SU927984A1

SU927984A1 - Structure of hole for injecting heat carrier into formation

Info

Publication number: SU927984A1
Application number: SU802906472A
Authority: SU
Inventors: Ларион Михайлович Матвеенко
Original assignee: За витель Л.Н.Матвеемко
Priority date: 1980-04-07
Filing date: 1980-04-07
Publication date: 1982-05-15

Description

(5) КОНСТРУКЦИЯ СКВАЖИНЫ ДЛЯ ЗАКАЧКИ В ПЛАСТ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ(5) DESIGN WELLS FOR DOWNLOAD TO THE HEAT CARRIER FORMATION

II

Изобретение относитс к нефт ной промышленности, точнее к области теплового воздействи на нефт ные пласты.The invention relates to the oil industry, more specifically to the field of thermal effects on oil reservoirs.

Известна конструкци скважины, содержаща обсадную колонну и нагнетательную колонку с пакером и корем, в которой межколонное пространство заполнено слдботеплопроводным газом 1 .A well-known well structure is known, which comprises a casing and an injection column with a packer and a core, in which the annular space is filled with a heat-conducting gas 1.

Однако газы проницаемы дл теплового излучени , а этот вид теплопередачи становитс превалирующим при закачке высокотемпературных теплоносителей , и защита обсадной колонны не обеспечиваетс , нар ду с тем, что резко возрастают потери тепла.However, the gases are permeable to thermal radiation, and this type of heat transfer becomes prevalent in the injection of high-temperature heat transfer fluids, and casing protection is not provided, along with the fact that heat loss dramatically increases.

Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому вл етс конструкци скважины дл закачки в пласт теплоносител , содержаща обсадную колонну и нагнетательную колонну с пакером и корем, в кольцевом про-/The closest technical solution to the present invention is a well design for injecting a heat transfer fluid into the formation, comprising a casing and an injection string with a packer and bark in an annular pro-

странстве между которыми размещен теплозащитный материал 21.the space between which the heat-shielding material is placed 21.

Однако, вследствие того, что меЖколонное рассто ние мало (несколько сантиметров), т.е. мала толщина сло теплозаи итного материала, fio длительность действи эффекта теплоизол ции незначительна, по сравне нию с продолжительностью процесса закачки в пласт теплоносител , измер емой годами, особенно при закачке высокотемпературных теплоносителей .However, due to the fact that the distance between the columns is small (several centimeters), i.e. The thickness of the layer of heat-retaining material is small; fio, the duration of the effect of thermal insulation is insignificant compared to the duration of the process of injection into the reservoir of a heat-transfer fluid measured by years, especially when pumping high-temperature heat transfer fluids.

Таким образом, предлагаема конструкци характеризуетс низкой эффективностью тепловой защиты обсадной колонны и значительными потер ми тепла при закачке в пласт высокотемпературного теплоносител .Thus, the proposed design is characterized by a low efficiency of thermal protection of the casing and significant heat losses during the injection of high temperature coolant into the formation.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности тепловой защиты обсадной колонны и уменьшение тепловых потерь теплоносител .The aim of the invention is to increase the efficiency of thermal protection of the casing and reduce heat loss of the coolant.

Поставленна цель достигаетс тем, что в нагнетательной колонне вдоль ее образующей выполнены щелевые прорези, в качестве теплозащитного материала используют гранулированный материал с высокой сорбционной активностью, пропитанный сублиматом с температурой газификации ниже температуры теплоносител при давлении его нагнетани , а также тем, что в качестве теплоизол ционного материала используют, например, природный цеолит или дробленый фа нс.The goal is achieved by the fact that slit slots are made in the injection column along its generator, granulated material with high sorption activity impregnated with a sublimate with a gasification temperature below the heat carrier temperature at its injection pressure is used as the heat-generating material, as well as with thermal insulating material For example, natural zeolite or crushed fac is used in the material.

На фиг. I показана конструкци скважины, общий вид; разрез; на фиг. 2 - кривые зависимости упругости паров (газов сублимата от температуры; на фиг. 3 - участок конструкции скважины со схематичным по снением ее работы.FIG. I shows the well structure, general view; incision; in fig. 2 - curves of vapor pressure (sublimate gases on temperature; in Fig. 3 - a section of the well design with a schematic explanation of its work.

Конструкци скважины содержит обсадную колонну 1 с колонным фланцем 2, на котором установлена крестовина 3.The well structure comprises a casing 1 with a column flange 2, on which a spider 3 is installed.

На крестовине 3 установлен фланец k с уплотнитеЛьным узлом 5, через который пропущена нагнетательна колонна 6, укрепленна в скважине корем 7 и снабженна пакером 8. On the crosspiece 3 there is a flange k with a sealing unit 5, through which the injection column 6 is passed, strengthened in the well with a core 7 and equipped with a packer 8.

