BR112013004260B1

BR112013004260B1 - Aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo

Info

Publication number: BR112013004260B1
Application number: BR112013004260-5A
Authority: BR
Inventors: Eugeny Nikolaevich Alexandrov; Dmitry Anatoljevich Lemenovski; Zdenek Koller
Original assignee: Tctm Limited
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2019-10-08
Also published as: MY165508A; EA024412B1; US9388677B2; EA201390290A1; CN103180543A; EP2646646B1; MX2013002068A; SA111320710B1; US20130206400A1; BR112013004260A2; EP2646646A1; AU2010359821B2; WO2012025150A1; AU2010359821A1; AP2013006781A0

Abstract

método e aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo. é fornecido um método e um aparelho para o tratamento térmico contínuo de um reservatório de óleo, em particular, um método e um aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo introduzindo separadamente uma primeira e uma segunda composilções em um poço de óleo e contactando a primeira e a segunda composições em uma zona de valor produtivo do reservatório de óleo para iniciar uma reação química que produz óleo e gases. com o método e o aparelho de acordo com a presente invenção tornou-se possível introduzir simultaneamente as composições no poço de óleo e extrair o óleo resultante ou mistura contendo óleo através do mesmo poço de óleo resultante ou mistura contendo óleo através do mesmo poço de óleo. para isto, um dispositivo de vedação como um obturador e pelo menos uma tubulação estão dispostos no poço de óleo de modo que o dispositivo de vedação esteja posicionado na zona de valor produtivo do reservatório de óleo e que as aberturas no revestimento do poço de óleo estejam localizadas acima e abaixo do dispositivo de vedação e a tubulação se estende através do obturador e compreende pelo menos uma abertura abaixo do obturador, em que o obturador veda o espaço anular entre o exterior da tubulação e o interior do revestimento do poço de óleo de modo que as passagens de fluido sejam fornecidas não tendo conexão com o fluido dentro do poço de óleo. o tratamento térmico é atingido introduzindo-se separadamente a primeira e a segunda composições no poço de óleo através das passagens de fluido resultantes, iniciando uma reação química pelo contato das composições na zona de valor produtivo do reservatório de óleo. a reação química pode ser mantida pela introdução de pelo menos uma das duas composições e o óleo ou mistura contendo óleo resultantes podem ser extraídas ao mesmo tempo através do poço de óleo.

Description

“APARELHO PARA TRATAR TERMICAMENTE UM RESERVATÓRIO DE ÓLEO”

Fundamentos da invenção [001] A invenção é direcionada a um método e a um aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo, em particular a um método e a um aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo introduzindo-se separadamente uma primeira e uma segunda composições em um poço de óleo e contactando a primeira e a segunda composições em uma zona de valor produtivo do reservatório de óleo para iniciar uma reação química que produz calor e gases.

[002] O método e o aparelho de acordo com a presente invenção são especialmente úteis para a extração de petróleo (a seguir também denominado como óleo bruto ou simplesmente óleo) de reservatórios de óleo inundados com água.

[003] A extração de petróleo a partir de um reservatório de óleo usualmente começa com métodos de recuperação que usam pressão subterrânea no reservatório de óleo que forçará o óleo para a superfície. Durante o tempo de vida do poço de óleo, a pressão diminui e torna-se necessário usar outros métodos de extração, tais como o uso de bombas ou injeção de água, gás natural ou outros gases no poço de óleo para levar o óleo à superfície. Após estes métodos de recuperação não serem mais eficazes o reservatório de óleo usualmente ainda conterá quantidades consideráveis de petróleo estando incluídos em cavidades pequenas ou poros de rochas ou formações de areia.

[004] Para também recuperar estas quantidades remanescentes de petróleo, métodos de recuperação de óleo terciário são usados tendo, principalmente o objetivo de reduzir a viscosidade do petróleo. Um método comum é injetar vapor quente no poço de óleo para aquecer o petróleo e, desta maneira, reduzir sua viscosidade. Este método, entretanto, é eficiente

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 6/101 / 41 apenas até uma profundidade de cerca de 1 km quando, de outra maneira, o vapor quente será esfriado antes de atingir a zona de valor produtivo. Além disso, com este método, até 3 a 5 meses de injeção de vapor quente são necessários para aquecer a zona de valor produtivo. Para produzir o vapor quente, até 20 to 30 % do óleo extraído é usado de modo que a eficiência de tal método é limitada.

[005] A injeção de vapor quente no poço de óleo é, por exemplo, usada no método SAGD (drenagem por gravidade auxiliada por vapor). Este método é especialmente usado no Canadá para a extração de areias oleosas canadenses. No método SAGD, dois poços de óleo horizontais paralelos em um comprimento de até cerca de 200 m são perfurados na zona de valor produtivo do reservatório de óleo, um cerca de 4 a 6 metros acima do outro. No poço superior, o vapor quente é injetado e o óleo bruto aquecido ou betume que flui da formação, junto com qualquer água da condensação de vapor injetado é coletado pelo inferior dos poços de óleo horizontais e bombeado para a superfície. Como um resultado do aumento de temperatura na área aquecida do reservatório de óleo, a viscosidade do óleo bruto pesado ou betume é reduzida permitindo que este flua no furo de poço inferior. Além disso, fraturas podem ser geradas na formação como um resultado da expansão térmica diferencial que ainda melhora o fluxo de óleo ao furo de poço inferior.

[006] Uma das desvantagens principais do método SAGD são os custos altos para a produção do vapor quente. Até cerca de 20 a 30 % do óleo extraído são necessários para a sua produção. Além disso, como já mencionado acima, a injeção de vapor quente é eficiente apenas até uma profundidade de 1 km quando, de outra maneira, o vapor quente será esfriado antes de atingir a zona de valor produtivo. Além disso, grande quantidade de água e instalações de reciclagem de água grandes são necessárias, em que a disponibilidade da água é, algumas vezes um fator de restrição.

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 7/101 / 41 [007] Alternativamente, os tensoativos ou solventes podem ser injetados no poço de óleo para lixiviar o petróleo. Estes métodos, entretanto, têm as desvantagens que o petróleo extraído estará contaminado por estes produtos químicos de modo que esforços e custos adicionais são necessários para recuperar o petróleo.

[008] Um método de recuperação de óleo terciário adicional é caracterizado em que uma reação química é iniciada na zona de valor produtivo do reservatório de óleo para a produção de gases quentes que aquecem o óleo na zona de valor produtivo para a redução de sua viscosidade e para superar a recuperação do óleo aumentando-se a pressão no poço de óleo.

[009] Nos pedidos de patente russos RU 2 100 583 C1, RU 2 126

084 Cl e RU 2 153 065 C1 são divulgadas composições de combustível e oxidantes (FOC) divulgadas sendo capazes de produzir gases quentes após iniciar uma reação química. Estas composições são pretendidas serem introduzidas no poço de óleo de um reservatório de óleo para um tratamento termoquímico da zona de valor produtivo. Estas composições químicas são soluções aquosas contendo quantidades grandes de até 60 % em massa ou mais de nitrato de amônio, NH4NO3. Os outros componentes destes FOC são, por exemplo, glicerina, ácido nítrico, carbamida, permanganato de potássio, ácido acético, isopropil metacarborano e acetilsalicilato. Após a injeção do FOC no poço de óleo, este é incendiado pelo início de uma explosão de estopim. A decomposição de 1 kg de FOC resulta na emissão de uma quantidade de calor de cerca de 500 a 1000 kcal.

[0010] Este FOC contém um excesso de oxigênio e, em consequência, tem um caráter oxidante substancial, de modo que com a mistura de petróleo, uma composição explosiva é criada. Além disso, as soluções aquosas contendo grandes quantidades de nitrato de amônio são explosivas se o teor de água estiver abaixo de uma quantidade crítica de cerca de 16 a 18 % em

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 8/101 / 41 massa. Em consequência, em vista de um manuseio seguro de tais composições, o teor de água está usualmente acima de 26 a 28 % em massa. Entretanto, com o aumento dos teores de água, torna-e cada vez mais difícil atingir uma reação estável com uma saída alta de calor.

