Способ определения места негерметичности колонны насосно-компрессорных труб в скважине

Изобретение может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, когда в результате коррозионного или иного разрушения насосно-компрессорных труб (НКТ) происходят утечки добываемой жидкости, что приводит к снижению количества поднимаемой продукции скважины и увеличению удельных энергозатрат.

Применяемый в настоящее время способ определения места утечки в НКТ состоит в следующем [1]. При подозрении о наличии утечки начинают подъем труб до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет места негерметичности, и по длине вынутых труб определяют место утечки. Такой способ ведет к значительным простоям скважины и персонала по подземному ремонту скважин и может быть использован только при наличии значительных утечек, т.к. при незначительных утечках процесс определения места негерметичности происходит очень долго.

С целью сокращения времени определения места даже малых утечек и сокращения простоя скважины и ремонтного персонала предлагается производить поиск места негерметичности в НКТ следующим образом.

Колонну труб плотно перекрывают в нижней части, заполняют до устья маловязкой жидкостью или водой, и в таком состоянии колонна выдерживается какое-то время t₁. За счет утечек из насосно-компрессорных труб (НКТ) уйдет какое-то количество жидкости.

Затем вновь заполняют НКТ маловязкой жидкостью или водой до устья скважины, одновременно замеряя объем V₁ залитой жидкости. Определяют величину утечки.

Удаляют из скважины определенное количество НКТ общей длинной h. Далее процесс повторяется, то есть колонну НКТ заполняют до устья маловязкой жидкостью или водой (но, что важно, той же, что и в первом случае), и в таком состоянии колонна выдерживается какое-то время t₂.

За счет утечек из НКТ уйдет какое-то количество жидкости.

Затем вновь заполняют НКТ той же маловязкой жидкостью или водой до устья скважины, одновременно замеряя объем V₂ залитой жидкости. Определяют величину утечки.

Пусть H₁ - расстояние от устья до места утечки при первом определении расхода утечки жидкости Q_1, Н₂ - то же самое, соответствующее определению Q₂, причем

H₂=H₁-h

Так как НКТ имеют один и тот же диаметр и при условии, что уровень жидкости в затрубном пространстве находится ниже места утечки, то расходы Q₁ и Q₂ можно представить в виде

где H₁ - расстояние от устья до места утечки при первом определении расхода утечки жидкости Q_T, м;

Н₂ - расстояние от устья до места утечки при втором определении расхода утечки жидкости Q₂, м, причем H₂=H₁-h, где

h - длина удаленных из скважин НКТ, м;

S_отв - эффективная площадь отверстия, через которую происходит утечка жидкости, м²;

μ - коэффициент расхода жидкости;

g - ускорение свободного падения, м/сек².

Решая совместно выражения (1) и (2), получаем

Определение места утечки производится следующим образом. Колонна НКТ с элеватором устанавливается на планшайбу и до верха муфты заполняется маловязкой жидкостью или водой, начинается отсчет времени. Из-за утечки жидкости из НКТ уровень жидкости в трубах будет снижаться.

Спустя некоторое время в колонну труб доливается замеренное количество жидкости, а уровень жидкости доводится до верха муфты. В это время отсчет времени и доливание жидкости в НКТ прекращаются.

Предлагаемый способ позволяет значительно снизить время определения места негерметичности НКТ, что позволяет снизить время простоя скважины и ремонтной бригады.

Рассмотрим пример.

Пусть утечка при полностью заполненной колонне насосно-компрессорных труб диаметром 73·5.5 мм составляет 2 литра в минуту или 2880 л/сутки. Если место течи расположено на глубине 1000 м, то объем жидкости в колонне труб до этой отметки равен 3030 литров. Тогда время опорожнения труб составит

3030 л·2/2=3030 мин или 50,5 часа [1].

Как видно из приведенного примера, применение предложенного способа позволит значительно сократить время простоя скважины и бригады подземного ремонта.

Источники информации

1. Есьман И.Г. Гидравлика, Баку, 1952, с.177-178.

Способ определения места негерметичности насосно-компрессорных труб в скважине, основанный на заполнении колонны преимущественно маловязкой жидкостью и дальнейшем наблюдении за положением уровня жидкости в ней, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени поиска утечек и возможности определения места малых утечек, замеряют расходы жидкости из-за утечек Q₁ и Q₂ при различных высотах столба жидкости в колонне труб, а расстояние от устья до места негерметичности определяют, например, из выражения

где h=H₁-Н₂ - длина удаленных из скважины НКТ, м;

H₁ и H₂ - расстояния уровня жидкости от устья до места негерметичности,

в моменты измеренных расходов Q₁ и Q₂ соответственно.