В нагнетательной колонне выполнены вдоль ее образующей щелевые прорези 9 на устье скважины нагнетательна колонна соединена с паропроводом 10 при помощи тройника t1 и шарнирjHoro устройства t2, служащего дл компенсации теплового удлинени нагнетательной колонны.In the injection column, slot-shaped slots 9 are made along its generatrix at the wellhead. The injection column is connected to the steam line 10 by means of a tee t1 and a hinge device t2, which serves to compensate for the thermal elongation of the injection column.

Пространство между нагнетательной и обсадной колоннами заполнено теплоаацитным материалом, а именно гранулированным природным цеолитом или дробленый фа нсом 13, пропитанными сублиматом с температурой газификации ниже температуры теплоносител прк давлении его нагнетани . При помощи отвода И крестовины межколонное пространство соединено с источником подачи сублимата, например с дозаторным устройством. На другом отводе 15 крестовины, имеющем св зь с межколонным пространством, установлен концевой манометр 1б.The space between the injection and casing is filled with heat-acitic material, namely, granulated natural zeolite or crushed Fans 13, impregnated with a sublimate with a gasification temperature below the temperature of the heat-transfer fluid. With the help of a branch and a cross, the annular space is connected to a sublimate supply source, for example, with a metering device. On the other branch 15 of the crosspiece, which is connected with the annular space, an end manometer 1b is installed.

В качестве сублимата могут быть использованы карбаминат аммони (№l4CO(2NHfj) или диметилмочевина (CHjNHjCOi NHCII I), или нафталин () или хлорид аммони (№цС1 ) .Ammonium carbamine (#l4CO (2NHfj) or dimethylurea (CHjNHjCOi NHCII I), or naphthalene () or ammonium chloride (#c1) can be used as a sublimate.

Щелевые прорези в нагнетательной колонне выполн ютс длиной не более 1,5-2,0 диаметра нагнетательной колоны , шириной 1-2 мм и на рассто нии 8-10 м друг от друга по длине колонны , т.е. из услови сохранени ее устойчивости в скважине.The slit slots in the injection column are made not longer than 1.5-2.0 diameters of the injection column, 1-2 mm wide and 8–10 m apart from each other along the length of the column, i.e. from the condition of maintaining its stability in the well.

Диаметр гранул природного цеолита или частиц дробленого фа нсового черепа должен быть не менее 1,,0 ширины щелевых прорезей дл предотврщени их попадани в нагнетательную колонну.The diameter of the granules of natural zeolite or particles of crushed façade skull should be at least 1, 0 width of the slit slots to prevent them from entering the injection column.

Кривые зависимости упругости паров (газов) сублимата от температуры (фиг.2); карбаминат аммони 17, диметилмочевина 18, нафталин 19, хлори аммони 20. Эти графики позвол ют выбрать тот или иной вид сублимата из услови , что температура его газификации должна быть ниже температуры теплоносител при давлении его нагнетани . Так, если в качестве теплоносител примен етс вод ной пар с температурой 350°С и давлением 1бО кГс/см, то из кривых 17 и 18 на фиг. 2 следует, что в качестве сублимата можно использовать карбаминат аммони (крива 17) или диметилмочевину (крива 18). В этом случае при температуре теплоносител 350°С давление паров (газов карбамината аммони и диметилмочевины выше 1бО кГс/с т.е. обеспечиваетс газификаци сублимата.Curves of the elasticity of sublimate vapor (gas) temperature (Fig. 2); ammonium carbamine 17, dimethyl urea 18, naphthalene 19, ammonium chlorine 20. These graphs allow you to select one or another type of sublimate from the condition that its gasification temperature must be lower than the temperature of the heat carrier at its injection pressure. So, if water vapor with a temperature of 350 ° C and a pressure of 1 kgf / cm is used as the coolant, then from curves 17 and 18 in fig. 2 it follows that ammonium carbamate (curve 17) or dimethyl urea (curve 18) can be used as a sublimate. In this case, at the temperature of the coolant of 350 ° C, the vapor pressure (ammonium carbamate and dimethylurea gases are higher than 1 BF / s, i.e., sublimate gasification is provided.

Пунктирными лини ми (фиг.З) обозначено условное положение цилиндрической поверхности (фронта газификации сублимата вокруг нагнетательной колонны 6 при течении внутри нее теплоносител , а криволинейными стрелками - поток газообразных продуктов сублимата. Направление движени теплоносител в нагнетательной колонне показано осевыми стрелками .Dotted lines (Fig. 3) indicate the conditional position of the cylindrical surface (the sublimate gasification front around the discharge column 6 with the coolant flowing inside it, and the curvilinear arrows show the flow of the sublimate gaseous products. The direction of movement of the coolant in the discharge column is shown with axial arrows.

Уменьшение потерь тепла и повышение эффективности тепловой защиты обсадной колонны в данной конструкции скважины обеспечиваетс следующим образом.A reduction in heat loss and an increase in the efficiency of thermal protection of the casing in this well design is provided as follows.

Закачиваемый в пласт теплоноситель , например, вод ной пар, по паропроводу 10 поступает через шарнирное устройство 12 и тройник 11 в нагнетательную колонну 6 и далее в пласт.Injected coolant into the reservoir, for example, water vapor, through the steam line 10 flows through the hinge device 12 and tee 11 into the injection column 6 and further into the formation.

