RU2558031C1 - Steam-gas generator for production of oil and gas condensate - Google Patents
Steam-gas generator for production of oil and gas condensate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558031C1 RU2558031C1 RU2014134547/03A RU2014134547A RU2558031C1 RU 2558031 C1 RU2558031 C1 RU 2558031C1 RU 2014134547/03 A RU2014134547/03 A RU 2014134547/03A RU 2014134547 A RU2014134547 A RU 2014134547A RU 2558031 C1 RU2558031 C1 RU 2558031C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- valve
- regenerator
- nozzle
- generator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области добычи нефти и газового конденсата путем вытеснения их из паровых каналов залежи парогазовой смесью с высокими параметрами температуры в интервале 300-600°C и давлением до 60-80 МПа.The invention relates to the field of oil and gas condensate production by displacing them from the vapor channels of a deposit with a gas-vapor mixture with high temperature parameters in the range of 300-600 ° C and pressure up to 60-80 MPa.
Для повышения нефтеотдачи пластов в настоящее время используют воду или газ, нагнетаемые в продуктивный пласт под высоким давлением, при этом коэффициент нефтеотдачи в среднем составляет 0,5. Для повышения нефтевымывающих свойств воды в нее добавляют поверхностно-активные вещества /ПАВ/ или воду насыщают углекислым газом, что при применении ПАВ увеличивает нефтеотдачу на 10-30%. Однако для получения ПАВ требуется та же нефть, в результате энергоотдача составляет всего около 10% /см. В.В. Алексеев. "Экология и экономика энергетики", Физика, Знание, 6/90, стр. 25-26/.To increase oil recovery, water or gas is currently being injected into the reservoir under high pressure, while the oil recovery coefficient is on average 0.5. To increase the oil washing properties of water, surfactants / surfactants are added to it or water is saturated with carbon dioxide, which, when using a surfactant, increases oil recovery by 10-30%. However, to obtain a surfactant, the same oil is required, as a result, the energy efficiency is only about 10% / cm. V.V. Alekseev. "Ecology and Economics of Energy", Physics, Knowledge, 6/90, pp. 25-26 /.
Увеличение нефтеотдачи достигается также нагнетанием в пласт горячей воды или водяного пара, при этом пар обладает лучшей вытесняющей способностью. При вытеснение нефти сжиженными углеводородными газами или газами высокого давления происходит взаимосмешивание их, уменьшение капиллярных сил и увеличение нефтеотдачи пласта /см. И.В. Элияшевский. "Технология добычи нефти и газа", М.: Недра, 1985 г., стр. 165-168/.The increase in oil recovery is also achieved by injection into the reservoir of hot water or water vapor, while the vapor has a better displacing ability. When oil is displaced by liquefied hydrocarbon gases or high pressure gases, they are mixed, a decrease in capillary forces and an increase in oil recovery / cm. I.V. Eliyashevsky. "Technology of oil and gas production", Moscow: Nedra, 1985, pp. 165-168 /.
Недостатком водного воздействия на продуктивные пласты является то, что при этом не обеспечивается полного извлечения геологических запасов нефти, в недрах остается больше половины, а на месторождениях вязких нефтей - до 85% разведанных запасов /см. В.В. Алексеев. "Экология и экономика энергетики", Физика, Знание, 6/90, стр. 25-26/.The disadvantage of water impact on productive formations is that this does not ensure the complete extraction of geological oil reserves, more than half remains in the bowels, and up to 85% of explored reserves / cm in viscous oil fields. V.V. Alekseev. "Ecology and Economics of Energy", Physics, Knowledge, 6/90, pp. 25-26 /.
Известен "Комплекс для добычи подземных вод и мелиорации" по патенту №2442859 от 20.02.2012 г. В этом изобретение вытеснение нефти и газового конденсата предлагается осуществлять с помощью парогазовых генераторов, генерирующих в пласт парогазовую смесь с высокими параметрами температуры и давления /см. стр. 21/.The well-known "Complex for the extraction of groundwater and land reclamation" according to the patent No. 2442859 of 02/20/2012. In this invention, it is proposed to displace oil and gas condensate using combined-cycle generators generating a combined-gas mixture with high temperature and pressure / cm parameters. p. 21 /.
Известный однокамерный парогазовый генератор по патенту №2442859 является ближайшим аналогом-прототипом, так как он содержит признаки, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, в частности:The well-known single-chamber steam-gas generator according to patent No. 2442859 is the closest analogue prototype, as it contains features that match the features of the claimed invention, in particular:
- парогазовый генератор выполнен с камерой сгорания, крышкой и комбинированными форсунками, соединенной с клапанным механизмом.- a gas-vapor generator is made with a combustion chamber, a cover and combined nozzles connected to a valve mechanism.
Недостатком известного парогазового генератора является то, что в нем отработанные газы из камеры сгорания выпускаются в атмосферу, что существенно снижает КПД, и он выполняется открытым.A disadvantage of the known combined-cycle generator is that in it the exhaust gases from the combustion chamber are released into the atmosphere, which significantly reduces the efficiency, and it is open.
В связи с этим в предлагаемой конструкции парогазового генератора для добычи нефти и газового конденсата:In this regard, in the proposed design of a steam-gas generator for oil and gas condensate:
- закрытая кабина с дверцей и монтажными петлями содержит радиатор и вентилятор с электродвигателем для охлаждения охлаждающей жидкости камеры сгорания парогазового генератора, опоры с выдвижными штоками для установки на бетонное основание, баки для воды и топлива, установленные на стенках кабины, задвижку, соединенную с одной стороны с поршневым компрессором, а с другой с воздуховодом регенератора, газовую турбину, размещенную на крыше кабины,- a closed cabin with a door and mounting loops contains a radiator and a fan with an electric motor for cooling the coolant of the gas-vapor generator combustion chamber, supports with retractable rods for installation on a concrete base, water and fuel tanks installed on the walls of the cabin, a valve connected on one side with a piston compressor, and on the other with a regenerator duct, a gas turbine located on the roof of the cabin,
- парогазовый генератор, содержит камеру сгорания, снабженную рубашкой для циркуляции в межстеночном пространстве охлаждающей жидкости, с размещенной на ней крышкой с впускным клапаном для впуска нагретого в регенераторе до температуры 600-700°C сжатого воздуха, выпускным клапаном для выпуска отработанных газов в эжектор и газовую турбину с выпускным патрубком, соединенным с входным патрубком регенератора, или выпускной клапан с патрубком соединен с задвижкой и входным патрубком регенератора и форсункой для впрыскивания углеводородного топлива или с комбинированной форсункой, соединенную с помощью конической части с клапанным механизмом, установленным на задвижке нагнетательной скважины,- a gas-vapor generator, comprises a combustion chamber equipped with a jacket for circulation in the inter-wall space of the coolant, with a lid placed on it with an inlet valve for inlet of compressed air heated in the regenerator to a temperature of 600-700 ° C, an exhaust valve for discharging exhaust gases into the ejector and a gas turbine with an outlet nozzle connected to the inlet of the regenerator, or an outlet valve with a nozzle connected to the valve and the inlet of the regenerator and the nozzle for injecting a hydrocarbon fuel or with a combined nozzle connected by means of a conical part to a valve mechanism mounted on a valve of an injection well,
при этом клапанный механизм включает цилиндр с поршнем-клапаном и пружиной, имеющим канал для впуска под поршень-клапан сжатого воздуха из ресивера, снабженного обратным клапаном, соединенным с поршневым компрессором,wherein the valve mechanism includes a cylinder with a piston-valve and a spring having a channel for inlet under the piston-valve of compressed air from a receiver equipped with a check valve connected to the piston compressor,
цилиндр содержит окна для выпуска продуктов сгорания в кольцевой цилиндрический канал, с установленными в нем форсунками для впрыскивания воды и образования парогазовой смеси с температурой 300-600°C,the cylinder contains windows for the release of combustion products into the annular cylindrical channel, with nozzles installed therein for injecting water and forming a gas-vapor mixture with a temperature of 300-600 ° C,
комбинированная форсунка содержит корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенные с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, параллельно размещению топливной форсунки, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей сопло,the combined nozzle comprises a housing with nozzles for supplying electrically conductive fluid, connected to cylindrical channels located inside the housing in a layer of insulating material, parallel to the placement of the fuel nozzle, on one side of which electrodes are connected to the pulse generator, and nozzles directed at an angle are made on the other to each other and communicating with the explosive chamber of the nozzle having a nozzle,
при этом регенератор для нагрева сжатого воздуха до температуры 600-700°C на отработанных газах газовой турбины выполнен с пусковой топливной форсункой, вентилятором и электродвигателем.the regenerator for heating compressed air to a temperature of 600-700 ° C on the exhaust gases of a gas turbine is made with a starting fuel nozzle, a fan and an electric motor.
