Спосіб експлуатації свердловини

1. Спосіб експлуатації свердловини, що включає електричне нагрівання продукції свердловини, керування електричною потужністю нагрівання і вимірювання температури, який відрізняється тим, що нагрівання продукції свердловини здійснюють постійно в М точках стовбура свердловини, у кожній з яких температура продукції свердловини досягла температури, що перевищує не більше ніж на 5-10 градусів температуру, при якій можлива втрата текучості продукції свердловини, що має у своєму складі асфальтени і смоли, чи можливий початок утворення й осадження на внутрішніх стінках насосно-компресорних труб парафінів і тому подібного, шляхом нагрівання труб окремих секцій насосно-компресорних труб, що нагріваються, за U 2 14354 1 3 14354 4 матеріалу пробки в розплавлений стан включенловини в М точках стовбура свердловини шляхом ням електронагрівника і додатковий прогрів узнагрівання труб окремих секцій насоснодовж усієї довжини багатожильного кабелю. Одкомпресорних труб, що нагріваються, включення нак, відсутність постійного нагрівання продукції нагрівання відразу після встановлення в свердлосвердловини не дозволяє запобігти утворення вину колони насосно-компресорних труб із секціягідратних і парафінових пробок, унаслідок чого при ми, що нагріваються, і запуску свердловини, вимиутворенні пробки свердловина припиняє роботу і кання нагрівання і зменшення потужності каналу до закінчення ліквідації пробки і підйому електроблока електроживлення j-ої точки нагрівання, де нагрівника на поверхню землі не може бути запуj=1, 2, ..., М, на установлену величину при досягщена в роботу. ненні обмірюваною температурою на поверхні Відомий спосіб ліквідації крижаних, гідратних і труби секції, що нагрівається, j-ої точки нагрівання парафінових пробок у свердловині [Патент РФ максимального встановленого значення, а, після №1739011, кл. Е21В43/00, Е21В37/06, Бюл. №21, цього, включення нагрівання в j-ої точці при досяг1992], що включає її прогрівання надвисокочастоненні обмірюваною температурою на поверхні труби секції насосно-компресорних труб, що нагрітною енергією в частотному діапазоні 0,005 30Ггц вається, заданого значення знижує вихід продукції і наступне видалення продуктів розплаву, при свердловини через зменшення прохідного переріцьому перед прогрівом у свердловину накачують зу її стовбура і збільшення гідравлічного опору рідину з щільністю, що перевищує щільність води, унаслідок введення в свердловину електронагрівдля зниження теплообміну продуктів розплаву зі ника, а також через те, що включення електронастінками свердловини. гріву свердловини при зменшенні обсягу виходу Даний спосіб ліквідації крижаних, гідратних і рідини (газу) через свердловину до встановленого парафінових пробок у свердловинах так само, як і значення веде до того, що в свердловині на внутспосіб експлуатації, що заявляється, свердловини рішній поверхні насосно-компресорних труб вже включає нагрівання продукції свердловини. Однак, почалося осадження парафінів (чи гідратів), що нагрівання продукції свердловини за допомогою також зменшує прохідний переріз свердловини і надвисокочастотної енергії не дозволяє запобігти знижує вихід продукції свердловини, крім того, утворення крижаних, гідратних і парафінових провідомий спосіб застосуємо тільки при фонтанному бок, унаслідок чого при утворенні пробки свердлоспособі видобутку нафти і не застосуємо при інвина припиняє роботу і до закінчення ліквідації ших способах видобутку нафти, наприклад, при пробки не може бути запущена в роботу, крім того, способах з використанням насосів. застосування надвисокочастотної енергії вимагає В основу корисної моделі поставлена задача розробки і використання спеціальних заходів для удосконалення способу експлуатації свердловини захисту персоналу від впливу надвисокочастотної шляхом попередження втрати текучості нафтою й енергії. попередження утворення пробок, що дозволяє Найбільш близьким по технічній сутності є збільшити вихід продукції