Нагнетательна колонна 6 при этом разогреваетс и передает тепловую энергию путем излучени и теплопроводности в окружающий ее гранулированнь и природный цеолит или дробленый фа нс 13, пропитанный сублиматом с температурой газификации ниже температуры теплоносител .In this case, the injection column 6 is heated and transfers thermal energy by means of radiation and heat conduction to the surrounding granulated and natural zeolite or crushed ground 13, impregnated with a sublimate with a gasification temperature lower than the coolant temperature.

Сублимат транспортирует воспринимаемую тепловую энергию в энергию фазового перехода, т.е. газифицируетс . Так как при этом развиваетс давление, которое несколько выше давлени внутри нагнетательной колонны 6, то продукты газификации сублимата образуют вокруг нее газовый поток, направленный противоположно пртоку тепла от стенок нагнетательной колонны.The sublimat transports the perceived thermal energy to the phase transition energy, i.e. gasified. As this develops a pressure that is slightly higher than the pressure inside the injection column 6, the sublimate gasification products form a gas flow around it, which is opposite to the heat flow from the walls of the injection column.

Газовцй противоток устремл етс по межгранул рному пространству вначале в направлении поверхности нагнетательной колонны 6, а зат«м через щелевые прорези 9 - внутрь нагнетательной колонны 6.The gas countercurrent rushes through the intergranular space first towards the surface of the discharge string 6, and then through the slit slots 9, into the discharge string 6.

Фазовый переход сублимата потребл ет значительное количество теппа, которое при отсутствии его передавалось бы обсадной колонне 1, вызвав в ней опасные напр жени , а движение газообразных продуктов между гранулами 13 обеспечивает их охлаждение. Кроме того, указанные компоненты тепла, которые в отсутствие сублимата были бы потер ны, в данной конструкции возвращаютс в поток теплоносител . Этим объ сн етс уменьшение потерь тепла и повышение эффективности тепловой защиты обсадной колонны по сравнению с аналогичными известными техническими решени ми.The sublimate phase transition consumes a significant amount of tepp, which in the absence of it would be transferred to the casing string 1, causing dangerous stresses in it, and the movement of gaseous products between the pellets 13 ensures their cooling. In addition, these heat components, which would be lost in the absence of a sublimate, in this design are returned to the flow of the heat transfer medium. This explains the reduction of heat loss and the increase in the efficiency of thermal protection of the casing compared to similar known technical solutions.

Восполнение испар ющегос сублимата в межколонном пространстве осуществл етс при помощи отвода k крестовины 3 соединенного с источником подачи сублимата.Replenishment of the evaporating sublimate in the annular space is accomplished by withdrawing k crosses 3 connected to the sublimate supply source.

При этом дл удобства подачи сублимата насосом сублимат можно использовать в виде расплава или раствора (карбамината аммони , диметилмочевины и хлорида аммони - в воде а нафталина - в жидких углеводородах например в нефти).Moreover, for the convenience of sublimate pumping, the sublimate pump can be used in the form of a melt or solution (ammonium carbaminate, dimethyl urea and ammonium chloride - in water and naphthalene - in liquid hydrocarbons, for example, in oil).

Потребный расход подаваемого сублимата должен быть равным расходуRequired flow of sublimate should be equal to the flow

его, обусловливаемому гафизикацией. При этом подаваемый сублимат равномерно распредел етс в межколонном пространстве, что обеспечиваетс высокой сорбционной активностью микро перистых гранул природного цеолита или частиц дробленого фа нсового черепа.it, due to gafizikatsiey. At the same time, the sublimate supplied is evenly distributed in the annular space, which is ensured by the high sorption activity of the micropure granules of natural zeolite or particles of crushed phaceous skull.

Экономический эффект от использовани данной конструкции скважины дл закачки в пласт теплоносител имеет пор док 100 тыс.руб. из расчета на одну скважину в год.The economic effect from the use of this well design for injection into the reservoir of the coolant has an order of 100 thousand rubles. based on one well per year.

ISIS

Claims

1. Construction of a well for injection of an e-reservoir of the coolant containing

casing and injection, a column with a packer and a core, in the annular space between which a heat-shielding material is placed, characterized in that, in order to increase the efficiency of thermal protection of the casing and reduce heat losses of the heat transfer medium, slotted slots are made in the pumping column along its forming line, granulated material with high sorption activity impregnated with a sublimate with a gasification temperature below the temperature of the heat carrier at the pressure of its injection. .

2. The well construction for injection into the reservoir of the coolant according to claim 1, characterized in that

(for example, natural zeolite or crushed fans are used as a thermal insulation material.

Sources of information taken into account in the examination

1.Lury I.V. and others. Equipment for oil production with steam and thermal effects on the reservoir. M., Nedra,

979, p. 152-155.

2. US Patent

cl. 166/303 publ. 19БЭ (prototype. Seo Ш 7ffO gffff