Изложенная выше совокупность существенных признаков при внедрении обеспечивает реализацию поставленной цели, при этом каждый из данной совокупности приведенных признаков необходим, а все вместе достаточны для получения положительного эффекта - значительного увеличения нефтеотдачи продуктивных пластов путем нагнетания в пласт парогазовой смеси с высокими параметрами температуры и давления.The above set of essential features during implementation ensures the achievement of the goal, while each of this set of characteristics is necessary, and all together are sufficient to obtain a positive effect - a significant increase in oil recovery of productive formations by injecting a gas-vapor mixture with high temperature and pressure parameters into the formation.
Исходя из приведенных доводов совершенно правомерен вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "изобретательский уровень".Based on the above arguments, the conclusion about the conformity of the claimed technical solution to the criterion of the invention "inventive step" is completely legitimate.
Приведенная совокупность существенных признаков может быть реализована многократно на практике с получением одной и той же цели.The given set of essential features can be implemented many times in practice with the same goal.
Неоднократная возможность реализации при изготовлении заявляемого технического решения с изложенной выше совокупностью существенных признаков отвечает также в полной мере другому главному критерию изобретения "промышленная применимость".The repeated possibility of implementation in the manufacture of the claimed technical solution with the above set of essential features also fully meets another main criterion of the invention "industrial applicability".
Изложенная сущность технического решения поясняется чертежами, на которых:The essence of the technical solution is illustrated by drawings, in which:
- на фиг. 1 показан парогазовый генератор в продольном разрезе, размещенный на устройствах, соединенных с нагнетательной скважиной, а также газовая турбина с эжектором и электрогенератором и регенератор;- in FIG. 1 shows a steam-gas generator in longitudinal section placed on devices connected to an injection well, as well as a gas turbine with an ejector and an electric generator and a regenerator;
- на фиг. 2 в продольном сечении показан впускной клапан-узел "H";- in FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an intake valve assembly “H”;
- на фиг. 3 приведен продольный разрез по 1-1, с показом кабины и размещенным в ней парогазовым генератором;- in FIG. 3 shows a longitudinal section through 1-1, showing the cabin and the combined-cycle generator located in it;
- на фиг. 4 приведен поперечный разрез по 2-2;- in FIG. 4 shows a cross section through 2-2;
- на фиг. 5 в продольном разрезе показана комбинированная форсунка;- in FIG. 5 shows a combined nozzle in longitudinal section;
- на фиг. 6 показан вид по 3-3 на комбинированную форсунку и схемы генераторов импульсов, соединенных с электродами форсунки.- in FIG. Figure 6 shows a 3-3 view of a combined nozzle and pulse generator circuits connected to the nozzle electrodes.
Парогазовый генератор для добычи нефти и газового конденсата, содержит камеру сгорания 1 с конической частью 2 и крышку /головку/ 3, в которой установлена форсунка 4 для впрыскивания жидкого углеводородного топлива-дизтоплива /солярки/, а также на ней размещены впускной клапан 5 для подачи сжатого воздуха по патрубку 6 в камеру сгорания 1 и выпускной клапан 7 для выпуска отработанных сгоревших газов /продуктов сгорания/ по патрубку 8. Камера сгорания имеет рубашку 9 для циркуляции в межстеночном пространстве охлаждающей жидкости - воды /или в некоторых случаях в качестве охлаждающей жидкости могут служить жидкие щелочные металлы/, при этом она с помощью фланца 10 соединена с клапанным механизмом 11, внутри которого расположен цилиндр 12, с размещенным в нем поршнем-клапаном 13, опирающимся на пружину 14. Заглушенная часть цилиндра 12 имеет канал 15 с патрубком 16 для подачи сжатого воздуха под поршень-клапан 13. Патрубок 16 соединен с ресивером 17 /буферной емкостью/, имеющим патрубок 18 и обратный клапан 19. Между стенками клапанного механизма 11 и цилиндром 12 образован кольцевой цилиндрический канал 20. Клапанный механизм 11 имеет фланец 21, с помощью которого он вместе с камерой сгорания 1 устанавливается на нагнетательной скважине 22 нефтяного или газоконденсатного месторождения, с размещением на ней необходимых вспомогательных устройств, в частности задвижки 23, переходника 24, трубной головки 25, переходника 26, установленного на колонной головке 27 нагнетательной скважины 22, в которой расположена насосно-компрессорная труба /нкт/ 28. Зона перфорации 29. Клапанный механизм 11 имеет форсунки 30 для впрыскивания воды и охлаждения продуктов сгорания, с образованием в кольцевом цилиндрическом канале 20 парогазовой смеси с температурой около 300-600°C, которая регулируется за счет изменения количества впрыскиваемой форсунками 30 воды. В цилиндре 12 выполнены окна 31 для выпуска раскаленных продуктов сгорания в кольцевой цилиндрический канал 20, в котором они смешиваются со струями воды, впрыскиваемыми форсунками 30 с образованием парогазовой смеси /парогаза с заданной температурой/.Combined-cycle generator for the extraction of oil and gas condensate, contains a
Впускной клапан 5 и выпускной клапан 7, выполнены цилиндрической формы в виде плунжеров /золотников/ с центральным сквозным отверстием 32 для пропуска сжатого воздуха или отработанных продуктов сгорания. Канал 33 выполнен в крышке 3. Клапаны 5 и 7 имеют тарелку 34, на которую опирается пружина 35 с одной стороны, а с другой на скобу 36. Сверху на скобу 36 устанавливается соленоид 37, в котором цилиндрический клапан входит в центральное отверстие и служит уже якорем соленоида.The
Для защиты от атмосферных осадков, ударов парогазовый генератор размещается в закрытой кабине 38, имеющей опоры 39 с выдвижными штоками 40, опирающимися на бетонное основание 41. На стенках кабины устанавливаются бак 42 для воды и бак 43 для топлива /солярки/. На самом парогазовым генераторе крепится стол 44, на котором размещаются электронный блок управления 45, насосы 46 для подачи воды в форсунки 30 с электродвигателем и редуктором 47 и топливный насос 48 с электродвигателем и редуктором 49. Сбоку кабины на кронштейнах 50 установлена задвижка 51 для сжатого воздуха, поступающего от поршневого компрессора высокого давления, до 20 МПа, производительностью до 100 м3/мин /компрессор установлен на шасси автомобиля типа КАМАЗ/.To protect it from atmospheric precipitation and impacts, a gas-vapor generator is placed in a closed
Кабина 38 имеет дверцу 52, а на противоположной стороне установлены радиатор 53, вентилятор 54 с приводом от электродвигателя 55. Кабина снабжена монтажными петлями 56.The
Парогазовый генератор имеет регенератор 57, в котором сжатый воздух из задвижки 51 с невысокой температурой нагревается до температуры 600-700°C и поступает через впускной клапан 5 в камеру сгорания 1. При этом обеспечивается испарение впрыснутого в нее топлива форсункой 4 и сгорание образующейся в камере сгорания 1 горючей смеси, с осуществлением рабочего процесса, подобного рабочему процессу, осуществляемому в двигателях с воспламенением от сжатия /дизелях/. Со стороны сжатого воздуха регенератор выполнен трехходовым, а со стороны газа - одноходовым /см. И.И. Кириллов. “Газовые турбины и газотурбинные установки”, Машгиз, М., 1956 г., стр. 107-109 /1//.The gas-vapor generator has a regenerator 57, in which the compressed air from the
Регенератор содержит корпус 58, в котором установлены тонкие трубки 59 для прохода сжатого воздуха, с одной стороны соединенные с воздуховодом 60, через который подается для нагрева сжатый воздух, а с другой стороны они соединены с колпаком 61, из которого нагретый до заданной температуры сжатый воздух по трубопроводу направляется в камеру сгорания парогазового генератора через патрубок 6.The regenerator comprises a
Нагрев сжатого воздуха в регенераторе 57 осуществляется на стадии пуска парогазового генератора с помощью пусковой топливной форсунки 62, имеющей бак для топлива и насос /не показанные на чертеже/, вентилятор 63 и электродвигатель 64.Heating of compressed air in the regenerator 57 is carried out at the stage of starting the combined cycle gas generator with the help of the starting
В целях использования энергии отработанных продуктов сгорания парогазовый генератор дополнительно имеет газовую турбину 65, соединенную с электрогенератором 66, подключенным к электрощиту 67.In order to use the energy of the exhaust products of combustion, the gas-vapor generator additionally has a
Для снижения температуры сгоревших газов перед газовой турбиной 65 установлен эжектор 68, содержащий рабочее сопло 69, соединенное с выпускным патрубком 8 парогазового генератора. Камера смешения 70 эжектора, патрубок 71 для входа в него атмосферного воздуха. Направляющий и спрямляющий аппараты 72 газовой турбины, имеющей выпускной патрубок 73, задвижка 74, установленная на соединительном трубопроводе выпускного патрубка газовой турбины с регенератором 57, который снабжен входным патрубком 75 для сгоревших газов и выходным патрубком 76 для выпуска отработанных газов в атмосферу.To reduce the temperature of the burnt gases in front of the
Работает парогазовый генератор следующим образом.The combined-cycle generator operates as follows.