[0011] Na RU 2 194 156 C1, o FOC contém principalmente o produto de reação de ácido nítrico com um alcanolamina, alquil amina ou alquil poliamina e até 2,0 a 35,0 % em massa de um nitrato orgânico, tal como nitrato de amônio, nitrato de potássio, nitrato de sódio ou nitrato de cálcio. Com tal composição, um manuseio mais seguro foi atingido quando a quantidade de nitrato de amônio pode ser reduzida de maneira substancial. Entretanto, com a maneira usual de inflamar o FOC por meio da explosão de estopim, por razões de segurança, uma máxima de no máximo 1 a 2 toneladas pode ser inflamado apenas. Após a decomposição da alimentação de FOC com uma massa de 1 a 2 toneladas, a operação total da liberação de FOC e início da inserção de carga devem ser repetidas de modo que o poço e óleo com uma profundidade de 1 a 2 km, não mais do que cerca de 10 toneladas de FOC podem ser reagidos por dia. Se a profundidade do poço de óleo for de cerca de 3 a 4 km a quantidade de FOC a ser reagida por dia com este método diminui a cerca de 5 toneladas. Em consequência, a extensão do aquecimento da zona de valor produtivo e, desta maneira, a eficácia deste método são limitados.

[0012] No RU 2 224 103 Cl são descritos, um método e um dispositivo para o tratamento termoquímico de uma camada produtiva. Como na técnica anterior mencionada antes, uma composição que oxida combustível compreende nitrato de amônio e a água é bombeada no poço de óleo e é então contactada com um material inflamável. O dispositivo usado com tais composições e descrito neste documento compreende dois tubos coaxialmente dispostos para introduzir separadamente as composições no poço de óleo. Pelo uso de dispositivos de vedação, um invólucro é formado incluindo o

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 9/101 / 41 material inflamável. Nas extremidades superiores e inferiores destes pinos de corte de invólucro estão dispostos sendo capazes de abrir o invólucro e permitir a ignição da reação química. Entretanto, nem o método nem o dispositivo descritos na RU 2 224 103 Cl são eficientes quando usados em formações de óleo inundadas com água quando estes não permitem manter uma reação estável e contínua na zona de valor produtivo do reservatório de óleo.

[0013] No WO 2010/043239 A1, cuja divulgação é incorporada neste por referência, é descrito um sistema químico de composições que diminuem a viscosidade de óleo que emite gás (GEOVDC) para estimular a camada produtora de um reservatório de óleo para tratar termicamente um reservatório de óleo. Estas composições são uma composição que emite gás térmico (TGEC) e um estabilizador iniciador de reação (RIS). Introduzindo-se separadamente estas duas composições no poço de óleo e contactando na zona de valor produtivo do reservatório de óleo uma reação química que é iniciada produzindo calor e produzindo gases de modo que a extração do óleo (petróleo) é melhorada. Este sistema permite iniciar e manter uma reação estável e contínua de modo que as composições possam ser continuamente produzidas mesmo após a reação química ser iniciada. Até cerca de 100 toneladas por dia podem ser reagidas de modo que a eficiência do processo de recuperação de óleo é melhorada.

[0014] No WO 2010/043239 A1 ainda são descritos aparelhos diferentes para tratar termicamente um reservatório de óleo usando este sistema químico. Entretanto, para o fornecimento deste aparelho, é frequentemente necessário fabricar componentes específicos aumentando os custos para o tratamento térmico. Além disso, quando se usa os métodos e os aparelhos descritos neste documento, não é possível introduzir as composições no poço de óleo e extrair o óleo resultante ou mistura contendo óleo ao mesmo tempo através do mesmo poço de óleo. Quando o tratamento

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 10/101 / 41 químico simultâneo e a extração de óleo são pretendidos, é necessário usar um poço de óleo como um poço de injeção e um segundo poço de óleo como um poço produtor, o que limita a eficiência deste método.

[0015] Portanto, é um objetivo da presente invenção fornecer um método e um aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo, especialmente um reservatório de óleo inundado com água, sendo simples e eficiente com relação ao custo no uso e permitindo um controle flexível das etapas de introduzir e extrair material em ou fora do poço de óleo.

Sumário da invenção [0016] O objetivo acima é resolvido fornecendo um método para tratar termicamente um reservatório de óleo de modo contínuo que compreende as etapas de:

- iniciar uma reação química que produz calor e gases para tratar termicamente o reservatório de óleo para obter óleo extraível ou uma mistura contendo óleo extraível introduzindo separadamente em um poço de óleo do dito reservatório de óleo uma primeira e uma segunda composições através de passagens de fluido separadas fornecidas no dito poço de óleo e contactando a primeira e a segunda composições na zona de valor produtivo do reservatório de óleo;

- manter a reação química no reservatório de óleo pela continuação da introdução de pelo menos uma das ditas primeira e segunda composições e

- extrair o óleo ou a mistura contendo óleo resultante durante a dita etapa de manter a reação química através de uma passagem de fluido fornecidas no dito poço de óleo, em que dentro do dito poço de óleo a passagem de fluido usada para extrair o óleo ou mistura contendo óleo não tem conexão de fluido com qualquer passagem de fluido usada para continuar a introdução de pelo menos uma das

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 11/101 / 41 ditas primeira e segunda composições para manter a reação química.

[0017] O método da presente invenção é fundamentado no princípio que na zona de valor produtivo de um reservatório de óleo a ser termicamente tratado, uma reação química é iniciada e mantida produzindo calor para o tratamento térmico e preferivelmente também gases para promover o tratamento térmico e a extração de óleo. Tal reação química é iniciada pelo contato de duas composições (composições químicas) na zona de valor produtivo do reservatório de óleo e é mantido por uma introdução contínua de pelo menos uma destas duas composições.

[0018] As duas composições são introduzidas separadamente no poço de óleo do reservatório de óleo e contactadas na zona de valor produtivo do reservatório de óleo para iniciar a reação química. Para tal introdução separada de duas composições em pelo menos duas passagens de fornecimento de fluido separado são fornecidos no poço de óleo. Com estas passagens de fornecimento de fluido separadas, as duas composições podem ser introduzidas no poço de óleo sem contato ou mistura antes de atingir a zona de valor produtivo.

[0019] É mencionado acima que com o método de acordo com a presente invenção o óleo ou mistura contendo óleo são extraídos durante a etapa de manutenção da reação química. Esta, entretanto, é a intenção que com o método de acordo com a presente invenção o óleo ou mistura contendo óleo também possam ser extraídos após a etapa de manter a reação química ser parada ou interrompida.

[0020] De acordo com uma primeira forma de realização do método da presente invenção dentro do dito poço de óleo as passagens de fluido separadas usadas para introduzir a primeira e a segunda composições não têm conexão com o fluido, a primeira e a segunda composições são passadas através das aberturas no revestimento do poço de óleo permitindo a troca de

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 12/101 / 41 fluido entre o poço de óleo e o reservatório de óleo, e a primeira e a segunda composições são contactadas fora do revestimento do dito poço de óleo para iniciar a reação química.

[0021] Com respeito à primeira forma de realização do método da presente invenção as passagens de fluido separadas usadas para introduzir a primeira e a segunda composições e a passagem de fluido usada para extrair o óleo ou mistura contendo óleo são fornecidas no dito poço de óleo pela disposição de uma ou mais tubulações cada uma compreendendo pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal de modo que a seção de extremidade distal de cada uma de uma ou mais tubulações esteja localizada na zona de valor produtivo do poço de óleo e pela disposição de um dispositivo de vedação no dito poço de óleo de modo que as aberturas no revestimento do poço de óleo permitindo a troca de fluido entre o poço de óleo e o reservatório de óleo estejam localizadas acima e abaixo do dispositivo de vedação e de modo que tal que uma tubulação se estenda através do dispositivo de vedação, de modo que a pelo menos uma abertura na seção de extremidade distal desta tubulação esteja localizada abaixo do dispositivo de vedação e o dispositivo de vedação vede o espaço entre o exterior da tubulação que se estende através do dispositivo de vedação e o interior do revestimento do poço de óleo.