свердловини і розширипристрій для нагрівання свердловини і спосіб підтти область застосування способу. римки її теплового режиму (Патент РФ №2029069, Поставлена задача вирішується тим, що у вікл. Е21В37/00, Бюл. №5, 1995), що включає нагрідомому способі експлуатації свердловини, що вання продукції свердловини шляхом введення в включає електричне нагрівання продукції сверднеї нагрівача, електрично зв'язаного з джерелом ловини, керування електричною потужністю нагріживлення, керування подаваною електричною вання і вимір температури, згідно корисної моделі потужністю до встановлення заданого теплового нагрів продукції свердловини роблять постійно в М режиму в свердловинних трубах, при цьому відпоточках стовбура свердловини, у кожної з яких темвідними заданими співвідношеннями зв'язані температура продукції свердловини досягла темперапература t1 рідини (газу), що нагрівається в свердтури, що перевищує не більш, ніж на 5-10 градусів, ловині і температура t2 плавлення парафіну, температуру, при якій можлива втрата текучості кількість електричної електроенергії Q, поданої в продукцією свердловини, що має у своєму складі одиницю часу, і кількість m рідини (газу), що нагріасфальтени і смоли, чи можливий початок утвовається нею, температура t3 свердловинної труби і рення й осадження на внутрішніх стінках насоснотемпература t4 поверхні, що нагрівається, і знакомпресорних труб парафінів і тому подібного, чення робочого струму Іроб і мінімальний струм Іmin шляхом нагрівання труб окремих секцій насоснонеобхідний для запобігання осадження парафіну, компресорних труб, що нагріваються, за допомоа керування поданою електричною потужністю гою нагрівальних елементів, установлених на зовздійснюють автономним блоком керування теплонішню поверхню труби секції, що нагрівається, вого режиму шляхом включення електронагріву вимір температури здійснюють на поверхні труби свердловини при зменшенні обсягу виходу рідини кожної секції, що нагрівається, на її верхньому (газу) через свердловину до встановленого знакінці, нагрівання включають відразу після установчення і вимикання електронагріву свердловини ки в свердловину колони насосно-компресорних при досягненні встановленої максимальної темпетруб із секціями, що нагріваються, і запуску свердратури рідини (газу). ловини, при досягненні обмірюваною температуДаний спосіб підтримки теплового режиму рою на поверхні труби секції, що нагрівається, у jсвердловини так само, як і спосіб експлуатації ої точці нагрівання, де j=1,2, ..., М, максимального свердловини, що заявляється, включає нагрівання встановленого значення виключають нагрівання і, продукції свердловини, керування електричною крім того, зменшують електричну потужність канапотужністю нагрівання і вимір температури. Однак, лу блока електроживлення j-ої точки нагрівання на відсутність постійного нагрівання продукції сверд 5 14354 6 установлену величину, а включають нагрівання в j9-m з'єднані в колону насосно-компресорних труб ої точці нагрівання при досягненні обмірюваною 3, і центраторів 10, що приварені до кінців відповітемпературою на поверхні труби секції, що нагрідних труб 3 секцій, що нагріваються, 9-1, 9-2, ..., 9вається, заданого значення, при цьому задане m і центрують їх в обсадній колоні 2, блок електзначення температури вибирають таким, щоб до роживлення 11, вимірювально-керуючий блок 12, наступної точки нагрівання чи до устя продукція перший, другий, ... і m-ий вимірювальні виходи свердловини дійшла з температурою, що перевиякого з'єднані відповідно з першим, другим, ... і mщує на 5-10 градусів температуру, при якій можлиим виходами блока електроживлення 11, до входів ва втрата текучості продукцією свердловини, що керування якого підключені керуючі виходи (Vмає у своєму складі асфальтени і смоли, чи можвиходи) вимірювально-керуючого блока 12, виходи ливо начало утворення й осадження на внутрішніх блока електроживлення 11 з першого по m-ий стінках насосно-компресорних труб парафінів і об'єднані в