От внешнего источника электроэнергии /аккумуляторная батарея или бензиновый двигатель-генератор/ запускается электродвигатель 64, вентилятор 63 и топливный насос форсунки 62, нагнетающий в нее топливо /например, солярку или мазут/, с поджиганием образующейся горючей смеси во входном патрубке 75 регенератора 57.An
Одновременно запускается компрессор высокого давления P=200 кг/см2, или 20 МПа, сжатый воздух из которого поступает на задвижку 51 и из нее направляется в воздуховод 60 регенератора. Нагрев сжатого воздуха в трубках 59 регенератора осуществляется сгоревшими газами за счет работы пусковой топливной форсунки 62 до температуры 600-700°C, с выходом отработанный газов в атмосферу через выходной патрубок 76, при этом нагретый в трубках 59 сжатый воздух из колпака 61 поступает через патрубок 6 в открытом впускном клапане 5, приводимом в движение соленоидом 37 с помощью системы автоматики электронного блока 45 и соответствующих датчиков /не показанных на чертеже/, в камеру сгорания 1. Включение топливной форсунки 4 с помощью системы автоматики осуществляется после поступления в камеру сгорания нагретого сжатого воздуха, что приводит к образованию в ней горючей смеси за счет испарения дизтоплива /солярки/ и к ее сгоранию. При этом впускной клапан 5 закрыт, что осуществляется отключением от источника электроэнергии соленоида 37 с помощью системы автоматики.At the same time, a high-pressure compressor P = 200 kg / cm 2 , or 20 MPa, starts, the compressed air from which flows to the
Сгоревшие газы в камере сгорания 1 с высокими параметрами температуры, около 100-200 К, и давлением 60-80 МПа, при давлении сжатого воздуха P=20 МПа /см. А.С. Хачиян. "Двигатели внутреннего сгорания". Высшая школа, М., 1978 г., стр. 70-83 /2//. расширяются, при этом поршень-клапан 13 сжимает пружину 14 и открывает в цилиндре 12 окна 31, с выпуском раскаленных продуктов сгорания в кольцевой цилиндрический канал 20, в который с помощью форсунок 30 впрыскивается вода, с образованием парогазовой смеси с температурой 300-600°C.The burnt gases in the
Парогазовая смесь с высокими параметрами давления P1=60-80 МПа и температурой T=300-600°C поступает через задвижку 23 в насосно-компрессорную трубу 28 /нкт/ и нагнетательную скважину 22 и через зону перфорации 29 нагнетается в поровые каналы нефтяного пласта или продуктивного пласта газоконденсатного месторождения.Gas-vapor mixture with high pressure parameters P 1 = 60-80 MPa and temperature T = 300-600 ° C enters through the valve 23 into the
Следующие рабочие циклы осуществляются с частотой около 100 цикл/с, при этом после первого рабочего хода парогазового генератора, с помощью системы автоматики /не показанной на чертеже/ подается электроэнергия на соленоид 37 выпускного клапана 7, который втягивается в него сжимая пружину 35, а отверстие в нем 32 совмещается с каналом 33, благодаря чему отработанные газы из камеры сгорания 1 выходят в эжектор 68 через рабочее сопло 69. Вместе с тем поршень-клапан 13 возвращается в исходное положение с помощью пружины 14 и давления сжатого воздуха, поступающего в цилиндр 12 от основного компрессора через патрубок 16, ресивер 17, обратный клапан 19 и патрубок 18, и перекрывает окна 31. В этой конструкции парогазового генератора на поршень-клапан /в дальнейшем просто "клапан"/ с тыльной стороны действуют сила упругости пружины 14 и давление сжатого воздуха, поступающего от основного компрессора давлением P=20 МПа, в связи с высоким давлением сжатого воздуха в камере сгорания 1. На этом завершается первый рабочий цикл парогазового генератора.The following working cycles are carried out with a frequency of about 100 cycles / s, and after the first working stroke of the gas-vapor generator, electricity is supplied to the
Поступившие в эжектор /а при выполнении лопаток газовой турбины охлаждаемыми эжектор 68 не требуется, при этом отработанные продукты сгорания непосредственно из патрубка 8 направляются на турбину 65/ сгоревшие газы с высокой температурой и давлением выходят через рабочее сопло 69, и следом в патрубок 71 всасывается атмосферный воздух, который смешивается в камере 70, что приводит к снижению температуры газов перед турбиной 65 и нормальной ее работе в заданном интервале температур - 700-900°C. Отработанные газы из выпускного патрубка 73 поступают во входной патрубок 75 регенератора, отдают тепло и нагревают в трубках 59 сжатый воздух, который используется в парогазовом генераторе с температурой 600-700°C. Снова с помощью системы автоматики подается электроэнергия на соленоид 37 впускного клапана 5, с помощью которого втягивается в него клапан 5, при этом сжимается пружина 35 и совмещаются отверстие 32 в клапане с каналом 33, благодаря чему сжатый и нагретый до температуры 600-700°C воздух поступает в камеру сгорания 1, что приводит к повторению рабочих циклов парогазового генератора с частотой около 100 цикл/сек и работе регенератора 57 на отработанных газах, при этом пусковая форсунка 62, вентилятор 63 и электродвигатель 64 отключаются.The cooled ejector 68, which entered the ejector when the blades of the gas turbine are cooled, is not required, while the exhaust products of combustion directly from the nozzle 8 are directed to the turbine 65 / the burnt gases with high temperature and pressure exit through the working nozzle 69, and then atmospheric is sucked into the nozzle 71 air, which is mixed in the chamber 70, which leads to a decrease in the temperature of the gases in front of the turbine 65 and its normal operation in a given temperature range - 700-900 ° C. The exhaust gases from the exhaust pipe 73 enter the inlet pipe 75 of the regenerator, give off heat and heat the compressed air in the tubes 59, which is used in a gas-vapor generator with a temperature of 600-700 ° C. Again, using the automation system, electricity is supplied to the solenoid 37 of the intake valve 5, with which the valve 5 is drawn into it, the spring 35 is compressed and the hole 32 in the valve is aligned with the channel 33, so that it is compressed and heated to a temperature of 600-700 ° C air enters the combustion chamber 1, which leads to the repetition of the operating cycles of the combined cycle gas generator with a frequency of about 100 cycles / sec and the operation of the exhaust gas regenerator 57, while the starting nozzle 62, fan 63 and electric motor 64 are switched off.
В целях упрощения конструкции парогазового генератора для нагрева сжатого воздуха в регенераторе 57 отработанные газы из патрубка 8 могут непосредственно направляться в него через задвижку 77.In order to simplify the design of the combined-cycle generator for heating compressed air in the regenerator 57, the exhaust gases from the pipe 8 can be directly directed into it through the valve 77.