[0022] De acordo com uma segunda forma de realização do método da presente invenção as passagens de fluido separadas usadas para introduzir a primeira e a segunda composições têm conexão de fluido na zona de valor produtivo do poço de óleo (isto é, dentro do poço de óleo) e a primeira e a segunda composições são contactadas na zona de valor produtivo do poço de óleo (isto é, dentro do poço de óleo), em que o método compreende adicionalmente a etapa de transferir a reação química no reservatório de óleo passando-se as composições contactadas através das aberturas no revestimento do poço de óleo permitindo a troca de fluido entre o poço de

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 13/101 / 41 óleo e o reservatório de óleo.

[0023] Com respeito à segunda forma de realização do método da presente invenção as passagens de fluido separadas usadas para introduzir a primeira e a segunda composições e a passagem de fluido usada para extrair o óleo ou mistura contendo óleo são fornecidas no dito poço de óleo pela disposição de duas tubulações cada uma compreendendo pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal de modo que a seção de extremidade distal de cada tubulação esteja localizada na zona de valor produtivo do poço de óleo e pela disposição de um dispositivo de vedação no dito poço de óleo de modo que as aberturas no revestimento do poço de óleo permitindo a troca de fluido entre o poço de óleo e o reservatório de óleo estejam localizadas acima e abaixo do dispositivo de vedação e de modo que uma das duas tubulações se estenda através do dispositivo de vedação de modo que a pelo menos uma abertura na seção de extremidade distal desta tubulação esteja localizada abaixo do dispositivo de vedação e a pelo menos uma abertura na seção de extremidade distal da outra tubulação esteja localizada acima do dispositivo de vedação e o dispositivo de vedação vede o espaço entre o exterior da tubulação que se estende através do dispositivo de vedação e o interior do revestimento do poço de óleo.

[0024] Em ambas as formas de realização do método da presente invenção o óleo ou mistura contendo óleo sendo o resultado do tratamento térmico do reservatório de óleo é extraído através de uma das passagens de fluido (a seguir também denominado passagem de extrato de fluido) fornecido no poço de óleo. Esta passagem de extrato de fluido é fornecida, de modo que dentro do poço de óleo na conexão de fluido seja possível entre a passagem de extrato de fluido e a passagem de fluido ou passagens de fluido (a seguir também denominado passagens de fornecimento de fluido) usados para a amostragem dos fluidos ou composições para iniciar e/ou mantém a reação química. Isto é, dentro do poço de óleo, o extrato de fluido através da

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 14/101 / 41 passagem de extrato de fluido não pode contactar ou misturar com o fluido ou fluidos introduzidos através das passagens de fornecimento de fluido.

[0025] Quando se usa o método da presente invenção de acordo com a primeira forma de realização é necessário fornecer apenas uma tubulação estando disposta de modo que esta se estenda através do dispositivo de vedação, de modo que a pelo menos uma abertura na seção de extremidade distal desta tubulação esteja localizada abaixo do dispositivo de vedação. Com tal disposição, duas passagens de fluido separadas são fornecidas, uma primeira passagem de fluido definida pelo interior da tubulação e o interior do revestimento do poço de óleo abaixo do dispositivo de vedação e uma segunda passagem de fluido definida pelo interior do revestimento do poço de óleo acima do dispositivo de vedação. Isto permite introduzir separadamente as duas composições e contatá-las fora do poço de óleo na zona de valor produtivo do reservatório de óleo para iniciar a reação química. Isto ainda permite extrair o óleo ou mistura contendo óleo durante a dita etapa de manter a reação química quando então apenas uma passagem de fluido é necessária para manter a reação química de modo que a outra das passagens de fluido pode ser usada como a passagem de extrato de fluido. Uma disposição respectiva pode ser derivada do aparelho descrito na Fig. 1 pela omissão da tubulação externa 9.

[0026] Quando se usa o método da presente invenção de acordo com a segunda forma de realização onde as duas composições são contactadas na zona de valor produtivo do poço de óleo, isto é, dentro do poço de óleo e quando a reação química é então transferida no reservatório de óleo passandose as composições contactadas através das aberturas no revestimento do poço de óleo é necessário fornecer, além da tubulação mencionada acima (isto é, a primeira tubulação) uma segunda tubulação sendo disposta, de modo que a pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal esteja localizada na zona de valor produtivo do poço de óleo acima do dispositivo de vedação.

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 15/101 / 41 [0027] Com tal disposição das duas tubulações e de um dispositivo de vedação, três passagens de fluido são fornecidas no poço de óleo. Uma destas passagens de fluido é definida pelo interior daquela tubulação que se estende através do dispositivo de vedação. Quando o dispositivo de vedação vede o espaço entre o exterior desta tubulação e o interior do revestimento do poço de óleo esta passagem de fluido não tem conexão de fluido com as outras passagens de fluido e podem ser usados como a passagem de extrato de fluido.

[0028] Duas passagens de fluido adicionais são definidas pelo interior da outra tubulação e pelo interior do revestimento do poço de óleo. Estas duas passagens de fluido têm conexão de fluido na zona de valor produtivo do poço de óleo as na seção de extremidade distal da outra tubulação pelo menos uma abertura é fornecida na zona de valor produtivo. Estas duas passagens de fluido podem ser usadas como as passagens de fornecimento de fluido.

[0029] De acordo com uma forma de realização específica do método da presente invenção as duas tubulações estão dispostas definindo coaxialmente uma tubulação interna e uma externa, a tubulação interna se estendendo através do dispositivo de vedação e definindo uma primeira passagem de fluido (junto com o interior do revestimento do poço de óleo abaixo do dispositivo de vedação), uma segunda passagem de fluido é definida por um espaço anular entre o exterior da tubulação externa e o interior do revestimento do poço de óleo e uma terceira passagem de fluido é definida por um espaço anular entre o exterior da tubulação interna e o interior da tubulação externa. Uma disposição respectiva é descrita na Fig. 1.

[0030] Entretanto, também é possível dispor as duas tubulações lado a lado no poço de óleo em uma disposição espaçada e adjacente.

[0031] Tais disposições usando pelo menos duas tubulações permitem introduzir separadamente as duas composições ou apenas uma composição e extrair ao mesmo tempo o óleo ou a mistura contendo óleo através da

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 16/101 / 41 passagem de fluido (passagem de extrato de fluido) definido pelo interior da primeira tubulação que se estende através do dispositivo de vedação e o interior do revestimento do poço de óleo abaixo do dispositivo de vedação.

[0032] Com o método da presente invenção é possível introduzir separadamente duas composições diferentes ou introduzir apenas uma composição, mas em qualquer caso extrair simultaneamente o óleo ou a mistura contendo óleo resultantes através do mesmo poço de óleo.

[0033] Para fornecer as aberturas no revestimento do poço de óleo permitindo a troca de fluido entre o poço de óleo e o reservatório de óleo o revestimento pode ser perfurado ou ter fendas.

[0034] Nesta forma de realização específica, na etapa de iniciar a reação química uma da primeira e da segunda composições é introduzida no poço de óleo através de uma da segunda e terceira passagens de fluido e a outra uma da primeira e da segunda composições é introduzida no poço de óleo através da outra uma da segunda e terceira passagens de fluido e na etapa de extrair o óleo ou a mistura contendo óleo resultante este é extraído através da primeira passagem de fluido.

[0035] A primeira passagem de fluido definida pelo interior da tubulação interna fornece uma conexão de fluido à qual parte da zona de valor produtivo do poço de óleo localizada abaixo do dispositivo de vedação e através das aberturas no revestimento do poço de óleo também ao reservatório de óleo. A tubulação interna compreende pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal em que esta abertura pode ser fornecida por uma extremidade aberta da tubulação e/ou por uma seção de extremidade distal perfurada ou com fendas da tubulação interna. A tubulação interna se estende através do dispositivo de vedação de modo que a pelo menos uma abertura da tubulação interna esteja localizada abaixo do dispositivo de vedação e nenhuma abertura está presente acima do dispositivo de vedação. Como tal dispositivo de vedação um obturador pode ser usado, por exemplo. Um

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 17/101 / 41 dispositivo de vedação ou obturador veda o espaço anular resultante entre o exterior da tubulação interna e o interior do revestimento do poço de óleo. Um fluido injetado ou extraído através da primeira passagem de fluido não será misturado no poço de óleo com qualquer um dos fluidos injetados ou extraídos através da segunda e da terceira passagens de fluido.

