Патент на изобретение №2203392
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СМЯТИЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ СКВАЖИНЫ В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД
(57) Реферат: Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования при строительстве и эксплуатации всех категорий нефтяных, газовых и нагнетательных скважин в районах распространения многолетнемерзлых пород (ММП). Способ включает использование канала вдоль стенок обсадной колонны нагреваемого нагревательным элементом для вывода по нему и сброса избытка жидкости из каверны, последовательное замораживание каверны снизу вверх, поддержание канала в растепленном состоянии выше замораживаемой каверны. Для сброса избытка жидкости из каверны используют искусственно созданный в непосредственной близости от обсадной колонны вдоль ее стенок на глубину залегания ММП полый дренажный канал в виде колонны фильтрующих труб, оборудованных нагревательным элементом. Нагревательный элемент выполнен с возможностью обеспечения его замены, оснащения автоматическими средствами контроля и управления подачей на него электроэнергии. Продолжительность поддержания дренажного канала в растепленном состоянии определяется продолжительностью полного промерзания каверны, о чем будет свидетельствовать прекращение сброса жидкости из дренажного канала и автоматическое отключение подачи электроэнергии на нагревательный элемент. Снижаются затраты для получения исходных данных и на проведение способа, исключаются дополнительные мероприятия и затраты для продолжения строительства и возобновления эксплуатации скважин, возможности контроля за проведением процесса и его окончанием. 1 ил. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования при строительстве и эксплуатации всех категорий (нефтяных, газовых и нагнетательных) скважин в районах распространения многолетнемерзлых пород. Известен способ предотвращения смятия обсадной колонны в зоне многолетнемерзлых пород, включающий перепуск избытка жидкости из промерзающей каверны в обсадную колонну (а.с. 717294, Е 21 В 36/00, 1978 г.). Недостатки способа – сложность конструкции обсадных труб и необходимость бурения скважины увеличенного диаметра (из-за наличия кожухов на обсадной колонне). Известен также способ предотвращения смятия обсадных колонн в зоне ММП, включающий образование канала вдоль стенок обсадной колонны путем ее нагрева и сброс избытка жидкости из каверны по образованному каналу. Каверны последовательно замораживают снизу вверх, поддерживая в растепленном состоянии канал выше замораживаемой каверны, а нагрев обсадной колонны осуществляют путем циркуляции внутри ее подогретой жидкости (а.с. 857445, Е 21 В 43/00, 1981 г.). Недостатками известного способа являются необходимость длительной циркуляции подогретой жидкости через спущенные в скважину трубы, дополнительный спуск датчиков температуры для контроля за моментом промерзания каверн, длительность процесса направленного размораживания водосодержащих масс в заколонном пространстве, что требует содержать рабочую бригаду на буровой для проведения работ и контроля. Известен также способ предотвращения смятия обсадной колонны в период длительного простоя скважины в зоне многолетнемерзлых пород, включающий образование канала вдоль стенок обсадной колонны путем его нагрева и сброс избытка жидкости из каверны по образованному каналу, последовательное замораживание каверн снизу вверх. Поддержание канала в растепленном состоянии выше замораживаемой каверны осуществляют смесью, выделяющей теплоту при экзотермической реакции. Замораживание каверны производят смесью, поглощающей теплоту при эндотермической реакции взаимодействия компонентов. Количество и скорость выделения и поглощения теплоты реакции смесей регулируют изменением их вещественного состава в зависимости от расположения каверн по глубине и температуре многолетнемерзлых пород (патент РФ 2039867, Е 21 В 36/00, 20.07.95 г.). Недостатками известного способа являются: – высокая стоимость и сложность получения исходных данных для проведения необходимых расчетов; – необходимость проведения спуско-подъемных операций с привлечением подъемника и насосного оборудования для закачки смесей в эксплуатационную колонну; – необходимость утяжеления бурового раствора до плотности используемых смесей или установке дополнительного цементного моста или пакера в скважине с целью предотвращения естественного их смешивания; – необходимость последующего разбуривания цементного камня в эксплуатационной колонне для возобновления дальнейшего строительства скважины или продолжения ее эксплуатации, что связано с уменьшением внутреннего диаметра колонны и возможными осложнениями; – непредсказуемость и отсутствие возможностей контроля за результатами проведенных мероприятий; – невозможность осуществления данного способа на действующих эксплуатационных и нагнетательных скважинах без их остановки; – невозможность утилизации вытесняемой из каверны жидкости. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ предупреждения смятия обсадных колонн в зоне многолетнемерзлых пород, выбранный в качестве прототипа, включающий образование канала вдоль стенок обсадной колонны и сброс избытка жидкости из каверны по образованному каналу, последовательное замораживание каверн снизу вверх. Поддержание канала в растепленном состоянии выше замораживаемой каверны осуществляют пропусканием электрического тока от источника питания через термостойкий кабель, расположенный на наружной поверхности эксплуатационной колонны. Равномерное замораживание каверны обеспечивается постепенным снижением мощности теплового поля в течение времени замерзания растепленных пород (а.с. 583286, Е 21 В 36/00, 1977). Недостатками известного способа являются: – возможность его реализации только лишь в процессе строительства скважины; – невозможность его реализации для любых категорий скважин, находящихся в эксплуатации и не оборудованных ранее в процессе их строительства данной системой защиты эксплуатационных колонн; – невозможность замены нагревательного элемента (термостойкого кабеля) в случае выхода его из строя. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке способа предотвращения смятия обсадной колонны при строительстве и эксплуатации любых категорий скважин (нефтяных, газовых и нагнетательных), в случае вынужденной длительной их остановки, обеспечивающего надежность и прочность крепи скважины, замену нагревательного элемента и реализацию данного способа для любой категории скважин как в процессе строительства, так и на любой стадии их эксплуатации. Технический результат заключается в снижении затрат для получения исходных данных и на проведение способа, исключении дополнительных мероприятий и затрат для продолжения строительства и возобновления эксплуатации скважин, возможности контроля за проведением процесса и его окончанием. Он достигается тем, что в способе предотвращения смятия обсадной колонны скважины в зоне многолетнемерзлых пород, включающем использование канала вдоль стенок обсадной колонны нагреваемого нагревательным элементом для вывода по нему и сброса избытка жидкости из каверны, последовательное замораживание каверны снизу вверх, поддержание канала в растепленном состоянии выше замораживаемой каверны, для сброса избытка жидкости из каверны используют искусственно созданный в непосредственной близости от обсадной колонны вдоль ее стенок на глубину залегания ММП полый дренажный канал в виде колонны фильтрующих труб, оборудованных нагревательным элементом с возможностью обеспечения его замены, оснащения автоматическими средствами контроля и управления подачей на него электроэнергии. Причем продолжительность поддержания дренажного канала в растепленном состоянии определяется продолжительностью полного промерзания каверны, о чем будет свидетельствовать прекращение сброса жидкости из дренажного канала и автоматическое отключение подачи электроэнергии на нагревательный элемент. На чертеже представлена схема осуществления способа предотвращения смятия обсадной колонны скважины в зоне многолетнемерзлых пород. Способ предотвращения смятия обсадной колонны скважины в зоне многолетнемерзлых пород включает создание полого дренажного канала 1 в непосредственной близости от обсадной колонны 2, вдоль ее стенок на глубину залегания ММП, путем спуска в каверну 3 колонны фильтрующих труб 4, оборудованных нагревательным элементом 5 с возможностью обеспечения его замены. При остановке процессов строительства (бурения) или эксплуатации скважины изменяется температурный режим (температура понижается) в стволе и околоствольной части скважины из-за прекращения движения растворов или добываемой продукции, начинается обратный процесс промерзания пород в каверне 3, который сопровождается вытеснением жидкости из каверны в дренажный канал 1. Поддержание дренажного канала в растепленном состоянии и предотвращение его от замерзания осуществляют подачей электроэнергии на нагревательный элемент 5. Продолжительность поддержания дренажного канала в растепленном состоянии определяется продолжительностью полного промерзания каверны, о чем будет свидетельствовать прекращение выхода жидкости из дренажного канала и автоматическое отключение подачи электроэнергии на нагревательный элемент. Таким образом, предлагаемый способ, оснащенный автоматическими средствами контроля и управления подачей электроэнергии на нагревательный элемент, является саморегулирующимся. Способ обеспечивает утилизацию вытесняемой из каверны жидкости, что отвечает экологическим требованиям и позволяет использовать ее на технические нужды. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.12.2003
Извещение опубликовано: 10.03.2006 БИ: 07/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