Однако использование энергии отработанных газов в турбине 65 с электрогенератором 66 обеспечивает значительное снижение расхода топлива на собственные нужды нефтедобычи или добычи газового конденсата, с использованием электроэнергии от электрогенератора 66 на обслуживание парогазового генератора и производство сжатого воздуха с помощью работы дополнительного или основного компрессора.However, the use of the energy of exhaust gases in a
Таким образом, работа парогазового генератора на нагнетательной скважине /скважинах/ 22 с частотой 1 около 100 цикл/сек обеспечивает нагнетание в нефтяной пласт или продуктивный пласт газоконденсатного месторождения парогазовой смеси с высокими параметрами температуры - T=300-600°C и давлением P1=60-80 МПа, которые могут регулироваться в широком интервале температуры и давления с помощью изменения количества топлива форсункой 4 и воды форсунками 30. Парогазовая смесь через зону перфорации 29 в нагнетательной/ых/ скважине/ах/ поступает в поровые каналы продуктивных пластов с нефтью или газовым конденсатом и вытесняет ИХ в добывающие скважины, причем при большой проницаемости нефтяного пласта эти скважины могут фонтанировать, что существенно упрощает и удешевляет добычу нефти. Вместе с тем, проникая в продуктивный пласт с нефтью, парогазовая смесь с высокими параметрами температуры и давления сильно нагревает его, обеспечивая существенное увеличение жидкотекучести нефти и значительное увеличение коэффициента нефтеотдачи пластов, по сравнению, например, с вытеснением нефти водой под высоким давлением или сжатым воздухом, поступающим от компрессорной станции /см. И.В. Элияшевский. "Технология добычи нефти и газа", Недра, М., 1983 г., стр. 122-168 /3//.Thus, the operation of a steam-gas generator in an injection well (s) / 22 with a frequency of 1 about 100 cycles / sec ensures the injection of a gas-condensate gas-vapor mixture with a high temperature - T = 300-600 ° C and pressure P 1 = into the oil reservoir or production reservoir 60-80 MPa, which can be regulated over a wide range of temperature and pressure by changing the amount of fuel with nozzle 4 and water with
Однако на этом извлечение нефти или остаточных ее запасов на отработанных месторождениях не заканчивается.However, the extraction of oil or its residual reserves at the developed fields does not end there.
Наступает прорыв парогазовой смеси с высокой температурой и давлением в добывающие скважины, что приводит к испарению прилипшей нефти к стенкам поровых каналов залежи, смешиванию паров нефти с парогазовой смесью /парогазом/, выходу смеси в добывающие скважины, с разделением паров на фракции на поверхности путем их конденсации за счет охлаждения водой или воздухом. Таким образом, при работе парогазовых генераторов на нагнетательных скважинах /одна нагнетательная скважина на четыре добывающих скважины при площадной закачке парогазовой смеси в продуктивный пласт с нефтью или с газовым конденсатом/, см. 3, стр. 167-168/ достигается извлечение всех геологических запасов нефти и газового конденсата, что недостижимо для всех известных ныне искусственных методов воздействия на нефтяные пласты или пласты с газовым конденсатом /см. 3, стр. 165-168 и С. Хаитов. "Топливо? Сырье? - Газ: практика рационального использования", Знание, Техника, 1984/5, стр. 62, - "по сообщению фирмы "Джон Браун сабси", 1983 /4//.There comes a breakthrough of a gas-vapor mixture with high temperature and pressure into production wells, which leads to evaporation of adhering oil to the walls of the pore channels of the reservoir, mixing of oil vapor with a gas-vapor mixture / vapor / gas, the mixture escapes into production wells, with vapor separation into fractions on the surface by condensation due to cooling with water or air. Thus, during the operation of steam-gas generators in injection wells / one injection well for four production wells with areal injection of a gas-vapor mixture into a reservoir with oil or gas condensate /, see 3, pp. 167-168 /, all geological oil reserves are extracted and gas condensate, which is unattainable for all currently known artificial methods of influencing oil reservoirs or reservoirs with gas condensate / cm. 3, pp. 165-168 and S. Khaitov. "Fuel? Raw materials? - Gas: the practice of rational use", Knowledge, Technique, 1984/5, p. 62, - "according to the company" John Brown sabsi ", 1983/4 //.
Высокая температура парогазовой смеси - от 300 до 600°C обеспечивает нагрев нефти в продуктивном пласте и ее испарение, благодаря чему достигается коэффициент нефтеотдачи, приближающийся к 1, тогда как ныне он не превышает 0,5 /см. 3, стр. 122/.The high temperature of the gas-vapor mixture, from 300 to 600 ° C, provides heating of oil in the reservoir and its evaporation, due to which an oil recovery coefficient approaching 1 is reached, whereas now it does not exceed 0.5 / cm. 3, p. 122 /.
Вместе с тем, высокая температура парогазовой смеси, нагнетаемой в пласт, обеспечивает осуществление под землей процесса пиролиза нефти, с выходом на поверхность на второй стадии добычи нефти, при прорыве парогазовой смеси с температурой около 600°C в добывающие скважины смеси углеводородов, с разделением их на поверхности с помощью известной в науке технологии на фракции, с получением бензина, керосина, солярки, мазута и прочих материалов, что позволит существенно снизить стоимость нефтепродуктов.At the same time, the high temperature of the gas-vapor mixture injected into the reservoir ensures the underground pyrolysis of the oil, with access to the surface at the second stage of oil production, when the gas-vapor mixture with a temperature of about 600 ° C breaks into the producing wells of a hydrocarbon mixture, with their separation on the surface with the help of technology known in science into fractions, with the production of gasoline, kerosene, diesel fuel, fuel oil and other materials, which will significantly reduce the cost of petroleum products.
Кроме того, на извлечение нефти из продуктивного пласта с высоким коэффициентом нефтеотдачи оказывает существенное влияние прерывистый рабочий процесс парогазового генератора с частотой около 100 цикл/сек, что приводит к распространению в пласте низкочастотных упругих колебаний, с высокой интенсивностью распространяющихся на большой площади. При соответствующем расположении на залежи источника колебаний продуктивный пласт возбуждается на собственной частоте, благодаря этому в нефти возникают эффекты кавитации и акустических течений, приводящих к образованию в ней пузырьков и вскипанию, что значительно увеличивает коэффициент нефтеотдачи пласта.In addition, the intermittent workflow of a steam-gas generator with a frequency of about 100 cycles / sec has a significant influence on the extraction of oil from a reservoir with a high oil recovery coefficient, which leads to the propagation of low-frequency elastic waves with high intensity propagating over a large area. With an appropriate location of the oscillation source on the reservoir, the reservoir is excited at its own frequency, due to this, the effects of cavitation and acoustic flows appear in the oil, which lead to the formation of bubbles and boiling in it, which significantly increases the oil recovery coefficient.
С помощью системы автоматики парогазового генератора можно изменять частоту рабочих процессов - от нескольких до 100 цикл/сек и добиваться совпадения частоты парогазового генератора с собственной частотой колебаний нефтяного пласта, что приведет к резонансу жидкой фазы в пласте, кавитации и увеличению нефтеотдачи. Еще одним дополнительным преимуществом использования парогазовых генераторов для добычи нефти и газового конденсата является то, что продукты сгорания содержат углекислый газ - CO2, который смешивается с нефтью в продуктивном пласте, что приводит к уменьшению ее вязкости и способствует увеличению нефтеотдачи залежи.With the help of a steam-gas generator automation system, it is possible to change the frequency of working processes - from several to 100 cycles / sec and achieve a coincidence of the frequency of a steam-gas generator with the natural frequency of oil reservoir vibrations, which will lead to resonance of the liquid phase in the reservoir, cavitation and increased oil recovery. Another additional advantage of using gas-vapor generators for oil and gas condensate production is that the combustion products contain carbon dioxide - CO 2 , which mixes with oil in the reservoir, which leads to a decrease in its viscosity and increases the oil recovery of the reservoir.