живильний кабель 13, а нульовий вихід тому подібного. блока електроживлення 11 з'єднаний з нульовим Введення постійного нагрівання продукції свевиходом вимірювально-керуючого блока 12 і з рдловини в М точках стовбура свердловини шлятрубою 3, електричні роз'єми 14-1, 14-2, ..., 14-m, хом нагрівання труб окремих секцій насоснощо встановлені у верхні центратори 10 відповідкомпресорних труб, включення нагрівання відразу них секції, що нагріваються, 9-1, 9-2,..., 9-m, датчипісля установки в свердловину насосноки температури 15-1, 15-2, ..., 15-m (див. Фіг.2), компресорних труб із секціями, що нагріваються, і кожний з яких за допомогою клею з високою тепзапуску свердловини, вимикання нагрівання і змелопровідністю і теплостійкістю закріплений на зовншення потужності каналу блок електроживлення нішній поверхні труби 3 відповідної секції, що наj-ої точки на установлену величину при досягненні грівається, 9-1, 9-2,..., 9-m під її верхнім обмірюваною температурою на поверхні труби центратором 10, кожна жила живильного кабелю секції, що нагрівається, у j-ої точці нагрівання мак13 підключеначерез відповідний електричний росимального встановленого значення, а, після цьоз'єм 14-1, 14-2,..., 14-m до входу живлення - живиго, включення нагрівання в j-ої точці при досягненльній шині відповідної секції, що нагрівається, 9-1, ні обмірюваною температурою на поверхні труби 9-2,..., 9-m і до входу відповідного датчика 15-1, секції, що нагрівається, заданого значення дозво15-2,..., 15-m, вихід кожного з який з'єднаний із ляє збільшити вихід продукції свердловини. Так, трубою 3 відповідної секції, що нагрівається, 9-1, постійне нагрівання продукції свердловини в М 9-2,..., 9-m, тобто труба 3 є нульовим входом секточках стовбура свердловини попереджає втрату цій, що нагріваються, 9-1, 9-2,..., 9-m. текучості продукцією, що має у своєму складі асСекція, що нагрівається, 9-і (Фіг.2), де і=1, 2, ..., фальтени і смоли, і утворення парафінових і гідраm, є частиною колони насосно-компресорних труб тних пробок у насосно-компресорних трубах, що 3 і містить живильну шину 16, що є входом живведе до збільшення виходу продукції, при нагрілення секції, що нагрівається, 9-і, підключена до ванні також знижується в'язкість продукції свердроз'єма 14-і і розташована по направляючій зовніловини, що теж збільшує її вихід. Крім того, пропошній поверхні труби 3 секції 9-і, труба 3 секції 9-і є нований спосіб експлуатації свердловини може її нульовим входом, нагрівальні елементи 17-1-1, бути використаний при будь-яких способах видо17-1-2,..., 17-1-n, 17-2-1, 17-2-2, ..., 17-2-n, ..., 17-kбутку нафти, тому що прохідний переріз свердло1, 17-k-2, ..., 17-k-n, що за допомогою клею з висовини не перекривається ніякими пристроями, і не кою теплопровідністю і теплостійкістю закріплені вимагає зупинки свердловини для введення нагріна зовнішній поверхні труби 3 секції 9-і рівномірно, вача як це вимагають відомі способи. при цьому нагрівальні елементи з першого по n-ий На кресленнях приведені: утворять ряди по окружності, а нагрівальні елемеФіг.1 - схема свердловини і блок-схема принти рядів з першого по k-ий розташовані по напрастрою, що реалізує спосіб (приклад виконання); вляючим зовнішньої поверхні труби 3 секції 9-і, Фіг.2 - схема секції насосно-компресорної труз'єднувальні проводи 18-r-1, 18-r-2, ..., 18-r-(n+1), би, що нагрівається; де r=1, 2, ..., k, з яких з'єднувальний провід 18-r-1 Фіг.3 - переріз пристрою по А-А, на якому поз'єднує перший у r-ому ряді нагрівальний елемент казаний центратор. 