[0036] Uma segunda uma terceira passagens de fluido são fornecidas pela inserção de uma tubulação externa de modo que uma tubulação externa inclua a tubulação interna. Isto é, as tubulações interna e externa estão dispostas de maneira substancialmente coaxial. A tubulação externa compreende pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal em que esta abertura pode ser fornecida por uma extremidade aberta da tubulação e/ou por uma seção de extremidade distal da tubulação interna perfurada ou com fendas. A pelo menos uma abertura da tubulação externa está localizada acima do obturador e preferivelmente próximo às aberturas no revestimento do poço de óleo também estando localizado na zona de valor produtivo acima do obturador.

[0037] Com a segunda e a terceira passagens de fluido é possível introduzir separadamente (fornecer) dois fluidos diferentes no poço de óleo sem misturá-los antes de atingirem zona de valor produtivo do poço de óleo. Na seção de extremidade distal da tubulação externa onde a pelo menos uma abertura é fornecida, o fluido injetado através da terceira passagem de fluido, isto é, através da tubulação externa, passa a pelo menos uma abertura na seção de extremidade distal da tubulação externa e entra na segunda passagem de fluido onde outro fluido é injetado.

[0038] A primeira e a segunda composições são usualmente soluções ou suspensões e são fornecidas por meio de bombas adequadas. Quando o bombeamento da primeira e da segunda composições é continuada após o seu contato com a zona de valor produtivo do poço de óleo, as composições mistas são passadas através das aberturas no revestimento do poço de óleo,

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 18/101 / 41 localizados acima do obturador (o dispositivo de vedação), no reservatório de óleo, de modo que a reação iniciada na zona de valor produtivo do poço de óleo é transferida no reservatório de óleo para seu tratamento térmico.

[0039] Como um resultado do aumento de temperatura, a viscosidade do óleo é reduzida e fraturas podem ser geradas na formação que melhora a extração do óleo de modo que o óleo ou uma mistura contendo óleo sejam obtidas capazes de penetrar através das aberturas no revestimento localizado abaixo do obturador a ser extraído através da primeira passagem de fluido.

[0040] A reação química no reservatório de óleo é mantida pela continuação da introdução de pelo menos uma das ditas primeira e segunda composições.

[0041] O método da presente invenção como descrito acima é caracterizado pelas etapas de introduzir as composições químicas, iniciar e manter uma reação química na zona de valor produtivo do reservatório de óleo e extrair o óleo ou mistura contendo óleo sendo o resultado do tratamento térmico.

[0042] Desta maneira, de acordo com uma forma de realização preferida, este método ainda pode compreender a etapa de instalar, no poço de óleo do reservatório de óleo, um aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo que compreende um dispositivo de vedação e uma tubulação compreendendo pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal, em que

- o dispositivo de vedação está posicionado na zona de valor produtivo do reservatório de óleo, de modo que as ditas aberturas no revestimento do poço de óleo estejam localizadas acima e abaixo do dispositivo de vedação;

- a tubulação compreendendo pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal está disposta no poço de óleo de modo que esta passe através do dispositivo de vedação de modo que a pelo

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 19/101 / 41 menos uma abertura esteja localizada abaixo do dispositivo de vedação e o dispositivo de vedação vede o espaço anular resultante entre o exterior da tubulação e o interior do revestimento do poço de óleo em que o interior da tubulação define uma primeira passagem de fluido e o interior do revestimento do poço de óleo acima do dispositivo de vedação define uma segunda passagem de fluido.

[0043] De acordo com uma forma de realização preferida adicional este método, o aparelho como instalado acima compreende além da tubulação passada através do dispositivo de vedação, isto é, a primeira tubulação, uma segunda tubulação compreendendo pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal sendo disposta no reservatório de óleo de modo que a extremidade distal e a pelo menos uma abertura da segunda tubulação esteja posicionada na zona de valor produtivo acima do dispositivo de vedação em que o interior da segunda tubulação define uma terceira passagem de fluido e o aparelho permite a troca de fluido entre a segunda e a terceira passagens de fluido na zona de valor produtivo do poço de óleo. As primeira e segunda tubulações podem estar dispostas de maneira coaxial de modo que a primeira tubulação forma uma tubulação interna e uma segunda tubulação forma uma tubulação externa. entretanto, também é possível dispor as duas tubulações lado a lado no poço de óleo em uma disposição espaçada ou adjacente.

[0044] Nas etapas de instalação acima no poço de óleo do reservatório de óleo um aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo o dispositivo de vedação pode ser um obturador.

[0045] No método da presente invenção ainda é preferido que o obturador esteja posicionado na zona de valor produtivo do poço de óleo em uma seção ou área que não compreenda aberturas. Isto é, o obturador é instalado em uma seção não sendo perfurada ou com fendas, em que acima ou abaixo desta seção, o revestimento do poço de óleo compreende aberturas que

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 20/101 / 41 permitem a troca de fluido entre o poço de óleo e o reservatório de óleo.

[0046] Ainda é preferido fornecer poços horizontais estando localizados na zona de valor produtivo do reservatório de óleo estando em conexão com o poço de óleo. Estes poços horizontais podem ser usados para melhor distribuir as composições introduzidas no poço de óleo e coletar o óleo resultante ou mistura contendo óleo.

[0047] Para isto, pelo menos um par de poços horizontais é perfurado na zona de valor produtivo da formação que circunda o poço de óleo em que cada par de poços horizontais consiste de um poço superior e um poço inferior. Os poços superiores e inferiores de um par de poços horizontais são substancialmente dispostos em paralelo um ao outro, isto é, estes são alinhados de maneira substancialmente alinhados verticalmente ou os poços superiores e inferiores de um par de poços horizontais estão dispostos para aproximar um do outro. Isto é, com a distância de desenvolvimento do poço de óleo, a maioria dos poços superiores e inferiores horizontais ficam próximos um ao outro para cada outra extremidade em uma distância de cerca de 0,4 a 0,5 m um do outro. Em uma forma de realização específica, os poços superiores e inferiores próximos interceptam-se, preferivelmente em suas extremidades distais.

[0048] Os superiores dos poços horizontais são dispostos, de modo que estes estejam em conexão de fluido com aquela parte do poço de óleo localizado acima do obturador e os inferiores dos poços horizontais estão dispostos, de modo que estes estejam em conexão de fluido com aquela parte do poço de óleo localizado abaixo do obturador.

[0049] Quando se usa a primeira forma de realização do método de acordo com a presente invenção onde as duas composições são contactadas fora do poço de óleo uma da primeira e da segunda composições são fornecidas através do canal de fluido definido pelo interior da tubulação e o interior do revestimento do poço de óleo abaixo do dispositivo de vedação aos

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 21/101 / 41 inferiores dos poços horizontais. A outra das duas composições é fornecida através do canal de fluido definido pelo interior do revestimento do poço de óleo acima do dispositivo de vedação aos superiores dos poços horizontais. Nesta forma de realização, é preferido que os poços superiores e inferiores de um par de poços horizontais estão dispostos para aproximar um do outro e ainda é preferido que os poços superores e inferiores próximos se interceptam, preferivelmente em suas extremidades distais para formar uma zona de reação distante do poço de óleo.

[0050] Isto é, quando as duas composições entram em contato através de quebras entre os poços superiores e inferiores próximos ou no ponto de intersecção dos poços superiores e inferiores, a reação química que produz calor e gases é iniciada e a zona de reação distante do poço de óleo é criada. Isto permite, por um lado, reduzir a carga térmica no revestimento do poço de óleo e o dispositivo de vedação (como um obturador) e por outro lado permite tratar termicamente uma área maior em torno do poço de óleo.

[0051] Quando a reação química é iniciada, é possível apenas fornecer apenas uma das duas composições através de uma das duas passagens de fluido através de uma das duas passagens de fluido para manter a reação química e, desta maneira, tratar continuamente de maneira térmica o reservatório de óleo. Naquele estágio do método, é possível extrair o óleo resultante ou a mistura contendo óleo através da outra das duas passagens de fluido.