Отметим, что с уменьшением частоты рабочих процессов парогазового генератора уменьшается температура нагрева сжатого воздуха в регенераторе 57. Для поддержания ее на заданном уровне - 600-700°C /см. 2, стр. 38, табл. 11.2, и стр. 83, табл. 11,3/ включается пусковая топливная форсунка 62, вентилятор 63 и электродвигатель 64.Note that with a decrease in the frequency of working processes of a gas-vapor generator, the temperature of heating the compressed air in the regenerator 57 decreases. To maintain it at a given level - 600-700 ° C / cm. 2, p. 38, tab. 11.2, and p. 83, tab. 11.3 / includes starting
Монтаж парогазового генератораInstallation of a combined cycle generator
Парогазовый генератор размещен в закрытой кабине 38 и ставится на задвижку 23 нагнетательной скважины 22 и бетонное основание 41 с помощью опор 39 с выдвижными штоками 40, обеспечивающими при их вращении точность /горизонтальность/ установки парогазового генератора. Охлаждающая вода камеры сгорания парогазового генератора проходит через радиатор 53, в котором ее температура понижается до нормальной, чему способствует работа вентилятора 54. Наладка парогазового генератора на нагнетательной скважине происходит оператором при открытой дверце 52.The gas-vapor generator is placed in a
Газовая турбина 65 с электрогенератором 66 и эжектором 68 установлена на крыше закрытой кабины 38 /не показана на чертеже/.A
Особенности конструкции и работы парогазового генератораDesign and operation features of a combined cycle gas generator
Выше отмечено, что на поршень-клапан 13 действуют две силы - сила упругости пружины 14 и давление сжатого воздуха, поступающего от основного компрессора давлением P=20 МПа. При этом для предохранения компрессора от колебаний давления в магистрали сжатого воздуха в ресивере 17 установлен обратный клапан 19.It was noted above that two forces act on the piston-
Регенератор 57 снаружи утепляется теплоизоляционным материалом-асбестом и минеральной ватой и защищается обшивкой из стальных листов, что особенно важно при работе парогазовых генераторов в осенне-зимний период.The regenerator 57 is insulated from the outside with heat-insulating material-asbestos and mineral wool and is protected by a sheath made of steel sheets, which is especially important when operating steam-gas generators in the autumn-winter period.
Применение регенератора для работы парогазового генератора обеспечивает переход от одного вида топлива - солярки к другому, например бензину. Иными словами, парогазовый генератор становится многотопливным, вплоть до применения мазута или очищенной нефти самого месторождения. Это достигается за счет регулирования температуры нагрева сжатого воздуха с помощью тепла отработанных газов газовой турбины 65, с температурой 600-700°C и до температуры 300-350°C. При этом парогазовый генератор может работать как на солярке, так и на бензине, с дополнительной установкой при работе на бензине искрового зажигания, применяемого на двигателях внутреннего сгорания /ДВС/. Регулирование температуры отработанных газов газовой турбины осуществляется путем замены задвижки 74 на пробковый 3-ходовой кран, с помощью которого часть отработанных газов с высокой температурой направляется во входной патрубок 75 регенератора, а остальная часть - в атмосферу. При сжигании мазута с высокой температурой воспламенения, дополнительно включается пусковая форсунка 62.The use of a regenerator for the operation of a combined cycle gas generator provides a transition from one type of fuel - diesel fuel to another, such as gasoline. In other words, a gas-vapor generator becomes multi-fuel, up to the use of fuel oil or refined oil from the field itself. This is achieved by regulating the temperature of heating the compressed air using heat from the exhaust gases of a
В целях упрощения конструкции и обслуживания работы парогазового генератора, вместо обычной топливной форсунки 4 устанавливается комбинированная форсунка по фиг. 5, 6 /см. патент №2442859 от 20.02.2012 г./, в которой осуществляются электрические взрывы струй электропроводной жидкости при температуре, превышающей 2500°C, благодаря чему впрыснутое в взрывную камеру форсунки топливо мгновенно испаряется и термически разлагается на молекулы и атомы с образованием газообразной смеси углеводородного топлива и электропроводной жидкости струй, участвующих в электрическом взрыве. При этом осуществляется термическая диссоциация любого вида топлива, независимо от его вязкости и температуры испарения, что позволяет использовать для работы парогазового генератора практически все известные виды топлив и, таким образом, существенно снижать затраты на добычу нефти или газового конденсата. Вместе с тем, использование энергии отработанных газов на газовой турбине 65 и регенераторе 57, так же как и при применении обычной топливной форсунки, позволяет значительно увеличить КПД парогазового генератора.In order to simplify the design and maintenance of the combined cycle gas generator, instead of the conventional fuel injector 4, the combined nozzle of FIG. 5, 6 / cm. patent No. 2442859 dated 02.20.2012 /, in which electric explosions of jets of electrically conductive liquid are carried out at a temperature exceeding 2500 ° C, due to which the fuel injected into the explosion chamber of the nozzle instantly evaporates and thermally decomposes into molecules and atoms to form a gaseous mixture of hydrocarbon fuel and conductive fluid jets involved in an electric explosion. In this case, thermal dissociation of any type of fuel is carried out, regardless of its viscosity and evaporation temperature, which makes it possible to use almost all known types of fuel for operation of a gas-vapor generator and, thus, significantly reduce the cost of extracting oil or gas condensate. At the same time, the use of the energy of exhaust gases on a
Комбинированная форсунка содержит корпус 78, внутри которого в слое электроизоляционного материала 79 размещены цилиндрические каналы 80 и 81, имеющие с одной стороны сопла 82 и 83, направленные под углом друг к другу, а с другой электроды 84 и 85. В центре установлена топливная форсунка 86. Патрубки 87 и 88 соединены с цилиндрическими каналами 80 и 81 и с насосами для подачи электропроводной жидкости /не показаны/. Взрывная камера 89, имеющая сопло 90. Фланец для крепления форсунки 91.The combined nozzle comprises a housing 78, inside of which in the layer of insulating material 79
Электроды 84 и 85 подключены к генератору импульсов /ГИ/, принципиальная схема которого включает конденсатор 92, резистор 93, выпрямитель 94 переменного тока в постоянный /см. Б.А. Артамонов. "Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов", Высшая школа. Т. 2, М., 1983 г., стр. 100-103 и стр. 91-100 /5/, а также Б.А. Артамонов. "Размерная электрическая обработка металлов", Высшая школа, М., 1978 г., стр. 50 /6//. В комбинированной форсунке электродов 84, 85, как и цилиндрических каналов 80 и 81 может быть одна, две, три пары и более. Электроды 95 и 96, размещенные в цилиндрических каналах /не показанных на чертеже/ перпендикулярно первым, служат для осуществления электрических взрывов струй и воспламенения горючей смеси. Они подключены к генератору импульсов /ГИ/, содержащему конденсатор 97, резистор 98, выпрямитель 99.The
Струи электропроводной жидкости 100 и 101, зона их контакта 102, струи топлива 103.The jets of the electrically
В качестве электропроводных жидкостей струй 100, 101 служат концентрированные водные растворы сильных электролитов, с высокой концентрацией на основе кислот, оснований и солей, а также суспензии порошков или пудры металлов, графита в растворе электролита и в некоторых случаях жидкие металлы.Concentrated aqueous solutions of strong electrolytes with a high concentration based on acids, bases and salts, as well as suspensions of powders or powder of metals, graphite in an electrolyte solution and, in some cases, liquid metals, serve as electrically conductive liquids of
Работает комбинированная форсунка следующим образом.The combined nozzle works as follows.