17-r-1 з живильною шиною 16, з'єднувальні провоДля пояснення реалізації способу експлуатації ди 18-r-2, ..., 18-r-n з'єднують послідовно нагрівасвердловини на Фіг.1 приведена схема свердлольні елементи r-го ряду 17-r-1, 17-r-2, .., 17-r-n, вини, що включає устя 1, колону обсадних труб 2, з'єднувальний провід 18-r-(n+1) з'єднує останній у колонну насосно-компресорні труби 3, що розміr-ому ряді нагрівальний елемент 17-r-n із трубою 3 щені в колоні обсадних труб 2, шар продукції 4, секції, діелектричні підкладки 19, у яких розташоманометр 5, вмонтований у верхній кінець колони вані на зовнішній поверхні труби 3 секції 9-і живинасосно-компресорних труб 3, шлейф 6 із запірльна шина 16 і з'єднувальні проводи 18-1-1, 18-1ним краном 7, з'єднаний з колоною насосно2, ..., 18-1-n, 18-2-1, 18-2-2, ..., 18-2-n, ..., 18-k-1, 18компресорних труб 3 і пристрій для експлуатації k-2, ..., 18-k-n, шар 20 вулканізованої силіконової свердловини, що містить колону насосногуми, якою покрита вся поверхня труби 3 секції 9-і і компресорних труб 3, що складається зі звичайних яка ізолює датчик 15-і і елементи пристрою один секцій 8 і спеціально обладнаних секцій, що нагрівід одного і від зовнішнього середовища, кінці шаваються 9-1, 9-2, ..., 9-m, на верхньому кінці труби ру силіконової гуми 20 розміщені з ущільненням 3 кожної секції 8 і 9-1, 9-2, ..., 9-m нарізана внутріпід центраторами 10, розміщеними на кінцях труби шня різьба, а на нижньому кінці нарізана зовнішня 3 секції 9-і. До електричного роз'єму 14-і з однієї різьба, за допомогою яких усі секції 8 і 9-1, 9-2, ..., сторони підключена живильна шина 16 і вхід дат 7 14354 8 чика 15-і, а з іншої сторони підключена відповідна одержати значення температури, і виконує вимір жила живильного кабелю 13. Таким чином, вхід температури в місці установки датчика. Якщо блок кожного датчика 15-і з'єднаний через електричний 12 працює автоматично, то отримане значення роз'єм 14-і і відповідну жилу живильного кабелю температури порівнюється з максимальним уста13 з виходом вимірювально-керуючого блока 12, новленим значенням і з заданим значенням. Якщо що відповідає секції, що нагрівається 9-і, а вихід обмірювана температура дорівнює чи більше маккожного датчика 15-і з'єднаний через трубу 3 з симального встановленого значення, то на блок нульовим (загальним) виходом вимірювальноелектроживлення 11 подається сигнал на вимикеруючого блока 12. кання відповідного каналу і зменшення потужності Центратор 10 - Фіг.3 являє собою основу 21, цього каналу блока електроживлення 11, а якщо що виконана у вигляді втулки з внутрішнім діаметдорівнює чи менше заданого значення, то на блок ром на 1-2мм більшим, ніж зовнішній діаметр наелектроживлення 11 подається сигнал на вклюсосно-компресорної труби 3, до зовнішньої бічної чення відповідного каналу. Якщо роботою свердповерхні основи 21 по радіусу приварені упори 22, ловини керує оператор, то він за показниками іннаприклад чотири упори, що відстоять один від дикатора вимірювально-керуючого блока 12 одного на кут у 90. Довжина упорів 22 вибирається визначає моменти вимикання, зменшення потужтакий, щоб при установленні колони насосноності і включення каналів блока електроживлення компресорних труб 3 із привареними до нею 11 і виконує ці дії. центраторами 10 упори 22 не доходили до внутріСпосіб експлуатації свердловин реалізують шньої стінки обсадної труби 2 на 3-5мм. Електричтакий чином. ний роз'єм 14-і встановлюється усередині одного з Суть способу полягає в тім, що температура упорів 22 центратора 10, що встановлений на верпродукції свердловини на всьому шляху від вибою хньому кінці труби 3. При необхідності, наприклад, до поверхні землі підтримується більш високої, ніж у випадку, коли в точці нагрівання потрібно устамінімально-припустима температура, тобто темновити послідовно дві секції, що нагріваються, на пература, при якій можлива втрата текучості проверхній секції, що нагрівається, можна установити дукцією свердловини, що має у своєму складі асроз'єм в обох центраторах 10. фальтени і смоли, чи можливий початок утворення Покриття шаром силіконової гуми здійснюєтьй осадження на внутрішніх стінках труби парафінів ся в процесі виготовлення секції, що нагрівається. і тому подібного, що досягається постійним нагріДля цього після установлення і монтажу на поверванням продукції в тих місцях колони насоснохні труби всіх необхідних елементів пристрою і компресорних труб 3, у яких температура