способ предотвращения образования гидратных и гидратоуглеводородных отложений в скважине

Формула изобретения

Способ предотвращения образования гидратных, газогидратных и гидратоуглеводородных отложений в скважине, включающий выявление потенциальных зон образования отложений, размещение в насосно-компрессорных трубах и/или в затрубном пространстве последовательно по глубине выявленных потенциальных зон образования отложений ультразвуковых излучателей, оценку текущих значений устьевого давления и дебита и осуществление периодического акустического воздействия с частотой колебаний 15-100 кГц и интенсивностью 0,2-5 Вт/см ² на потенциальные зоны отложений по мере фиксирования предельно допустимого отклонения устьевого давления и дебита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области добычи углеводородов, а именно к методам предотвращения образования гидратных, газогидратных и гидратоуглеводородных (гидратопарафиновых, гидратосмолистоасфальтеновых) отложений в скважинах, особенно эксплуатируемых в многолетнемерзлых породах.

Известен способ предупреждения гидратообразования в нефтяных эксплуатируемых скважинах, заключающийся в периодическом закачивании в межтрубное пространство скважины обезвоженной нефти (Обзорная аналитическая информация. Серия «Нефтепромысловое дело». - М.: ВНИИОЭНГ, №15, 1986).

Однако данный способ обладает низкой эффективностью и требует значительных энергозатрат, т.к. для его осуществления необходима обезвоженная нефть при достаточно высокой частоте промывки скважины.

Известен способ предупреждения гидратообразования в нефтяных эксплуатируемых скважинах путем закачки в межтрубное пространство обезвоженной нефти с последующей подачей раствора ингибитора гидратообразования (RU №2065925, Е21В 37/00, 1992).

Данный способ предупреждения гидратообразования в сравнении с предыдущим способом позволяет сократить расход нефти на прокачки, но требует дополнительных расходов, связанных с установкой систем хранения, транспорта и подачи ингибитора в скважину. Недостатком данного способа также является низкая эффективность и значительные энергозатраты.

Также известен способ предотвращения образования гидратных и гидратоуглеводородных отложений в скважине, предусматривающий периодическое нагнетание в скважину ингибиторов гидрато- и парафинообразования, в частности метанола (Обзорная аналитическая информация: серия «Нефтепромысловое дело». М.: ВНИИОЭНГ, №1, 1986).

Недостатком известного способа является их высокая трудоемкость и себестоимость, а также загрязнение окружающей среды.

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ предотвращения образования ледяных, газогидратных и гидратопарафиновых отложений, заключающийся в том, что выявляют зоны локального понижения температуры пород с определением температуры на внутренней стенке эксплуатационной скважины и глубины динамического уровня нефти, а затем осуществляют повышение температуры или понижение давления в затрубном пространстве соответственно выше температуры или ниже давления гидратообразования пластовой нефти на величину, зависящую от определенных значений температуры и глубины динамического уровня нефти, при этом с увеличением температуры гидратообразования повышают температуру или понижают давление в затрубном пространстве. По данному способу повышение температуры в затрубном пространстве для предупреждения образования гидратов осуществляют путем пропускания электрического тока через кабель, состоящий из участков, имеющих различное электросопротивление, а также при повышении температуры в затрубном пространстве осуществляют понижение давления в интервале значений предупреждения образования гидратов от рабочего до атмосферного (RU 2194150, Е21В 36/04, 2001).

Указанный способ требует постоянного контроля за изменением температуры и давления образования гидратов при добыче нефти и в особенности при добыче газа, что связано с изменением термобарических условий, гидродинамических условий течения в скважине добываемого флюида и дебита скважин и соответственно с необходимостью регулярного определения зон образования гидратов и изменения участков электросопротивлений для теплового предупреждения образования гидратов.

Существенными недостатками данного способа являются также значительные энергозатраты, обеспечение эффективности работы только в нефтяных скважинах, а также сложность работ при обслуживании и капитальном ремонте данных скважин.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности предотвращения образования гидратов в нефтяных и газовых скважинах и снижение энергозатрат.