[0052] Quando se usa a segunda forma de realização do método de acordo com a presente invenção onde as duas composições são contactadas dentro do poço de óleo e a reação química é transferida através das aberturas no revestimento do poço de óleo no reservatório de óleo, as composições contactadas podem ser passadas através das aberturas no revestimento do poço de óleo nos superiores dos poços horizontais de modo que a reação pode ser distribuída em uma área grande do reservatório de óleo. Além disso, o

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 22/101 / 41 óleo resultante ou mistura contendo óleo pode ser extraída através dos inferiores dos poços horizontais à primeira passagem de fluido de modo que é possível coletar o óleo fora de uma área grande do reservatório de óleo.

[0053] A distância entre o superior e o inferior de um par de poços horizontais em suas extremidades próximas adjacentes ao poço de óleo depende da espessura da zona de valor produtivo e da estrutura geológica da camada que carrega óleo. Quando usa o método da presente invenção a distância entre os poços horizontais superiores e inferiores podem ser de 1 a 12 m ou ainda mais longas. Como uma faixa preferida, uma distância de 3 a 6 m pode ser definida.

[0054] O comprimento dos poços horizontais também é dependente da estrutura geológica da camada que carrega óleo de modo que estes possam ter um comprimento de até 200 m ou ainda mais longo e uma faixa preferida de até 100 m.

[0055] No método da presente invenção é preferido usar como uma as a primeira composição, uma composição que emita gás térmico (TGEC) contendo compostos químicos que produzem calor e gases após a reação química ser iniciada e ao uso como uma segunda composição de um estabilizador iniciador de reação (RIS) contendo compostos químicos que iniciam a dita reação química quando se contacta o TGEC.

[0056] Como tal TGEC e RIS as composições descritas no WO 2010/043239 A1 mencionado acima podem ser usados, por exemplo.

[0057] No método da presente invenção, na etapa de manter a reação química ambas as composições, ou apenas uma destas duas composições, podem ser fornecidas ao reservatório de óleo. Quando uma reação estável na zona de valor produtivo é atingida, é preferido suspender a introdução de pelo menos uma da primeira ou segunda composições químicas e continuar a introdução da outra da primeira ou segunda composições químicas.

[0058] Por exemplo, se a temperatura no local de reação está em ou

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 23/101 / 41 acima da faixa de cerca de 200 a 300°C a introdução do RIS pode ser interrompida quando em tais temperaturas, o TGEC também reagirá sem uma ignição adicional. Isto é, com a presente invenção, é possível manter uma reação estável bombeando apenas TGEC no poço de óleo. Abaixo da temperatura de cerca de 180 a 200°C na camada produtora, a injeção de RIS pode ser retomada.

[0059] Quando se fornece apenas uma composição, é preferido fornecer qualquer líquido oxidante como uma solução ou suspensão aquosa de um ou mais de nitrato de amônio, nitrato de potássio, nitrato de sódio e nitrato de cálcio quando estes compostos são relativamente baratos. Isto é, é preferido adicionar principalmente TGEC.

[0060] Se a temperatura na zona de valor produtivo tiver atingido um valor suficientemente alto e se oxigênio suficiente estiver presente na zona de valor produtivo, uma combustão in situ do óleo na zona de valor produtivo do reservatório de óleo pode ser iniciada. Se tal combustão in situ é estabelecida não é mais necessário introduzir a primeira ou a segunda composição introduzida a fim de continuar a produção de calor e gases. É suficiente introduzir ar como um oxidante para manter sua combustão in situ de óleo. O ar pode ser introduzido através de qualquer uma das passagens de fluido não tendo conexão com o fluido com as passagens de fluido usadas para extrair o óleo ou mistura contendo óleo. Desta maneira, o ar pode estar relacionado como uma da primeira e da segunda composições quando esta é introduzida para manter a reação química no reservatório de óleo.

[0061] Com o método da presente invenção ainda é possível reverter a direção de fluxo do óleo ou mistura contendo óleo na área tratada do reservatório de óleo quando a reação estável mencionada acima é atingida e apenas uma das composições necessita ser introduzida. Para isto, a composição é introduzida através da primeira passagem de fluido e o óleo ou mistura contendo óleo são extraídos através da segunda e/ou terceira

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 24/101 / 41 passagens de fluido.

[0062] Isto ainda permite extrair quantidades grandes de óleo ou mistura contendo óleo quando as áreas de seção transversal da segunda e terceira passagens de fluido são usualmente maiores do que a área de seção transversal da primeira passagem de fluido.

[0063] Para melhorar o controle do método da presente invenção, a temperatura acima e/ou abaixo do obturador pode ser medida. Para este um ou mais sensores de temperatura podem ser instalados acima e/ou abaixo do obturador.

[0064] Com o método da presente invenção, temperaturas altas e pressão alta podem ser atingidas no reservatório de óleo. Na maioria da água dos reservatórios de óleo está presente como o resultado dos métodos de recuperação que injetam água ou vapor de água, como o método SAGD (drenagem por gravidade auxiliada por vapor). Com o método da presente invenção, também se torna possível tratar termicamente tais reservatórios de óleo inundados com água. Como um resultado do vapor de água em temperaturas altas é produzido e com o aumento de temperatura e pressão na área tratada este vapor de água muda suas características físicas, em que, por exemplo, a densidade e energia do solvente do vapor de água aumenta.

[0065] Além disso, sob o efeito de temperatura alta e pressão aumentada ocorrerá o craqueamento do óleo que leva a um enriquecimento de frações voláteis leves no óleo bruto. Neste estágio, a viscosidade é grandemente reduzida e a solubilidade de gases em óleo e solubilidade mútua de água e óleo aumenta grandemente. A mistura de água, óleo e gases tornase mais líquida (isto é, menos viscosa) e, desta maneira passará mais facilmente ao poço de óleo para a extração.

[0066] Tais efeitos ainda serão melhorados quando os componentes da mistura contendo óleo atingem as condições supercríticas. A seguir, é dada uma visão gerada curta da temperatura crítica Tk e pressão crítica Pk de alguns

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 25/101 / 41 dos compostos estando presentes na mistura contendo óleo.

Nome	Fórmula	Tk [°C]	Pk [MPa]
Metano	CH4	-82,6	4,60
Propano	CsHs	96,7	4,25
Pentano	C5H12	196	3,33
Octano	C8H18	296	2,49
Decano	C10H22	346	2,08
Dodecano	C12H26	385	1,82
Tetradecano	C14H30	422	1,60
Água	H2O	374	22,1

[0067] Quando um ou mais componentes da mistura contendo óleo atingem as condições supercríticas, a eficiência da extração do óleo ainda é melhorada.

[0068] É especialmente vantajoso nos reservatórios de óleo inundados com água em grande quantidade quando uma quantidade alta de água está presente na área em torno do poço de óleo que reduz a eficiência dos métodos de recuperação usualmente usados. Ainda estes reservatórios de óleo do método da presente invenção permite a extração de óleo eficiente em temperatura e pressão altas é gerado diretamente na camada que carrega óleo. Este resulta em uma viscosidade reduzida do óleo e em uma força de solvente melhorado de água presente no reservatório de óleo. Ainda, a tensão térmica do poço de óleo, isto é, o revestimento do poço de óleo e os componentes introduzidos no poço de óleo para realizar o tratamento térmico pode ser mantido menor quando estes componentes são esfriados pelos fluidos continuamente introduzidos.

[0069] Se o alumínio na forma das partículas finas ou grânulos de alumínio ou uma liga de alumínio é introduzida como uma das composições, este alumínio reagirá uma zona de valor produtivo do reservatório de óleo com água, preferivelmente a água ácida, para produzir o gás de hidrogênio. Quando adicionalmente a temperatura na área tratada do reservatório de óleo é aumentada acima de cerca de 300 a 350°C e uma pressão alta suficiente ser atingida (cerca de 70 a 200 bar) o óleo no reservatório de óleo é submetido a um processo de hidrocraqueamento.

