическим оборудованием, предназначенным для глушения фонтана.Предлагаемый способ осуществляетсяследующим образом. В фонтанирующуюскважину закачивают воду. В зависимости от коцкретцой ситуации закачкуводы производят либо через бурильныетрубы, либо через специально ыробуре 1 ьзоватсая нри входе в поток газа, вследствие чего вводимый гидратообразователь и природный газ будут интенсивнообразовывать кристаллогидраты на стенках скважины и уменьшать проходноесечение ствола скважины. В качестве жидкого гидратообразователя могут, например, использоваться жидкие пропан, фреон, метан и другие гидратообразователи. В таблице приведены полученные опытным путем отдель - ные данные равновесных условий некоторых гидратообразователей,ную наклонную скважину, В первом случае объем закачиваемой воды цевФлььки составляет Гм. Во втором случае этим объемом воды производятгидроразрыв с целью осушествлениясбойки стволов фонтанирующей скважиныи наклонной скважины для глушения фонтана. Поэтому в последнем случае объемзакачиваемой воды может составить до50 м.ЪЗакачка в скважину этой порции водынеобходима для удаления газа из канала, соединяющего закачиваюьцее оборудование с потоком газа. Это пр дотвраьнаетвозможное гидратообразовацие в указанном канале и обеспечивает дальнейшееуспешное проведение операций по глушению фонтана. Кроме этого, данный объемводы обеспечивает хорошую поверхность.раздела между последовательно закачи.ваемыми флюидами, что ььредотврашаетпрорыв газа к охлажденному гидратообразователю.Затем в фонтанируюььую скважинузакачивают буферный обь;ем ингибиторагидратообразования для предотвращенияобразования гидратов на границе водаохлажденный гидратообразователь. Проходя по соединительному каналу, ингибитор гидратообразовация, ьаприььер,метанол или раствор хлористого кальция,вытесняет отуда воду и ьоглошает влагу со стенок канала, лоьолцитеньцо снижая вероятность закуцоьки канаьа ь иьььгами,721523 Объем ингибиторв гидратообразования,закачиввемого в фонтанирующую скважину зависит, в основном, от тига канала,соединяющего оборудование с потоком газа и также, как и при закачке первойпорции воды, составляет 5-50 мф,После ингибитора гидрвтообразованияв фонтанируюшую скважину заквчиваютохлажденный до температуры -5-10 ОСгаз-гидратообразователь. Как следует 10из приведенной таблицы равновесныхусловий некоторых гидратообразователей,выбранный интервал температур обеспечивает образование гидратов в стволефонтанирующей скважины, Охлаждать15гидратообрвзователь ниже -70 С нецеОлесообразно, так как это может вызватьпереоалаждение и закупорку соединительного канала ингибитором гидратообразования. Верхний предел охлаждения гидратообразоввтеля определен из условияприменения в качестве гидрвтообразователя фреонв1 и в качестве ингибитора гидрвтообрвзования - хлористого кальция. Поднимать температуру гидратообразователя выше -5 ОС нецелесообразно,так как необходимо иметь запас фхолода"для охлаждения ствола скважины и газового потока.Объем охлажденного газа-гидратообразователя, который необходимо закачать в фонтанируюшую скважину для полной закупорки ствола скважины в некотором интервале, зависит от типа гидратообрвзователя, температурного режи мв фонтвнируюшей скважины, дебита, газа пластового давления и других факторов и может быть определен с помошью несложных расчетов, аналогичньга расчетам выполненным в приведенном ниже примере.Поступая в ствол фонтанирующей скважины охлажденный гидрвтообраэователь будет одновременно участвовать в трех процесс ва;образование гвзогидратов за счет взаимодействия охлажденного гидратообразоввтеля с капельной влагой нв стенках скважины и в потоке фонтанирующего газа;охлаждение газового потока и стенок скважины;испарение охлажденного гидрвтообрвзоввтепя зв счет его входа в высокоскоростной поток гвз (т.е. в область низкого статического давления) и эа счет этого дополнительное понижение температуры фонтвпируюп;с го потока и 6стенок скважины (т.е. создание благоприятныа условий для образования гвэогидратов в стволе скважины),В случае применения охлажденного метана вместо процесса испарения гидратообраэоввтеля будет иметь место процесс расширения охлажденного метана и его охлаждения по закону Джоуля-Томсона.