продукції датчика секцію заливають силіконовою гумою і свердловини при її підйомі від вибою до поверхні вулканізують. При заливанні силіконова гума заземлі наближається до мінімально-припустимої криває всю поверхню труби і всі елементи, устатемператури. Для реалізації способу попередньо новлені на ній. Після вулканізації всі елементи і по пластовій температурі, дебіту свердловини й датчик надійно ізольовані один від одного вулканіінших характеристиках свердловини і її продукції зованою силіконовою гумою. Крім того, вулканізовизначають мінімально-припустиму температуру. вана силіконова гума є і надійним теплоізолюючим Розраховуючи температуру продукції свердловини покриттям і до припустимої для неї температури в залежності від відстані від вибою свердловини захищає всі елементи пристрою і датчик від перебудують графік зниження температури продукції гріву. свердловини при її підйомі від шару до устя в заКолона насосно-компресорних труб 3 установлежності від відстані від вибою свердловини. За люється вертикально до поверхні землі, тому верграфіком визначають відстань від вибою свердлохнім кінцем секції насосно-компресорних труб вини, а по ньому першу відстань від поверхні землі вважається кінець, розташований ближче до подо точки, у якій температура продукції свердловиверхні землі, а верхнім центратором вважається ни вище, наприклад, на 5-10 градусів, мінімальноцентратор, приварений до верхнього кінця секції припустимої температури. Отримана точка є пернасосно-компресорних труб. шою від вибою свердловини точкою, у якій необБлок електроживлення 11 представляє із себе хідно нагрівати продукцію свердловини, отже, тут m-канальне кероване джерело перемінного струповинна бути встановлена перша від вибою секму, у якому будь-який канал може бути включений ція, що нагрівається. По температурі, з яким прочи виключений по команді, що надходить на його дукція підійшла до першої точки нагрівання, і по вхід, незалежно від того включені чи виключені електричній потужності секції, що нагрівається, інші канали. Крім того, кожен канал блока електрозраховують температуру, з яким продукція вироживлення 11 є регульованим, тобто дозволяє ходить із секції, що нагрівається. Далі по темперарегулювати потужність каналу у встановлених метурі, з якою продукція виходить із секції, що нагріжах. вається, і по іншим характеристикам свердловини і Вимірювально-керуючий блок 12 являє собою продукції будують зниження температури продукції m-канальний пристрій для керування блоком елексвердловини при її підйомі від першої точки нагрітроживлення 11 і для виміру температури в m точвання до поверхні землі в залежності від відстані ках колони насосно-компресорних труб 3 по провід цієї точки. За графіком визначають відстань від водах живильної мережі. Вимірювально-керуючий першої точки нагрівання, а по ньому - другу відсблок 12 автоматично з заданим періодом чи по тань від поверхні землі до точки, у якій температукомандах, подаваємим оператором, підключається ра продукції свердловини буде вище, наприклад, до жили живильного кабелю 13, що відповідає на 5-10 градусів, мінімально-припустимої температому датчику температури 15-і, від якого необхідно тури. Отримана точка є другою від вибою сверд 9 14354 10 ловини точкою, у якій необхідно нагрівати продукпершій точці нагрівання вона ще не знизилася до цію свердловини, отже, тут повинна бути встановмінімально-припустимої температури. У першій лена друга від вибою секція, що нагрівається. Таточці нагрівання температура продукції свердлоким чином, визначають усі М точок нагрівання, вини піднімається до встановленого значення, що тобто точки, у яких треба нагрівати продукцію свезадано електричною потужністю секції, що нагрірдловини, щоб вона дійшла до поверхні землі без вається. Далі при підйомі температура продукції утрати текучості продукцією свердловини, що має свердловини знову знижується, але до наступної у своєму складі асфальтени і смоли, чи без утвоточки нагрівання вона ще не