防止在具有封隔器的油井中石蜡沉积的方法
【专利摘要】本发明提供一种防止在具有封隔器的油井中石蜡沉积的方法，该方法包括将来自于储存装置的发动流体供给到喷射装置，该喷射装置具有用作发动流体入口的聚集段，用作在合理流率的发动流体的出口的分散段以及具有在聚集段和分散段之间开口的狭窄段；使用喷射装置从具有封隔器的油井的环部去除水和水蒸气，其中发动流体经过喷射装置的聚集段和分散段的流动使得压力降低并且增加了发动流体的速度，其在狭窄段产生吸出，以从油井的环部排出水和水蒸汽，由此修复具有封隔器的油井中的石蜡沉积。
【专利说明】
防止在具有封隔器的油井中石蜡沉积的方法
技术领域
[0001]本发明总体涉及由在具有封隔器的油井中石蜡沉积引起的严重限制的补救，该油井由于井筒回流而具有不正常的低的井筒温度。更具体地，本发明提供了一种用于防止井筒冷却的方法，由此减少了在具有封隔器的油井中的石蜡沉积。【背景技术】
[0002]原油液体，通常称为“原油”，含有不同量(1-25%质量分数/体积分数)的石蜡和微晶石蜡。石蜡在储藏温度和压力下在原油中是可溶解的，但是在较低温度/压力下从溶液中结晶出，主要在油井的更浅部分和地面生产设备上。因此，在生产管道和出油管道内壁中的石蜡沉积的形成是经常遇到的问题，对此原油公司不得不处理。处理生产管道中石蜡沉积问题的方法包括用管线作业工具刮削，热学或化学处理，或上述的结合。没有这些措施，就存在井管道被石蜡沉积堵塞的可能性，导致巨大的生产损失。
[0003]油井经常用封隔器来完井，是由于几个原因，例如:前冲和浪涌类型的流动的稳定，为了隔绝不同的区域，作为气体提升完井的部分(当油井停止自流时使用的人工提升方法)，等。安装封隔器的最常见的原因是隔绝环形空间(由外壳内壁和生产管道外壁形成)， 其用作在气体提升完井中用于提升气体的容量腔室。油井可以早在它停止自流之前就用气体提升阀和封隔器来完井，以避免后来的过多工作。
[0004]具有封隔器的油井经常有在环形空间内捕获的水性流体(水基完井流体)。这些水在温度较高的井的下部区域经受重复蒸发，以及在温度较低的井的上部区域经受冷凝。这被称为井筒“回流”。用于蒸发的很多热量来自流动的原油。反常的低温由此在用封隔器完井的井中记录。因此，石蜡沉积问题在这样的井中也很严重。这在图1中示出。
[0005]问题的严重性可以通过比较在没有封隔器的流动井中的井维修时间(1-2小时)和具有封隔器的井的井维修时间(4-6小时)来计量。这样，原油公司操作者不得不投入大量的正在进行基础上的资源(例如专用的管线单元和工作人员)用于在具有封隔器的油井中石蜡沉积的补救。偶然地，会出现不期望的事故，例如油井中管线的分离和刮削工具的丢失， 进一步恶化了生产损失的可能性。
[0006]这里给出一些传统的用于补救严重的石蜡沉积的方法；
[0007]最常用的用于补救严重的石蜡沉积的方法之一是使用机械工具例如管线作业刀具。这种方法也被称为刮削。这种方法有很多限制一工作人员必须移动到油井位置，安装切削工具设备并且实施几个小时的石蜡切削操作。一天一天地实施这样的操作不仅是资源紧张的，而且还不便携带，单调以及容易由工作人员引发错误。由于这种错误，“钓鱼”可能会发生，即刮削工具会从管线中分离并且掉进井筒中。这在井中产生了限制并且还可能限制生产。
[0008]另一个用于补救严重的石蜡沉积的方法利用化学剂来阻止石蜡晶体的形成，生长和附着。这需要高成本，因为注射需要在连续的基础上来实施。另外，需要修井操作，以用于安装芯轴/阀门，通过其可以实施化学注射。这样的修井不仅成本高，而且还需要关闭油井，其意味着损失生产。类似地，利用井下加热器来升高生产的流体的温度需要修井和在井位置处专用的电力。
[0009]文献中描述的相对低成本的方法需要将胶体的油放置在环部中，作为获得隔热和阻止回流的措施。这只有当提供滑动套筒门作为油井硬件/生产管道的一部分的时候才是可行的。这种方法的其他限制是用于油井条件的合适胶体流体的形成和涉及处理易燃的碳氢流体的安全危害。
[0010]这里给出一些相关的现有技术文件以供参考:
[0011]US4328865公开了一种利用热力学虹吸管在油井中控制石蜡形成的系统，其中提供在生产管道和油线壳体之间的封闭的环形空间，其利用安装在刚好位于固体石蜡开始从现有的原油中沉淀出的高度之下的栓塞，或“封隔器”和安装在位于石蜡会停止从现有的原油中沉淀出的点之上的栓塞，或“封隔器”，并且之后用流体工作介质填充该封闭的环部。流体工作介质的数量和性质如此设置，介质在封闭的环部的下端蒸发并且在封闭的环部的上部区域的表面冷凝，特别在石蜡沉积的区域。冷凝过程加热了生产管道，足以阻止附着的石蜡沉积或者可选地，再熔化了沉积石蜡的薄膜，其使得流动的原油去除沉积的石蜡。冷凝的工作介质通过重力流到封闭的环部的下部部分，其在那里又可以用作蒸发和后续的冷凝。不用额外的电力用于这种循环，其仅仅通过在环部的较低和较高的高度之间的温度差引起的。
[0012]在上面引用的文件中描述的方法有一些限制:(a)实施该方法会需要将该完井改变为更为复杂的完井一一对封隔器，一个毛细管，一个改装的管道挂钩来允许毛细管从其中穿过等(b)改变完井来安装两个封隔器需要修井，因此涉及成本/关停/风险等(C)在封隔器之间提供需要量的液体/蒸汽和维护修井期间的井控制是困难的(d)液体/蒸汽例如戊烷是危险的(e)在液体冷凝期间释放的热量或许不足以阻止石蜡沉积。
[0013]这里给出一些现有技术文献以供参考:
[0014]“用于石蜡控制的环形封隔器流体:模型研究和成功油田应用” J.D.Ashforc^A;SPE生产工程，1990年11月:这篇论文覆盖了用于在自流井中石蜡控制的胶体封隔器流体的演变，完整模型研究，以及油田应用。这些绝热封隔器流体的油田应用导致了到现在七个处理过的井中流动管道温度的大幅升高。单单从胶体封隔器流体应用中的温度升高就已经消除了用重复热油处理预先控制的石蜡问题。在用重复热油处理预先控制之前。这个应用之前，化学抑制尝试是不成功的。目前使用的胶体流体基于磷酸脂和铝酸钠的反应，其产生磷酸脂铝缔合聚合物。胶凝剂通常用于油基压裂液聚合物。胶凝剂通常用于油基压裂液。
[0015]“蒸汽注射井中的井筒回流” G.P.Willhite，原油技术期刊，1987年3月”:这篇文献提供了最近油田经验表明，环部在隔热蒸汽注射井中不会变干。出示的数据证明了存在井筒回流，其使得壳体温度维持在一个与环部压力一致的恒定值。当环部压力为I个大气压时，在回流情况之下的壳体温度维持在212°F，而在干燥环部中的壳体温度期望是大约130°F。由于这个原因，热量损失比期望的高，这抵消了利用隔热管线的一些经济好处。
[0016]“生产操作中石蜡沉积的控制” G.G.McClaflin和D.L.Whitfill,原油技术期刊，1984年11月:这篇文献指出，大量操作成本产生于用于从生产管道中去除石蜡沉积的处理或者用于抑制石蜡沉积的挤注处理。通过这些处理可能导致的油层损害和生产损失成本会进一步增加。本研究展示了石蜡沉积可以通过利用称为分散剂的化学表面活性剂阻止或极大地减缓。两种特定的表面活性剂被选择，其证明是非常有效的石蜡分散剂。一个是溶于油的，一个是溶于水的。这些分散剂可以被连续地注射入井中或它们可以在特定时间间隔的 “分批处理”中以更大的量被加入。是利用分批处理还是利用连续处理的选择取决于需要处理的井的种类和数量。
[0017]因此，从如上述描述的文献中显而易见的是，传统方法和存在于现有技术中的方法具有各种缺点，其影响了在具有封隔器的油井中原油的生产并且成本不划算。本发明提供了一种用于防止在具有封隔器的油井中石蜡沉积的性价比高的方法，并且这种方法耗时少，有助于增加产量和减少人力。
[0018]发明目的
[0019]本发明的一个基本目的是克服现有技术的缺点/缺陷。
[0020]本发明的另一个目的是提供一种用于减少在具有封隔器的油井中石蜡沉积的方法。
[0021]本发明的另一个目的是提供一种防止井筒冷却的方法，其用于减少在具有封隔器的油井中的石蜡沉积。
[0022]本发明的另一个目的是提供一种易于实施并且增加产量的方法，而不须在从油井中去除石蜡期间关停油井。
[0023]本发明的另一个目的是提供一种性价比高且操作耗时少的用于防止在具有封隔器的油井中的石蜡沉积。
[0024]本发明的这些和其他优点从下面的详细描述中结合附图会是显而易见的。
【发明内容】
[0025]下面展示了本发明的简化的总结，以提供本发明一些方面的基本理解。这个总结不是本发明全面地概括。它不是意在确认本发明的关键/重要元素或描述本发明的范围。它的唯一目的是以简单的形式展示本发明的一些概念，其作为在后展示的本发明的更加详细描述的开头。
[0026]按照本发明的一个方面，提供一种用于防止在具有封隔器的油井中石蜡沉积的方法，所述方法包括下述步骤:
[0027]将来自于储存装置的发动流体供给到喷射装置，该喷射装置具有用作所述发动流体入口的聚集段，用作在合理流率的所述发动流体的出口的分散段以及具有在所述聚集段和所述分散段之间开口的狭窄段；
[0028]使用所述喷射装置从具有封隔器的油井的环部去除水和水蒸气，
[0029]其中所述发动流体经过所述喷射装置的所述聚集段和分散段的流动使得压力降低并且增加了所述发动流体的速度，其在所述狭窄段产生吸出，以从油井的环部排出水和水蒸汽，由此修复具有封隔器的油井中的石蜡沉积。
[0030]本发明的其他方面，优点和突出特征从下面的详细描述中对于那些本领域普通技术人员来说是显而易见的，其与附图一起公开了本发明的实施例。【附图说明】
[0031]下面的附图是用于实现本发明的方法的具体例子的说明，是一些方法的描述，并且不是意在限制本发明的范围。附图非等比例(除非如此陈述)并且意在与下面详细描述中的解释结合使用。
[0032]图1示出了具有/不具有封隔器的油井的对比温度曲线。
[0033]图2示出了用于减少油井中石蜡沉积的文氏管的构造。
[0034]图3示出了用于减少油井中石蜡沉积的文氏管的油井位置布置。
[0035]现有技术的本领域普通技术人员会理解，附图中的元件是为了简洁和清楚而描述，并且不是按比例绘制。例如，附图中一些元件的尺寸会相对于其他元件夸大了，以帮助提高本发明各种示例的实施例的理解。贯穿这些附图，应当注意，相同附图标记用于表示相同或相似的元件、特征和结构。
【具体实施方式】
[0036]下面参考附图的说明用于帮助全面地理解通过权利要求和它们的同义词定义的本发明的实施例。它包括各种特定细节来帮助理解，但是这些应视为仅仅的样例。相应地，本领域普通技术人员会认识到，本文所述的实施例的各种改变和修改不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁省略了已知的功能和结构的描述。
[0037]在下面说明书和权利要求书中使用的术语和词汇不限于字面意思，而是只是由发明人用于实现本发明的清楚和一致的理解。相应地，对本领域普通技术人员显而易见的是，下面的本发明的实施例的描述只用于说明目的，而不是用于限制如通过附加的权利要求书和它们的同义词限定的本发明的目的。
[0038]应当理解，单数形式的“一”，“一个”和“该”包括复数的概念，除非上下文清楚地规定了其他情况。
[0039]术语“基本地”的含义是列举的特点、参数或值不需要精确地获得，而是偏差或变化，包括例如公差、测量误差、测量精确限制和其他为本领域普通技术人员所知的因素，会以不妨碍特征用于提供的效果的量出现。
[0040]相应地，本发明提供一种用于防止在具有封隔器的油井中石蜡沉积的方法。
[0041]本发明关于减少在油井中石蜡沉积的问题并且关于在具有封隔器(106)的油井
(100)中油井冷却的防止。本发明允许通过使用合适的工具比如蒸汽/液体喷射器(文氏管)从油井的环部去除水性液体，而不借助消耗成本和时间的修井操作。
[0042]尽管石蜡沉积的问题在许多油井中出现，井筒回流现象和相关联的严重的石蜡沉积的问题特别针对具有封隔器的油井。由于井筒回流仅限于具有封隔器的油井，本发明涉及石蜡沉积的问题的解决方案。
[0043]构造用于减少石蜡沉积的文氏管的细节在图2中示出。文氏管包括聚集段(101)，分散段(102)和具有用于吸出的开口和连接部的狭窄段(103)。液体的流动例如水(工艺水，新鲜水等在当地可获得的)，称为发动流体，经过聚集/分散段(101，102)引起压力降低并且增加了流动流体的速度。这产生了吸出，其可以用来从具有封隔器(106)的油井(100)的环部(107)排空水/水蒸汽，并且因此修复多余的井筒冷却和生产管道的内壁上的石蜡沉积。
[0044]应用喷射装置(吸出装置)的优势在于，(i)使用简单(ii)不用例如在生产管道的底部的滑动套筒的装置，不用其他可以用于排水或从环部去除水的装置(例如栗)。
[0045]实施例可以应用的候选井的选择基于完井和生产特点以及油井维修记录。典型的候选井具有封隔器(106)，为自流或气体提升，需要每天刮削以去除石蜡，并且具有接近操作阀门或在其之下和/或在封隔器(106)之上的液体高度。环部(107)中的液体的存在可以借助于例如回声仪的设备确认。流动温度测量以及流动温度与旁边井的对比确认井中回流的存在。