После прекрвшения фонтанирования в скважину звкачивают порцию ингибиторагидратообрвзования и утяжеленную промывочную жидкость и проводят обычныеработы по ликвидации последствий аварийного фонтвнирования.Вторую порцию ингибитора гидратообразования эаквчивают для разделениятохлажденного гидратообразователя и утяжеленной промывочной жидкости. Для более эффективного разделения гидратообрвзоввтеля и утяжеленной промывочнойжидкости объем ингибиторв гидрвтообразоввния, квк и в первом случае, берут 5-50 м в зависимости от типа и размеров соединительного канала.Следует еше рвз отметить, что при отклонении от рекомендованных объемов закачки ингибитора гидратообразования будет иметь место снижение эффективности предложенного способа. Так, при превышении верхнего предела (50 мЬ) объема закачки неопрввдано возрастут затраты нв осушествление способа, а при закачке ингибитора в .объеме меньшем.5 м может произойти смешение охлажденного гидратообрвзователя и воды или утяжеленной промывочной жидкости, следствием чего явится закупорка соединительного канала.ля иллюстрации ниже приведен пример расчета технологических параметров предложенного способа, применяемого при глушении газового фонтана с относительно невысоким дебитом (10 максут).П р и м е р. Скважина фонтанирует с дебитом газа 10 м/сут, диаметр6ствола скважины 200 мм, температура стенок скважины +20 С, температураОгаза +30 С. Глушение фонтана производят через наклонную скважину, которая встречается со стволом фонтвнируюшей скважины на глубине 1000 м. Давление в стволе фонтанирующей скважины на глубине 1000 м -150 вт. Промъщочная жидкость - вода (1 г/см).Согласно изобретению, в наклонную скважину звквчивают воду и производят гидрорвзрыв пласта в зоне встречи .ство21523 7 7 лов скважин. На эту операцию расходуют 5-дО м воды. После закачки указаццог. Ъго объема воды в наклонную скважину эакачивают ингибитор гидратообраэовация для разделения воды и гидратообраэователя. Проходя по соединительному каналу, ингибитор гидратообразования, например, метанол или раствор хлористого кальция, поглощает влагу со стенок канала, дополнительно снижая вероятность закупорки канала гидратами. Объем ингибитора гидратообразования равен 5-50 м в зависимости от объема соединительного канала.После первой порции ингибитора в скважину закачивают охлажденный газгидратообраэователь, который попадая в ствол фонтанирующей скважины, создает в нем термодинамические условия благоприятные для образования иинтенсивного роста кристаллогидратов на стенках скважины, что влечет за собойуменьшение проходного сечения ствола скважины и, соответственно, уменьшение дебита скважины, вплоть до полного прекращения фонтанирования.В данном примере рассмотрен процесс изменения термодинамических условий в ствопе фонтанирующей скважины при закачке в нее в течение 10 мин жидкого пропана с температурой - 10 С и определен необходимый для закачки объем гидратообразователя и темпы его закачки. Расчеты основаны цл известныхтеплофизцческих свойствах газов-гидратообраэователей. 5 Формула изобретения 1. Способ глушения газового фонтанапутем эекачки в фонтанирующую скважи 1 О ну воды с последующим заполнениемствола скважины утяжеленной промывочной жидкостью, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективности глушения фонтана, между закачкой воды и промывочной жидкости закачивают последовательно ингибитор гидратообразования, гидратообразователь ивторую порцию ингибитора гидратообразования.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что воду эакачивают вобъеме 5-50 мф, а гидратообразовательэакачивают охлажденным до температуры.5-70 С.25Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Разработка и эксплуатация морскихнефтяных и газовых месторождений.Научно-технический сборник, АзНТИ,30вып. 8, 1966, с. 26-29.2. Мапеванский В. Д. Открытые газовые фонтаны и борьба с ними- М.,Гостоптехиздат, 1963, с. 183-199, Составитель С. ПлотницкийРедактор Т. Авдейчик Техред М. ПеткоКорректор Я. ВеселовскаяЗаказ 93/25 Тираж 926 ПоддисноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектцая, 4