знизилася до мінімарення парафінів, гідратів і тому подібного. Число льно-припустимої температури. У цій точці нагріточок нагрівання, у залежності від характеристик вання температура продукції свердловини знову свердловини, її продукції і нагрівачів може бути від піднімається до встановленого значення. Цей прооднієї до декількох. По отриманих відстанях від цес повторюється до виходу продукції на поверхточок нагрівання до поверхні землі визначають ню землі, куди вона надходить із заданою темпемісця в колоні насосно-компресорних труб 3, у ратурою. Таким чином, у процесі витягу продукції яких необхідно установити секції, що нагріваються, свердловини її температура підтримується вище 9-і при складанні колони. При цьому можливо, що мінімально-припустимої температури і тому втрати число точок нагрівання - М і число секцій, що натекучості й утворення в насосно-компресорних гріваються - m будуть не рівні (m≥М) через те, що трубах пробок не відбувається. в деяких точках нагрівання однієї секції, що нагріУ процесі видобутку продукції її тиск і дебіт вається, 9-і може бути недостатньо для нагрівання будуть зменшуватися, що веде до зменшення відпродукції до необхідної температури. несення тепла потоком продукції свердловини і Максимальне встановлене значення температому температура продукції, що надходить у сектури вибирають виходячи з того, щоб на поверхні ції, що нагріваються, 9-і насосно-компресорних труби секції 9-і температура була не вище, ніж 50труб 3, буде підвищуватися також буде підвищува60% від максимально-припустимої температури, тися і температура продукції на виході секцій, що що витримує вулканізована силіконова гума. Встанагрівається. Коли, при вимірі температури буде новлена величина зменшення потужності каналу виявлено, що на виході якої-небудь секції 9-і темблока електроживлення 11 визначається з графіка пература перевищила максимальне встановлене зниження температури продукції свердловини при значення, що вимірювально-керує пристрій 12 поїї підйомі від шару до устя в залежності від відстані дає на входи керування блока електроживлення від вибою свердловини, побудованого за фактич11 сигнал на вимикання каналу живлення тієї секним значенням пластової температури, дебіту ції, що нагрівається, 9-і насосно-компресорних свердловини й інших характеристик свердловини і труб 3, температура на виході якої перевищила її продукції на момент часу, коли виникла необхідмаксимальне встановлене значення, після виминість зменшення потужності каналу блока електкання виробляється зменшення потужності цього роживлення 11. каналу на установлену величину. Після цього, при При монтажі колони насосно-компресорних виявленні вимірювально-керуючим пристроєм 12, труб 3 у місцях попередньо визначених розрахунщо температура на виході даної секції, що нагріком теплового режиму свердловини встановлюють вається, 9-і насосно-компресорних труб 3 знизиласекції, що нагріваються, 9-і. Після установлення ся до заданого значення, на входи керування блоколони насосно-компресорних труб 3 у свердлока електроживлення 11 подається сигнал на вину її запускають і після заповнення свердловини включення цієї секції, що нагрівається, 9-і насоснопродукцією включають секції, що нагріваються, 9-і компресорні труби 3. Далі процес витягу продукції насосно-компресорних труб 3. Після включення свердловини продовжується аналогічно наведевсіх секцій, що нагріваються, 9-і починають контному вище, тільки температура продукції свердлоролювати температуру на їхніх поверхнях за довини в точці нагрівання, у якій зменшили потужпомогою датчиків 15-і і вимірювально-керуючого ність джерела нагрівання, після нагрівання буде блока 12. Продукція свердловини, надходячи в близька до значення цієї температури на початку колону насосно-компресорних труб 3, піднімається роботи свердловини. по ній, при цьому її температура знижується, але в 11 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 14354 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601