От насосов /не показанных на чертеже/ под давлением подается электропроводная жидкость в патрубки 87 и 88, цилиндрические каналы 80 и 81, которая вытекает в взрывную камеру 89 в виде струй 100 и 101. Одновременно подается электроэнергия от внешнего источника на генератор импульсов 92-94 и впрыскивается топливо, например солярка, из форсунки 86 в виде струй 103. При контакте струй 100 и 101 в зоне 102 замыкается разрядная цепь генератора импульсов и конденсатор 92 /или батарея конденсаторов/ разряжается на струи. При этом разрядный ток, протекающий по цепи, электроды 84 и 85, электропроводную жидкость в цилиндрических каналах 80 и 81, соплах 82 и 83 мгновенно нагревает струи, с образованием электрического взрыва при температуре, которая может изменяться в интервале /2-5/×104 K /см. 5, стр. 72/. Энергия, запасенная в конденсаторе, зависит от емкости и напряжения: - A=CU2/2 /см. 6, стр. 50/. Диаметр струй около 0,1-0,2 мм, диаметр цилиндрических каналов 10-12 мм и более. Электрический взрыв струй 100 и 101 приводит к образованию плазмы /см. 5, стр. 101/, нагреву и мгновенному испарению струй топлива 103 при температуре, превышающей 2500°C. При этой температуре электропроводная жидкость, например суспензия пудры алюминия или графита в водном растворе электролита, термически диссоциирует с разложением на -2H2O→2H2+O2 /см. Н.Л. Глинка, "Общая химия", из-во Химия, Л., 1980 г., стр. 211 /7// и осколки электролита, с образованием водорода и кислорода /гремучего газа/, а топливо - солярка - за счет высокой температуры электрического взрыва струй 100, 101 разлагается на углерод, водород и кислород, что приводит к образованию в взрывной камере 89 комбинированной форсунки газообразной горючей смеси с высоким давлением и температурой, которая выбрасывается из сопла 90 в виде струи в камеру сгорания 1 парогазового генератора и смешивается с сжатым воздухом, нагретым до температуры 600-700°C в регенераторе 57 с образованием горючей смеси и ее сгоранием.Electrically conductive liquid is supplied from the pumps / not shown in the drawing / to the nozzles 87 and 88,
Повторные электрические взрывы струй 100, 101, а также испарение и термическая диссоциация струй топлива 103 осуществляются за счет повторных рабочих циклов насосов для впрыскивания электропроводной жидкости и топлива /не показанных на чертеже/.Repeated electrical explosions of the
Для работы парогазового генератора на бензине и низким давлением сжатого воздуха, воспламенение горючей смеси в камере сгорания 1 осуществляется за счет электрического взрыва струй, расположенных перпендикулярно основным струям 100 и 101 /не показанных на чертеже/, вытекающих из сопел цилиндрических каналов, имеющих электроды 95 и 96, подключенные к генератору импульсов - конденсатор 97, резистор 98, выпрямитель 99. Повторные электрические взрывы этих струй с воспламенением горючей смеси также осуществляются за счет давления насоса, нагнетающего электропроводную жидкость в комбинированную форсунку.For operation of a gas-vapor generator on gasoline and low pressure of compressed air, the ignition of the combustible mixture in the
Отметим, что независимо от применения на парогазовом генераторе обычной форсунки 4 или комбинированной с электрическими взрывами струй электропроводной жидкости использование энергии отработанных газов на газовой турбине 65 и регенераторе 57 обеспечивает высокий КПД.It should be noted that regardless of the use of a conventional nozzle 4 on a gas-vapor generator or a jet of electrically conductive liquid combined with electric explosions, the use of exhaust gas energy on a
Вместе с тем, при работе на бензине в обеих конструкциях парогазового генератора с обычной или с комбинированной форсункой давление сжатого воздуха, поступающего от поршневого компрессора, должно быть значительно ниже, чем при работе на солярке /дизтопливе/ или мазуте.At the same time, when working on gasoline in both designs of a combined cycle gas generator with a conventional or combined nozzle, the pressure of compressed air coming from the reciprocating compressor should be much lower than when working on diesel / diesel fuel / or fuel oil.
Особенности работы парогазового генератора с комбинированной форсункой.Features of the combined cycle gas generator.
1. За счет работы комбинированной форсунки с электрическими взрывами струй 100-101, в взрывной камере 89 генерируется газообразное топливо из любого вида впрыснутого в виде струи 103 углеводородного топлива при температуре, превышающей 2500°C, при этом продукты термической диссоциации электропроводной жидкости струй 100-101 в виде водорода, кислорода и осколков электролита и порошка или пудры суспензии из металлов или графита также являются химически активным топливом. В результате смесь газообразных топлив под большим давлением "выстреливается" из сопла 90 комбинированной форсунки в камеру сгорания 1 и полностью смешивается с зарядом сжатого воздуха /оба являются газами/, образуя химически активную горючую смесь. В результате парогазовый генератор становится многотопливным, а температуру нагрева сжатого воздуха в регенераторе 57 можно снизить до 350-500°C, что зависит от вида применяемого топлива: солярки, керосина, бензина, всевозможных смесей углеводородов и мазута.1. Due to the operation of the combined nozzle with electric explosions of jets 100-101, gaseous fuel is generated in the
2. Применение комбинированной форсунки с осуществлением дополнительных электрических взрывов струй с помощью электродов 95 и 96, генератора импульсов 97-99 обеспечивает воспламенение любой горючей смеси за счет образования мощного факела, выходящего из сопла форсунки при электрических взрывах этих струй электропроводной жидкости.2. The use of a combined nozzle with the implementation of additional electric explosions of the jets using the electrodes 95 and 96, the pulse generator 97-99 provides ignition of any combustible mixture due to the formation of a powerful torch emerging from the nozzle of the nozzle during electric explosions of these jets of electrically conductive liquid.
При этом достигается воспламенение обедненных горючих смесей, что позволяет снизить расход топлива на 20-30%. В настоящее время факельное зажигание горючей смеси применяется в легковых автомобилях на бензиновых ДВС, с существенным снижением расхода топлива.In this case, ignition of lean fuel mixtures is achieved, which reduces fuel consumption by 20-30%. Currently, flare ignition of a combustible mixture is used in passenger cars powered by gasoline ICEs, with a significant reduction in fuel consumption.
Отметим также, что энергия, затрачиваемая на электрические взрывы струй электропроводной жидкости в парогазовом генераторе, не теряется, так как за счет расширения и последующего сгорания продуктов термической диссоциации в виде водорода и кислорода совершается дополнительная работа.We also note that the energy spent on electric explosions of jets of an electrically conductive liquid in a gas-vapor generator is not lost, since additional work is done due to the expansion and subsequent combustion of the products of thermal dissociation in the form of hydrogen and oxygen.
Технико-экономическая частьTechnical and economic part
В настоящее время при разработке нефтяных месторождений, в большинстве случаев добыча нефти осуществляется только с помощью пластового давления, что позволяет извлекать из залежи до 25-28% нефти от всех ее геологических запасов. При разработке же вязкой нефти извлекается всего около 15% /см. В.В. Алексеев. "Экология и экономика энергетики", Знание. Физика, М., 6/90, стр. 25-26 /5//.Currently, in the development of oil fields, in most cases, oil is produced only using reservoir pressure, which allows extracting from the reservoir up to 25-28% of all its geological reserves. When developing viscous oil, only about 15% / cm is recovered. V.V. Alekseev. "Ecology and Economics of Energy", Knowledge. Physics, Moscow, 6/90, pp. 25-26 / 5 //.
Для повышения нефтеотдачи залежи применяют искусственные методы воздействия на нефтяные пласты с помощью закачки в пласт воды или газа, при этом коэффициент нефтеотдачи в среднем составляет 0,5 /см. 3, стр. 122, 165-168/. Дополнительными методами, применяемыми для вытеснения нефти из залежи, являются: 1) улучшающие нефтевымывающие свойства закачиваемой в пласт воды, 2) тепловые, 3) вытеснение нефти из пласта смешивающимися с ней жидкостями или газами.To increase oil recovery, artificial methods are used to influence oil reservoirs by injecting water or gas into the reservoir, while the oil recovery coefficient is on average 0.5 / cm. 3, p. 122, 165-168 /. Additional methods used to displace oil from the reservoir are: 1) improving the oil leaching properties of the water injected into the reservoir, 2) thermal, 3) the displacement of oil from the reservoir by liquids or gases miscible with it.
Кроме того, в последнее время стали применять новые технологии и методы воздействия на нефтяные пласты, например, вибрационные, сейсмоакустические, разбуривание горизонтальными скважинами залежи, благодаря чему нефтеотдача увеличивается, однако незначительно.In addition, recently began to apply new technologies and methods of influencing oil reservoirs, for example, vibrational, seismic-acoustic, horizontal drilling wells, due to which oil recovery increases, but not significantly.