[0046]本发明用于在具有封隔器(106)完井的油井(100)中获得石蜡修复的方式，如在图 3中所示的，借助接下来的实施例描述。文氏管的吸出部分(103)连接于壳体-管道环部 (107)。发动流体储存在位于油井位置的水箱(105)中。栗(104)，其排水管连接于文氏管的入口，用于使得发动流体通过文氏管移动。经过文氏管后，发动流体返回储存水箱。采用的栗送率的范围为150至1500升每分钟(1pm)，但是不限于此。期望具有足够大的吸出尺寸(至少0.5英寸至1英寸)，这样水/水蒸汽可以在合适的速率下被去除。用于实施本实施例的油井位置的设置在下面的图中示出:
[0047]基于环部(107)中的液体高度和封隔器设置深度，计算要卸载的液体的体积。环形流体通过文氏管的吸出部排出，与发动流体一同流入文氏管的分散段(102)，并且流出进入储存水箱(105)。所以，储存水箱(105)中的高度有望逐渐增加，并且因此需要提供储存水箱额外的容量。一旦计算的流体量被卸载，发动流体的栗就会停止。最终的环形流体的卸载也可以通过回声仪测量来确认。本方法的有效性通过可选的温度测量和刮削器的运行来确认，以评价石蜡沉积趋势的消除或减小。
[0048]本装置的其他实施例包括使用压缩空气/气体作为发动流体。也可以利用井位置的矿井水替代水和存储水箱来作为发动流体。多于一个的文氏管(串联或并联)可以用于更加快速的环形液体的卸载。
[0049]
[0050]本发明相对于现有技术的主要优势是:
[0051] 1、不需要高成本的消耗品或特殊配方
[0052] 2、本发明涉及一次操作将水性流体从井中去除 [〇〇53] 3、本发明易于实施并且不需要关停或生产的损失 [〇〇54] 4、本发明的有效性可以容易地确定。
[0055]座里
[0056] 1、该装置可以用于减少在下述种类的油井中的石蜡沉积问题:自流井，但是已经用气体提升阀和封隔器完井，以致于人工提升可以在以后的日期实施。对此种油井本装置的可实施性可以通过可获取的数据确定，例如环形液体高度，井筒流动温度曲线和刮削数据/日程表。
[0057] 2、在气体提升井中，其中在壳体-管道环部的水的存在引起在生产管道的井筒冷却和石蜡沉积。井生产数据例如刮削操作频率，环形液体高度和流动温度曲线等帮助确定井是否是本发明应用的潜在候选者。[〇〇58]本发明可以应用的潜在井的数量非常大，因为在成熟油田中大约40-60%的井需要人工提升。气体提升是人工提升的主要方法，大量的井用封隔器完井并且经受不正常的井筒冷却是可以预期的。
【主权项】
1.一种防止在具有封隔器的油井中石蜡沉积的方法，所述方法包括下述步骤: 将来自于储存装置的发动流体供给到喷射装置，所述喷射装置具有用作所述发动流体入口的聚集段，用作在合理流率的所述发动流体的出口的分散段以及具有在所述聚集段和所述分散段之间开口的狭窄段； 使用所述喷射装置从具有封隔器的油井的环部去除水和水蒸气， 其中所述发动流体经过所述喷射装置的所述聚集段和分散段的流动使得压力降低并且增加了所述发动流体的速度，其在所述狭窄段产生吸出，以从油井的环部排出水和水蒸汽，由此修复具有封隔器的油井中的石蜡沉积。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动流体选自工艺水、新鲜水、压缩空气/气体、油井位置矿井水以及类似物。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水和水蒸汽在油井的所述环部的存在利用回声仪验证。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述狭窄段连接于油井的所述环部以用于吸出。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储存装置(105)包括栗，用于将所述发动流体从所述喷射装置栗入和栗出。6.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发动流体的栗送率是150至1500升每分钟。
【文档编号】E21B37/00GK105980655SQ201580007253
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月4日
【发明人】普拉桑特·多达普卡
【申请人】石油印度有限公司