[发明专利]使用陶瓷材料和微波去除凝结物阻塞的系统和方法

说明书

本发明公开了用于减少或去除天然气井筒和近井筒地层中的凝结物阻塞的系统和方法。使用微波以加热近井筒地层内的含陶瓷材料。热量从含陶瓷材料转移到近井筒地层。加热近井筒地层中的任何气体凝结物储层，并使积聚在井筒周围的凝结液体再蒸发。

技术领域

本公开涉及在与烃的生产相关的井筒中的操作。具体而言，本公开涉及用于减少或去除天然气井筒内和周围的凝结物阻塞的系统和方法。

背景技术

在从井筒中生产天然气的期间，随着流动的井底压力下降至小于天然气的露点压力，天然气中较重的组分凝结成液体并且从气相中脱落。液体的凝结导致近井筒的地层损害(或堵塞)，这不仅是由于凝结烃的累积，而且是由于大多数气田在生产过程中累积的地层水而引起的。在井筒周围的液体凝结和累积的严重性取决于气体的组成、操作压力和温度、以及储层岩石性质，如孔隙率和渗透性。一般来说，较大的压降、较低的近井筒温度、较重的气体组分、较小的近井筒孔隙率以及较小的近井筒渗透性是导致这种类型的地层损害的因素。一旦累积的液体达到临界饱和水平，它们会阻碍从储层向井筒的气体流动路径。因此，可能会显著降低气体生产率和总体采收率。在许多严重的情况下，井由于不经济的井性能而被迫放弃。

类似地，对于低压气体储层，当天然气进入井筒时，随着天然气在井筒内迅速膨胀并且在运送至表面中冷却，液体的凝结可能加强。来自储层的自由液体或“凝结物”(油和水)也可以与所生产的天然气一起进入井筒。起初，在运送至表面中的天然气流可以通过粘滞阻力而将这些液体带到上孔。然而，随着储层压力在成熟井筒中消耗，气流的速度通常降低到小于将液体带到表面所需的“临界速度”。因此，在小于临界速度的情况下，液体以被称为“液体载荷”的现象开始在井筒中累积。在低压井筒中的液体载荷可能抑制井筒中的天然气的生产。例如，液体的累积会增加抵抗流动的井底压力的背压，该背压可能导致生产的停止。此外，累积的液体可能与生产管道的内衬相互作用，从而产生腐蚀和结垢。

可以使用井的脱液和液卸技术从井筒和近井筒地层中去除累积的液体。通常，为了井的脱液，可以将潜水泵系统安装在井筒中，或者可以采用诸如柱塞提升(plungerlifting)的技术，其中通过井筒的管道升高柱塞以将液体清扫到表面而去除。通常，这些尝试去除已经累积在井筒中的液体的方法涉及到相对较大的操作成本，并且通常需要临时关闭或循环井筒。大多数技术建议通过保持流动的井底井筒压力大于露点条件以经济地生产气体，从而控制凝结物问题(井筒和近井筒区域)。然而，这种常规方法具有许多局限性，其包括由于许多凝析油储层中的快速压力下降而导致的早期弃井。

发明内容

存在需要一种有效且经济的从井筒和近井筒区域中去除凝结液体的系统和方法。本发明描述了用于减少或去除生产烃类(如天然气)的井筒中和周围的凝结物阻塞的系统和方法。使用微波加热近井筒地层内的含陶瓷材料。热量从含陶瓷材料转移到近井筒地层。将在近井筒地层中的任何气体凝结物或其他凝结流体储层加热，并且使累积在井筒周围的凝结液体再蒸发。在具有很少或没有气体凝结物储层的地层中，保持近井筒地层温度高于流体的露点线可以通过防止或减少凝结物的累积来改善储层的气体采收率。

维持生产流体在蒸汽相中避免了与液体负载相关的冷凝，并降低生产流体对生产管道的腐蚀作用。所描述的系统和方法可以用于以及时、有效和低成本的方式将近井筒地层迅速加热至所需温度，以在用于烃采收的井中从近井筒地层去除凝结流体。

根据本公开的一个方面，描述了一种用于通过减少凝结流体的存在而使井筒和近井筒地层脱液的系统。该系统包括含陶瓷材料，其被设置在所述井筒内并且靠近储层地层，其中所述储层地层包括含烃层；以及微波产生单元，其能够有效地产生加热所述含陶瓷材料的微波。该微波产生单元包括微波天线，其设置在井筒内并且靠近含陶瓷材料。该含陶瓷材料能够有效地通过吸收由所述微波产生单元产生的微波而被加热到第一温度，并且能够有效地将靠近井筒的所述储层地层加热至第二温度。该第二温度能够有效地使凝结流体蒸发，使得所述井筒附近的流体凝结减轻。