Новый искусственный метод воздействия на нефтяные пласты с помощью работы на нагнетательных скважинах парогазовых генераторов, обеспечивающих нагнетание в залежь парогазовой смеси с давлением до 60-80 МПа и температурой 300-600°С, позволяет почти полностью извлекать все геологические запасы нефти с помощью воздействия на нефтяной/ые/ пласт/ы/:A new artificial method of influencing oil reservoirs by working on injection wells of steam-gas generators, which ensure injection of a vapor-gas mixture into a reservoir with a pressure of up to 60-80 MPa and a temperature of 300-600 ° C, allows almost all geological oil reserves to be extracted using the effect on oil / s / layer / s /:
1. Высокого давления парогазовой смеси, обеспечивающего проникание ее в поровые каналы залежи с низкопористыми породами, подобно "поршням".1. High pressure vapor-gas mixture, ensuring its penetration into the pore channels of the reservoir with low-porous rocks, like "pistons".
2. Высокой температуры парогазовой смеси, что приводит к сильному нагреву залежи с нефтью, ее разжижению и вскипанию, а в дальнейшем при прорыве парогазовой смеси в добывающие скважины испарению прилипшей нефти к стенкам поровых каналов. В результате извлекаются почти все геологические запасы нефти.2. The high temperature of the vapor-gas mixture, which leads to strong heating of the reservoir with oil, its dilution and boiling, and subsequently, when the vapor-gas mixture breaks into production wells, evaporation of the adhered oil to the walls of the pore channels. As a result, almost all geological oil reserves are recovered.
3. Прерывистый рабочий процесс парогазового генератора с частотой около 100 цикл/сек с нагнетанием в залежь парогазовой смеси с высокими параметрами температуры и давления, обеспечивает распространение в нефтяном пласте сейсмоакустических волн с высокой интенсивностью, способствующих возникновению в нефти кавитации и акустических течений, что приводит к вскипанию жидкости и увеличению нефтеотдачи.3. The intermittent workflow of a steam-gas generator with a frequency of about 100 cycles / s with injection of a vapor-gas mixture with high temperature and pressure parameters ensures the propagation of high-intensity seismic acoustic waves in the oil reservoir, which contribute to the occurrence of cavitation and acoustic flows in the oil, which leads to fluid boiling and enhanced oil recovery.
4. Наличие углекислого газа в продуктах сгорания парогазового генератора обеспечивает снижение вязкости нефти и увеличивает нефтеотдачу залежи.4. The presence of carbon dioxide in the combustion products of a combined cycle gas generator ensures a decrease in the viscosity of oil and increases the oil recovery of the reservoir.
Таким образом, совместное воздействие на залежь этих четырех сил позволяет почти полностью извлекать все геологические запасы нефти или газового конденсата, что недоступно для всех известных ныне искусственных методов воздействия на нефтяные пласты.Thus, the combined effect on the reservoir of these four forces makes it possible to almost completely recover all the geological reserves of oil or gas condensate, which is not available for all currently known artificial methods of influencing oil reservoirs.
При этом за счет высокого давления и высокой температуры парогазовой смеси обеспечивается извлечение нефти и газового конденсата на месторождениях:At the same time, due to the high pressure and high temperature of the gas-vapor mixture, oil and gas condensate are extracted in the fields:
1) с низкопроницаемыми пластами;1) with low permeability layers;
2) с низкопористыми пластами;2) with low porosity layers;
3) с пластами с низким пластовым давлением;3) with reservoirs with low reservoir pressure;
4) с пластами с вязкой, парафинистой и смолистой нефтью;4) with strata with viscous, paraffin and resinous oil;
5) со "старыми" низкодебитными скважинами, которых насчитывается в стране до 250000 шт.5) with "old" low-yield wells, which number up to 250,000 in the country.
Кроме того, парогазовые генераторы могут применяться для увеличения дебита как на вновь пробуренных скважинах, так и для восстановления дебита "старых" скважин. Закачка в продуктивный пласт с нефтью или газовым конденсатом парогазовой смеси с частотой около 100 цикл/сек, имеющей высокое давление и температуру, обеспечивает увеличение числа и размеров дренажных каналов и увеличение трещиноватости пород. При осуществлении работ по увеличению дебита скважин периодически производится сброс в атмосферу или в специальную емкость через парогазовой смеси с частицами породы, окружающей призабойную зону пласта /ПЗП/, через задвижки трубной головки 25.In addition, gas-vapor generators can be used to increase the production rate both in newly drilled wells and to restore the production rate of "old" wells. The injection into the reservoir with oil or gas condensate of a gas-vapor mixture with a frequency of about 100 cycles / sec, having high pressure and temperature, provides an increase in the number and size of drainage channels and an increase in fracturing of rocks. When carrying out work to increase the flow rate of wells, it is periodically discharged into the atmosphere or into a special tank through a vapor-gas mixture with particles of rock surrounding the bottom-hole formation zone (PZP) through the valves of the
Иными словами, на стадии работы парогазового генератора по увеличению дебита скважин его эффективность значительно больше, чем известных методов, осуществляемых с помощью вибровоздействия на прискважинную часть продуктивного пласта с помощью: а/ гидровибраторов; б/ ультразвуковых вибраторов; в/ электрических вибраторов, например, работающих по принципу "взрыва проволоки"; г/ гидродинамических вибраторов, в которых используется электрический разряд с движением навстречу друг к другу 2-х поршней /см. 3, стр. 168-179/.In other words, at the stage of operation of a combined cycle gas generator to increase the flow rate of wells, its efficiency is much greater than the known methods carried out by vibration exposure on the borehole part of the reservoir using: a / hydraulic vibrators; b / ultrasonic vibrators; in / electric vibrators, for example, working on the principle of "wire explosion"; g / hydrodynamic vibrators in which an electric discharge is used with 2 pistons / cm moving towards each other. 3, pp. 168-179 /.
Увеличение эффективности воздействия парогазового генератора на ПЗП с увеличением дебита скважин обеспечивается за счет высокого давления и температуры парогазовой смеси, а также высокой проникающей способности "парогаза" в поровые каналы залежи по сравнению, например, с жидкостью.An increase in the efficiency of the steam-gas generator impact on the bottomhole formation zone with an increase in well production is ensured by the high pressure and temperature of the gas-vapor mixture, as well as the high penetration of the "gas" into the pore channels of the reservoir compared to, for example, liquid.
Вместе с тем, парогазовые генераторы могут применяться: 1. Для увеличения дебита низкодебитных артезианских скважин. 2. Для увеличения коэффициента водоотдачи при добыче пресной воды с глубин до 300-500 м и под руслами рек и озер, как действующих, так и высохших. 3. Для очистки от налипшей грязи и ржавчины стальных и чугунных водопроводных труб, а также их дезинфекции при температуре парогазовой смеси ~200°C.At the same time, combined-cycle generators can be used: 1. To increase the flow rate of low-rate artesian wells. 2. To increase the coefficient of water loss during fresh water production from depths up to 300-500 m and under river and lake channels, both active and dried. 3. For cleaning steel and cast-iron water pipes from adhering dirt and rust, as well as their disinfection at a temperature of a gas-vapor mixture of ~ 200 ° C.