Поставленная задача решается тем, что способ предотвращения образования гидратных, газогидратных и гидратоуглеводородных отложений в скважине включает выявление потенциальных зон образования отложений, размещение в насосно-компрессорных трубах и/или в затрубном пространстве последовательно по глубине выявленных потенциальных зон образования отложений ультразвуковых излучателей, оценку текущих значений устьевого давления и дебита и осуществление периодического акустического воздействия с частотой 15-100 кГц и интенсивностью 0,2-5 Вт/см ² на потенциальные зоны отложений по мере фиксирования предельно допустимого отклонения устьевого давления и дебита.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что непосредственно при течении в скважине добываемого флюида на критические зоны, т.е. на потенциальные зоны образования гидратных, газогидратных и гидратоуглеводородных отложений, оказывают акустическое воздействие ультразвуковой волной частотой 15-100 кГц и интенсивностью 0,2-5 Вт/см² посредством акустических излучателей, конструктивно встроенных в трубах НКТ или расположенных в трубном пространстве НКТ в местах возможного максимального образования отложений в скважинах. При этом указанное воздействие осуществляют при фиксировании предельно допустимых отклонений устьевого давления и дебита и до достижения ими рабочих значений.

Выбор диапазонов частоты и интенсивности акустического воздействия обусловлен составом добываемого флюида, его потенциальным количеством, а также гидродинамическими условиями течения флюида в скважине. Способ осуществляют следующим образом. Предварительно выделяют в разрезе скважине на основе термобарических расчетов, оценки устьевого давления и температуры и их распределения по длине скважины, с учетом температуры и залегания вечномерзлых пород, а также дебита участки в трубном и затрубном пространствах, в которых возможно образование гидратных, газогидратных и гидратоуглеводородных отложений. Затем в области выделенных зон размещают акустические излучатели, которые конструктивно встраивают в НКТ или в затрубное пространство.

Акустическое воздействие осуществляют периодически путем управления работой излучателей, то есть включения и отключения их в зависимости от текущих регистрируемых значений устьевого давления и дебита. Достижение текущих значений давления и дебита до рабочих свидетельствует о нормальном режиме эксплуатации скважины, а отклонение текущих значений устьевого давления и дебита от рабочих - о наличии предельно допустимой величины отложений.

С момента начала работы по акустическому воздействию на гидратные, газогидратные и гидратоуглеводородные отложения и до их завершения ведется постоянный замер давления на устье скважины и дебита скважины, а также при технической возможности ведется оценка количества минеральной примеси в ловушке скважинного трубопровода. Для оценки характера и степени воздействия акустического поля на гидратные и гидратоуглеводородные отложения после завершения каждого этапа работ в скважине проводится промысловый комплекс геофизических исследований (ГИС) и газодинамические исследования для введения коррекций на работу акустических излучателей. Шаг размещения излучателей по глубине зависит от протяженности отложений и их характеристики, в том числе условий залегания.

Ниже приведен пример обработки скважин Мастахского газоконденсатного месторождения, иллюстрирующий данное изобретение, но не ограничивающий его.

В скважине с залеганием продуктивного пласта на глубине 3220-3228 м с регулярным образованием гидратных, газогидратных и гидратоуглеводородных отложений в виде пробок длиной до 400 м в НКТ в предварительно выявленной зоне возможного образования гидратов были встроены устройства по созданию ультразвукового поля с частотой волны 25 кГц и интенсивностью 2 Вт/см ², работающие в режиме автоматического включения. Выявление указанной зоны осуществлялось на базе информации, полученной в ходе проведения комплекса геофизических исследований. В процессе акустического воздействия производили постоянный контроль давления на устье скважины и ее дебита. Значения последних сохранялись практически постоянными в течение длительного времени. Включение акустических излучателей производили не более одного раза в 5-8 дней в течение 0,5-1,5 часов.