[0070] Com tal processo de hidrocraqueamento a viscosidade do óleo

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 26/101 / 41 no reservatório de óleo tratado é consideravelmente reduzida como as moléculas de hidrocarboneto mais complexas são quebradas as moléculas de hidrocarboneto mais simples. Um efeito benéfico adicional do uso de alumínio ou ligas de alumínio neste processo é a redução da quantidade de água presente no reservatório de óleo.

[0071] Tal processo de hidrocraqueamento pode ser adicional suportado pela adição de catalisadores metálicos adequados tal como sais metálicos de Mn, Fe, Cr, Co, Ni ou V.

[0072] A presente invenção compreende adicionalmente um aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo introduzindo-se separadamente uma primeira e uma segunda composições em um poço de óleo e contactando a primeira e a segunda composições em uma zona de valor produtivo do reservatório de óleo para iniciar uma reação química que produz calor e gases, em que na zona de valor produtivo um revestimento do poço de óleo compreende aberturas para permitir a troca de fluido entre o poço de óleo e o reservatório de óleo, compreende:

- um dispositivo de vedação sendo posicionado na zona de valor produtivo do dito reservatório de óleo, de modo que as ditas aberturas no revestimento do poço de óleo estejam localizadas acima e abaixo do dispositivo de vedação;

- uma tubulação compreendendo pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal sendo disposta no reservatório de óleo e passado através do dispositivo de vedação de modo que a pelo menos uma abertura esteja localizada abaixo do dispositivo de vedação e o dispositivo de vedação vede o espaço anular resultante entre o exterior da tubulação e o interior do revestimento do poço de óleo, em que o interior da tubulação define uma primeira passagem de fluido e o interior do revestimento do poço de óleo acima do dispositivo de

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 27/101 / 41 vedação define uma segunda passagem de fluido.

[0073] Com tal aparelho é possível introduzir separadamente dois fluidos através do poço de óleo e na zona de valor produtivo do reservatório de óleo sem misturar os dois fluidos antes de atingir o reservatório de óleo como a disposição do tubo e o dispositivo de vedação não permite contato de fluido entre a primeira passagem de fluido definido pelo interior da tubulação e a segunda passagem de fluido definida pelo interior do revestimento do poço de óleo acima do dispositivo de vedação (ou com outras palavras: definido pelo espaço anular entre o exterior da tubulação e o interior do revestimento do poço de óleo acima do dispositivo de vedação). Este permite iniciar uma reação química que produz calor e gases na zona de valor produtivo do reservatório de óleo para tratar termicamente o reservatório de óleo e para obter óleo extraível ou uma mistura contendo óleo extraível.

[0074] Com tal aparelho ainda é possível fornecer através de uma das primeiras e segundas passagens de fluido apenas um fluido ou composição ao reservatório de óleo para manter a reação química para tratar termicamente o reservatório de óleo e para extrair no mesmo tempo o óleo extraído obtido ou mistura contendo óleo através da outra uma das primeiras e segundas passagens de fluido. Portanto, um tratamento térmico contínuo de um reservatório de óleo e no mesmo tempo a extração de óleo através de um poço de óleo é possível quando usando o aparelho da presente invenção. Um aparelho respectivo pode ser derivado a partir do aparelho descrito na Fig. 1 para omitir a tubulação externa 9.

[0075] Em uma forma de realização preferida do aparelho da presente invenção compreende adicionalmente além da tubulação passada através do dispositivo de vedação, que pode ser nomeado como a primeira tubulação, uma segunda tubulação compreendendo pelo menos uma abertura em sua seção de extremidade distal sendo disposta no reservatório de óleo tal que a extremidade distal e pelo menos uma abertura da segunda tubulação está

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 28/101 / 41 posicionado na zona de valor produtivo acima do dispositivo de vedação, em que dentro da segunda tubulação define uma terceira passagem de fluido e o aparelho permite a troca de fluido entre a segunda e a terceira passagem de fluido na zona de valor produtivo do poço de óleo.

[0076] Com tal forma de realização preferida do aparelho é possível introduzir separadamente dois fluidos ou composições no poço de óleo através da segunda e terceira passagens de fluido e para contactar os dois fluidos ou composições na zona de valor produtivo do poço de óleo para iniciar e manter uma reação química para tratar termicamente o reservatório de óleo e para obter óleo extraível ou uma mistura contendo óleo extraível. Com tal forma de realização preferida do aparelho ainda é possível extrair no mesmo tempo o óleo extraído obtido ou mistura contendo óleo através da primeira passagem de fluido.

[0077] O aparelho da presente invenção ainda é caracterizado em que a área onde o dispositivo de vedação é instalado no revestimento do poço de óleo que não compreende aberturas. As aberturas mencionadas acima fornecidas no revestimento do poço de óleo por uma troca de fluido entre o poço de óleo e o reservatório de óleo são localizados na zona de valor produtivo acima e abaixo daquela área.

[0078] O dispositivo de vedação é preferivelmente um obturador.

[0079] Em uma forma de realização específica do aparelho da presente invenção a primeira e segunda tubulações estão dispostas de maneira coaxial e a segunda tubulação como uma tubulação externa inclui a primeira tubulação como uma tubulação interna. Em tal disposição a segunda passagem de fluido é definida pelo espaço anular entre o exterior da tubulação externa e o interior do revestimento do poço de óleo e a terceira passagem de fluido é definida pelo espaço anular entre o exterior da tubulação interna e o interior da tubulação externa.

[0080] Em uma forma de realização específica de acordo com a

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 29/101 / 41 presente invenção o aparelho compreende adicionalmente pelo menos um par de poços horizontais, que consistem de um poço superior e um inferior sendo disposto substancialmente paralelo em cada outro ou sendo disposto para aproximar um do outro, em que os superiores dos poços horizontais estão em conexão de fluido com aquela parte do poço de óleo localizado acima do obturador e os inferiores dos reservatórios horizontais estão em conexão de fluido com aquela parte do poço de óleo localizado abaixo do obturador.

[0081] Os poços superiores e inferiores de um par dos poços horizontais podem ser espaçados por cerca de 1 a 12 m, preferivelmente por cerca de 3 a 6 m. Ainda, os poços horizontais podem ter um comprimento de até cerca de 200 m, preferivelmente de até 100 m. Os poços horizontais podem ter um diâmetro de cerca de 5 cm.

[0082] O aparelho de acordo com a presente invenção ainda pode compreender pelo menos um sensor de temperatura para medir a temperatura acima e/ou abaixo do dispositivo de vedação ou obturador.

Figuras [0083] Com relação ao método e aparelho da presente invenção das formas de realização preferida são descritas no seguinte, em que as referências às figuras divulgadas são feitas, em que:

A Figura 1 mostra esquematicamente a disposição dos componentes do aparelho de acordo com a presente invenção na zona de valor produtivo do reservatório de óleo são termicamente tratados e a passagem de fluidos e direções de fluxo usados no método do tratamento térmico de um reservatório de óleo de acordo com a presente invenção; e

A Figura 2 mostra as direções de fluxo usados em outras formas de realização específica do método do tratamento térmico de um reservatório de óleo de acordo com a presente invenção.

[0084] A seguir são mostrados os significados dos sinais de referência usados nas Figuras 1 e 2:

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 30/101 / 41 revestimento do poço de óleo zona de valor produtivo reservatório de óleo aberturas no revestimento do poço de óleo acima do obturador aberturas no revestimento do poço de óleo abaixo do obturador tubulação interna abertura da tubulação interna obturador tubulação externa aberturas da tubulação externa poço superior de um par de poços horizontais poço inferior de um par de poços horizontais sensores de temperatura primeira passagem de fluido terceira passagem de fluido segunda passagem de fluido primeira composição (por exemplo, TGEC) segunda composição (por exemplo, RIS) óleo ou mistura contendo óleo oxidante barato (por exemplo, ar)

Descrição detalhada da presente invenção [0085] Na Fig. 1 é esquematicamente mostrado a disposição dos componentes da forma de realização preferida do aparelho de acordo com a presente invenção na zona de valor produtivo do reservatório de óleo a ser termicamente tratado. Na Fig. I ainda são indicados a passagem de fluidos e direções de fluxo usados em uma forma de realização preferida do método do tratamento térmico um reservatório de óleo de acordo com a presente

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 31/101 / 41 invenção.