Claims (1)
при этом закрытая кабина с дверцей и монтажными петлями содержит радиатор и вентилятор с электродвигателем для охлаждения охлаждающей жидкости камеры сгорания парогазового генератора, опоры с выдвижными штоками для установки на бетонное основание, баки для воды и топлива, расположенные на стенках кабины, задвижку, соединенную с одной стороны с поршневым компрессором, а с другой с воздуховодом регенератора, газовую турбину, размещенную на крыше кабины,
парогазовый генератор содержит камеру сгорания, снабженную рубашкой для циркуляции в межстеночном пространстве охлаждающей жидкости, с размещенной на ней крышкой с впускным клапаном для впуска нагретого в регенераторе до температуры 600-700°C сжатого воздуха, выпускным клапаном для выпуска отработанных газов в эжектор и газовую турбину с выпускным патрубком, соединенным с входным патрубком регенератора, или выпускной клапан с патрубком соединен с задвижкой и входным патрубком регенератора и форсункой для впрыскивания углеводородного топлива или с комбинированной форсункой, соединенную с помощью конической части с клапанным механизмом, установленным на задвижке нагнетательной скважины,
при этом клапанный механизм включает цилиндр с поршнем-клапаном и пружиной, имеющим канал для впуска под поршень-клапан сжатого воздуха из ресивера, снабженного обратным клапаном, соединенным с поршневым компрессором,
цилиндр содержит окна для выпуска продуктов сгорания в кольцевой цилиндрический канал, с установленными в нем форсунками для впрыскивания воды и образования парогазовой смеси с температурой 300-600°C,
комбинированная форсунка содержит корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенные с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, параллельно размещению топливной форсунки, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей сопло, при этом регенератор для нагрева сжатого воздуха до температуры 600-700°C на отработанных газах газовой турбины выполнен с пусковой топливной форсункой, вентилятором и электродвигателем. A gas-vapor generator for oil and gas condensate production contains a closed cabin with a gas-vapor generator installed in it, located on a valve that is connected in series with an adapter, a pipe head, an adapter and a column head of an injection well, a gas turbine with an ejector and a regenerator for heating compressed air to a temperature 600-700 ° C, a reciprocating compressor with a pressure of up to 20 MPa and a capacity of up to 100 m 3 / min, an electrical panel and an electric generator connected to a gas turbine,
the enclosed cabin with a door and mounting loops contains a radiator and a fan with an electric motor for cooling the coolant of the gas-vapor generator combustion chamber, supports with retractable rods for installation on a concrete base, water and fuel tanks located on the walls of the cabin, a valve connected to one parties with a reciprocating compressor, and on the other with a regenerator duct, a gas turbine located on the roof of the cabin,
the gas-vapor generator contains a combustion chamber equipped with a jacket for circulation in the inter-wall space of the coolant, with a lid placed on it with an inlet valve for inlet of compressed air heated in the regenerator to a temperature of 600-700 ° C, an exhaust valve for discharging exhaust gases into the ejector and gas turbine with an outlet nozzle connected to the inlet of the regenerator, or an outlet valve with a nozzle connected to the valve and the inlet of the regenerator and the nozzle for injecting hydrocarbon t Pliva or combined nozzle connected via a conical part with a valve mechanism mounted on the gate valve of the injection well,
wherein the valve mechanism includes a cylinder with a piston-valve and a spring having a channel for inlet under the piston-valve of compressed air from a receiver equipped with a check valve connected to the piston compressor,
the cylinder contains windows for the release of combustion products into the annular cylindrical channel, with nozzles installed therein for injecting water and forming a gas-vapor mixture with a temperature of 300-600 ° C,
the combined nozzle comprises a housing with nozzles for supplying electrically conductive fluid, connected to cylindrical channels located inside the housing in a layer of insulating material, parallel to the placement of the fuel nozzle, on one side of which electrodes are connected to the pulse generator, and nozzles directed at an angle are made on the other nozzles communicating with the explosive chamber having a nozzle, while a regenerator for heating compressed air to a temperature of 600-700 ° C on exhaust azah gas turbine configured to trigger a fuel nozzle, a fan and motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134547/03A RU2558031C1 (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Steam-gas generator for production of oil and gas condensate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134547/03A RU2558031C1 (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Steam-gas generator for production of oil and gas condensate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558031C1 true RU2558031C1 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=53762636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014134547/03A RU2558031C1 (en) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Steam-gas generator for production of oil and gas condensate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558031C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730504C1 (en) * | 2020-01-14 | 2020-08-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method of development of high-viscosity oil deposit using thermal methods and device for implementation thereof |
CN115263258A (en) * | 2022-09-19 | 2022-11-01 | 东营华辰石油装备有限公司 | Reduce calorific loss's viscous crude heat and adopt gas injection device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4471839A (en) * | 1983-04-25 | 1984-09-18 | Mobil Oil Corporation | Steam drive oil recovery method utilizing a downhole steam generator |
RU2042799C1 (en) * | 1992-04-22 | 1995-08-27 | Константин Петрович Саламахин | Device for treatment of bottom-hole zone |
RU2087802C1 (en) * | 1994-04-21 | 1997-08-20 | Конструкторское бюро химавтоматики | Method and device for production of steam-gas |
RU2377397C1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Oil production complex |
RU2391498C1 (en) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Александр Семенович Сердечный | Unit to recover idle oil wells using ecologically pure and safe steam generator |
RU2442859C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-02-20 | Александр Сергеевич Артамонов | Device for extraction of underground water and soil reclamation |
-
2014
- 2014-08-22 RU RU2014134547/03A patent/RU2558031C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4471839A (en) * | 1983-04-25 | 1984-09-18 | Mobil Oil Corporation | Steam drive oil recovery method utilizing a downhole steam generator |
RU2042799C1 (en) * | 1992-04-22 | 1995-08-27 | Константин Петрович Саламахин | Device for treatment of bottom-hole zone |
RU2087802C1 (en) * | 1994-04-21 | 1997-08-20 | Конструкторское бюро химавтоматики | Method and device for production of steam-gas |
RU2377397C1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Oil production complex |
RU2391498C1 (en) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Александр Семенович Сердечный | Unit to recover idle oil wells using ecologically pure and safe steam generator |
RU2442859C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-02-20 | Александр Сергеевич Артамонов | Device for extraction of underground water and soil reclamation |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730504C1 (en) * | 2020-01-14 | 2020-08-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method of development of high-viscosity oil deposit using thermal methods and device for implementation thereof |
CN115263258A (en) * | 2022-09-19 | 2022-11-01 | 东营华辰石油装备有限公司 | Reduce calorific loss's viscous crude heat and adopt gas injection device |
CN115263258B (en) * | 2022-09-19 | 2022-12-13 | 东营华辰石油装备有限公司 | Reduce calorific loss's viscous crude heat and adopt gas injection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20240110465A1 (en) | Cracking permeability increasing method combining hydraulic fracturing and methane in-situ combustion explosion | |
US11655697B2 (en) | Method and system for subsurface resource production | |
RU2735711C1 (en) | Method of extracting gas by loosening a coal bed by combining hydraulic cutting of grooves and combustion shock wave acting in several steps | |
US5836393A (en) | Pulse generator for oil well and method of stimulating the flow of liquid | |
RU2683438C1 (en) | Method of increasing gas permeability for methane wells in coal seams with the using of blowout technology by explosion under the influence of electric impulses | |
CN106382109A (en) | Carbon dioxide stamping phase change detonation fracturing system and method | |
EA019565B1 (en) | Pulse fracturing device and method | |
CN103122759B (en) | A kind of coal bed gas well multielement hot fluid enhanced recovery method | |
RU2015102147A (en) | DEVELOPMENT OF HYDRAULIC FRACTURE | |
CN102230372A (en) | Thermal recovery technology of multielement thermal fluid of thickened oil well | |
CN108361061A (en) | Hypotonic coal seam electric detonation shake and microwave radiation technology frozen-thawed permeability improvement device and method | |
CN103987912A (en) | Stimulation method | |
RU2558031C1 (en) | Steam-gas generator for production of oil and gas condensate | |
CN108442914A (en) | A kind of system and method for oil shale in-situ cracking | |
US10711583B2 (en) | Green boiler—closed loop energy and power system to support enhanced oil recovery that is environmentally friendly | |
RU2328594C2 (en) | Process of gas-impulsive treatment of gas and oil wells and device for implementation of process | |
RU2442859C1 (en) | Device for extraction of underground water and soil reclamation | |
CN116792069A (en) | Electrolytic water composite methane combustion explosion fracturing method for shale reservoir horizontal well | |
RU2382879C1 (en) | Underground gasification method | |
RU2377397C1 (en) | Oil production complex | |
US11274536B2 (en) | Method and apparatus for thermal fluid generation for use in enhanced oil recovery | |
RU2221283C2 (en) | Acoustic low-frequency generator | |
US11905808B2 (en) | Method and apparatus for thermal fluid generation for use in enhanced oil recovery | |
RU2620507C1 (en) | Device for scavenger oil development | |
RU2567583C1 (en) | Method of viscous oil development, device for its implementation and bottomhole gas generator |