[0086] Na zona de valor produtivo 2 do reservatório de óleo 3 o revestimento 1 de um poço de óleo é perfurado em duas seções contanto que aberturas 4 e 5 são fornecidas permitindo a troca de fluido dentro do poço de óleo e o reservatório de óleo que circunda o poço de óleo. Entre estas duas seções perfuradas um obturador 8 é instalado no poço de óleo de modo que como o revestimento 1 do poço de óleo compreende as aberturas 4 localizadas acima do obturador e aberturas 5 localizadas abaixo do obturador.

[0087] Uma tubulação interna 6 é inserida no poço de óleo e através do obturador 8 contanto que o obturador 8 veda o espaço anular resultante entre o exterior da tubulação interna 6 e o interior do revestimento 1 do poço de óleo. A extremidade inferior (extremidade distal) da tubulação interna 6 é aberta para fornecer uma abertura 7 para a extração ou injeção de um fluido ou no poço de óleo. Deste modo, dentro da tubulação interna 6 defina uma primeira passagem de fluido 14.

[0088] Uma tubulação externa 9 é inserida no poço de óleo tal que este inclui a tubulação interna 6 e que as tubulações externa e interna são dispostas substancialmente coaxiais. Na seção de extremidade distal a tubulação externa 9 é perfurada para fornecer as aberturas 10 para permitir a troca de fluido entre dentro e fora da tubulação externa 9. A seção perfurada da tubulação externa 9 está localizada próxima às aberturas 4 no revestimento do poço de óleo acima do obturador.

[0089] Com tal disposição de uma tubulação externa e interna uma segunda passagem de fluido 16 é definida pelo espaço anular entre o exterior da tubulação externa 9 e o interior do revestimento 1 do poço de óleo e adicionalmente uma terceira passagem de fluido 15 é definida pelo espaço anular entre o exterior da tubulação interna 6 e o interior da tubulação externa 9.

[0090] Na forma de realização específica ilustrada na Fig. 1 dois pares

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 32/101 / 41 de poços horizontais são dispostos estendendo substancialmente retangular a partir do poço de óleo. Cada par de um dos poços horizontais consistem de um poço superior 11 e um poço inferior 12 sendo disposto substancialmente paralelo em cada outro e deste modo são alinhados substancialmente verticais. [0091] Os poços superiores dos poços horizontais estão dispostos para contactar a seção perfurada do poço de óleo 1 acima do obturador e os poços inferiores dos poços horizontais estão dispostos para contactar a seção perfurada do poço de óleo 1 abaixo do obturador. Os poços horizontais superiores e inferiores são espaçados por cerca de 5 m, tem um diâmetro de cerca de 5 cm e um comprimento de cerca de 200 m.

[0092] A disposição de tais poços horizontais é por exemplo, conhecido a partir do método SAGD (drenagem de gravidade assistida por vapor) onde o vapor quente é injetado nos superiores e óleo é extraído através dos inferiores dos poços horizontais.

[0093] Na Fig. 1 apenas os dois pares de poços horizontais são descritos. Entretanto, deve ser notado que apenas um par dos poços horizontais e também mais do que dois pares de poços horizontais podem ser dispostos na conexão de fluido com o poço de óleo e pode ser usado no método do tratamento térmico um reservatório de óleo de acordo com a presente invenção.

[0094] Ainda, dois sensores de temperatura 13 são fornecidos na zona de valor produtivo do poço de óleo, um acima do obturador e um abaixo do obturador, para medir as temperaturas durante o método do tratamento térmico do reservatório de óleo.

[0095] O seguinte é descrito de uma forma de realização específica do método do tratamento térmico um reservatório de óleo de acordo com a presente invenção.

[0096] Uma etapa deste método é para instalar em um poço de óleo do reservatório de óleo 3 a ser termicamente tratado pelo obturador 8, uma

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 33/101 / 41 tubulação interna 6 e uma tubulação externa 9 como descrito acima e descrito na Fig. 1.

[0097] Uma etapa adicional deste método é para injetar separadamente duas composições diferentes 17 e 18 no poço de óleo e contactar uma zona de valor produtivo 2 do poço de óleo para iniciar reação químicas que produz calor e gases. Como estas duas composições a composição que emite o gás térmico (TGEC) e o iniciador de reação estabilizador (RIS) divulgado em WO 2010/043239 Al pode ser usado por exemplo. Com estas composições é possível iniciar e manter uma reação estável e contínua contanto que as composições podem ser continuamente introduzidas ainda após as reações químicas foram iniciadas.

[0098] O seguinte é fornecido pela descrição destas composições que podem ser usadas com o método e o aparelho da presente invenção.

[0099] O TGEC é uma solução aquosa ou suspensão compreende pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de nitrato de hidrazina, nitratos de 1,1-di alquila C2-6 hidrazina e nitrato de 1,2-di alquila C2-6 hidrazinas, tal como nitrato de 1,1-dimetil de hidrazina ou nitrato de 1,2dimetil hidrazina, nitrato de guanidina, aduto do ácido nítrico de formamida, aduto do ácido nítrico de acetamida, aduto do ácido nítrico de acetonitrila, aduto do ácido nítrico de uréia, nitrato de amônio, nitrato de potássio, nitrato de sódio, nitrato de cálcio, nitratos de mono, di e tri alquila C1-5 amina, nitratos de mono, di e tri alcanol C1-5 amina, mono e di nitratos de diamina alquileno C2-6 e polinitratos de poli alquileno C1-5 poliamina.

[00100] O RIS é um líquido e compreende pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de:

- boroidretos metálicos MBH4, em que M é Li, Na ou K;

- aminoboranos (R¹R²R³)N'BH₃, em que R¹, R² e R³ são independentemente hidrogênio ou alquila C1-10, ou em que R¹ é uma arila ou piridina com até 10 átomos de carbono e R²

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 34/101 / 41 e R³ são hidrogênio;

- dialquilaluminatos MAlH₂R¹ R², em que M é Li, Na ou K e R¹ e R²são independentemente alquila C1-10;

- aminoalanos (R¹R²R³)N^.AIH₃, em que R¹, R² e R³ são independentemente hidrogênio ou alquila C1-10;

- nitritos metálicos alcalinos MNO2; e

- alumínio ou ligas de alumínio com magnésio ou outros metais, que garantem a reação estável com soluções aquosas alcalinas e ácidas.

[00101] O TGEC e o RIS são ambos líquidos que podem ser introduzidos no reservatório de óleo por meios das bombas. Se os compostos usados não são líquidos tal como estes são usados como solução ou suspensões em um solvente apropriado. Se o TGEC e o RIS são suspensões em sua viscosidade é de modo que estes ainda sejam bombeáveis e possam ser bombeados no poço de óleo com uma taxa de até 4-8 litros pela segunda.

[00102] Os exemplos específicos dos compostos que podem ser usados pelo TGEC são nitratos de mono-, di- e trietanolamina, nitratos de mono-, die trietilamina, polinitratos de polietileno poliamina, mononitrato de etileno diamina, dinitrato de etileno diamina, mono e dinitratos de alquilideno diamina.

[00103] Para o TGEC este é preferido usar uma solução aquosa ou suspensão que compreende pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste de nitrato de hidrazina, nitrato de 1,1-di alquila C2-6 hidrazinas e nitrato de 1,2-di alquila C2-6 hidrazinas, tal como nitrato de 1,1dimetil hidrazina ou nitrato de 1,2-dimetil hidrazina, nitrato de guanidina, aduto do ácido nítrico de formamida, aduto do ácido nítrico de acetamida, aduto do ácido nítrico de uréia e aduto do ácido nítrico de acetonitrila.

[00104] O TGEC é preferivelmente o produto de reação de reação de ácido nítrico com os compostos amino respectivos como a reação de hidrazina com ácido nítrico de modo que o nitrato de hidrazina seja obtido. Pela reação

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 35/101 / 41 do ácido nítrico com estes compostos amino, os compostos de nitrato respectivos ou adutos de ácido nítrico são obtidos.

[00105] Se o TGEC contiver um ou mais de nitrato de amônio, nitrato de potássio, nitrato de sódio ou nitrato de cálcio, estes nitratos estão contidos no TGEC com não mais do que 50 % em massa, preferivelmente não mais do que 30 % em massa.

[00106] O valor de pH do TGEC é de preferivelmente cerca de 3 a 14 dependendo das composições de RIS e TGEC. Ainda é preferido que a mistura de TGEC e RIS tenha um valor de pH < 7.

[00107] Para os aminoboranos, dialquilaluminatos e aminoalanos mencionados acima é preferido que as porções alquila R¹, R2 e R³ sejam metila ou etila.

[00108] Para os nitritos de metal alcalino mencionados acima é preferível usar nitrito de sódio ou nitrito de potássio.

[00109] Se alumínio ou uma liga de alumínio com magnésio ou outros metais, que garantem a reação estável com soluções aquosas alcalinas e ácidas foram usados para o RIS o alumínio ou liga de alumínio podem ser usados como um material pirofórico dispersado fino, preferivelmente tendo um tamanho de partícula de cerca de 1 pm ou menos e/ou na forma de grânulos preferivelmente tendo um tamanho de partícula de cerca de 0,1 a 5 mm, mais preferivelmente de 1 a 2 mm. O alumínio e as ligas de alumínio também podem conter, como um metal adicional, cobre, gálio e/ou índio.

[00110] Se a temperatura na zona de reação do poço de óleo tiver atingido cerca de 250 a 300°C, uma suspensão de tal alumínio ou liga de alumínio granulares em um solvente orgânico pode ser introduzida no poço de óleo.

[00111] O alumínio é oxidado em uma reação exotérmica para dar óxido de alumínio em que 7 kg de Al produz uma energia térmica de cerca de 50.000 Kcal. Por exemplo, para aumentar a temperatura de 1 kg da formação

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 36/101 / 41 de camada produtiva em 100°C, uma energia térmica de cerca de 20 Kcal deve ser fornecida, em que o aumento da temperatura de 1 kg de petróleo em 100°C requer uma energia térmica de cerca de 50 Kcal.

[00112] A oxidação do alumínio resulta na formação de partículas de óxido de alumínio que se depositam nas fraturas recém-formadas na zona de valor produtivo para mantê-las abertas contanto que o fluxo de óleo em torno do poço de óleo e deste modo a extração de óleo ainda seja melhorada.

[00113] Se alumínio ou ligas de alumínio com magnésio ou outros metais, que garantem a reação estável com soluções aquosas alcalinas e ácidas, forem usados como RIS, o sistema químico ainda pode compreender uma solução ou suspensão de um ou mais de um ácido ou uma solução ou suspensão de um ou mais de um álcali a ser contactado com o dito alumínio ou ligas de alumínio.

[00114] Se alumínio e suas ligas forem usados e introduzidos no poço de óleo como um RIS estes podem ser contactados após a introdução com um ácido ou um álcali para iniciar e manter uma reação termoquímica que produz calor e gases. Para isto, o ácido e o álcali podem ser introduzidos no poço de óleo na forma de uma solução ou suspensão de um ou mais ácidos ou de um ou mais álcalis. Como tais, as soluções aquosas de ácido clorídrico (HCl) ou hidróxido de sódio (NaOH) podem ser mencionadas, por exemplo.

[00115] Para fabricar a solução ou suspensão do RIS qualquer solvente apropriado pode ser usado. Na dependência dos materiais usados como o RIS, tal solvente apropriado pode ser água ou um solvente orgânico selecionado a partir do grupo que consiste de gasolina, ligroína, álcool branco, querosene e nafta. Se, por exemplo, boroidretos metálicos ou aminoboranos para o RIS, água com um valor de pH >7 pode ser usada como um solvente. Para atingir tal valor de pH, amônia ou um hidróxido de metal alcalino podem ser adicionados. Se um material for usado reagindo com água um ou mais dos solventes orgânicos acima podem ser usados.

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 37/101 / 41 [00116] No início de um tratamento termoquímico de um poço de óleo, RIS é usualmente utilizado na forma de um boroidreto de metal alcalino em uma quantidade de cerca de 5 a 7 % em massa ou na forma de nitrito de metal alcalino em uma quantidade de cerca de 30 % em massa com respeito à massa de TGEC injetada no poço de óleo. Após as reações serem iniciadas é suficiente usar RIS na forma de boroidreto de metal alcalino em uma quantidade de cerca de 1 % em massa ou na forma de nitrito de metal alcalino em uma quantidade de cerca de 15 a 20 % em massa com respeito à massa de TGEC. Com tal sistema químico, é possível reagir até diversas centenas de toneladas de material por dia na zona de valor produtivo de um reservatório de óleo, sendo de cerca de 50 a 100 vezes a quantidade de material que pode ser reagida por dia com os sistemas e métodos de reação das composições em um modo de batelada.

[00117] Além disso, em contraste com o FOC usado na técnica anterior, o TGEC descrito acima não contém um excesso de oxigênio e deste modo não tem caráter oxidante contanto que nenhuma composição explosiva seja criada coma mistura de petróleo. A decomposição de 1 kg de TGEC resulta na emissão de uma quantidade de calor de cerca de 1000 a 3200 kcal.

[00118] Com o sistema químico ilustrado é possível introduzir TGEC e RIS no poço de óleo e reagir estes materiais na camada produtiva em uma quantidade de até cerca de 100 toneladas por dia e, deste modo para produzir mais calor por período e melhorar a eficiência do processo de recuperação de óleo quando é possível manter uma reação estável e contínua bombeando continuamente materiais reativos em um poço de óleo. Com tal sistema químico uma quantidade grande de calor e de gases já pode ser produzida com uma quantidade de cerca de 1 tonelada de materiais reativos introduzidos no poço de óleo. Para atingir uma alta eficiência do processo de recuperação de óleo, entretanto, é preferido introduzir continuamente os materiais reativos e, deste modo, introduzir pelo menos cerca de 10 toneladas/dia, mais

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 38/101 / 41 preferivelmente pelo menos cerca de 20 toneladas/dia.

[00119] Com o método e o aparelho de acordo com a presente invenção usando-se as composições descritas acima, ainda se torna possível recuperar petróleo também a partir de reservatórios de óleo contendo principalmente petróleo altamente viscoso que não pode ser eficientemente recuperado usando-se os métodos conhecidos até agora sem a introdução de quantidades extensivas de água.

[00120] O RIS ou TGEC podem conter adicionalmente um ou mais sais metálicos solúveis de Mn, Fe, Cr, Co, Ni ou V. Estes metais são capazes de catalisar uma oxidação do petróleo, contanto que o calor adicional pode ser produzido. Estes sais metálicos estão contidos no RIS em uma quantidade de não mais do que 10 % em massa com respeito à massa total de RIS.

[00121] Os sais metálicos especialmente preferidos são Fe(NO3)3, Mn(NO3^6H2O, Mn(SO4)-6H2O, KMnO4, K2MnO4, K<tO|, Na2CrO4, KTtT)?, Na2Cr2O7, Co(NO3)3, NH4VO3, NaVO3 e KVO3.

[00122] A seguir, é dada uma visão geral de razões preferidas dos componentes contidos no TGEC e RIS que podem ser usados com o método e o aparelho de acordo com a presente invenção. As razões são expressadas como % em massa com relação à massa combinada de reagentes contidos no TGEC e RIS, ainda sem os solventes usados para a preparação das soluções ou suspensões respectivas.

Os compostos TGEC: 1. nitrato de hidrazina 2. nitrato de 1,1-di alquila C2-6 hidrazinas e nitrato de 1,2-di alquila C2-6 hidrazinas, tal como nitrato de 1,1-dimetil hidrazina ou nitrato de 1,2dimetil hidrazina 3. nitrato de guanidina 4. aduto do ácido nítrico de formamida 5. aduto do ácido nítrico de acetamida 6. aduto do ácido nítrico de acetonitrila 7. aduto do ácido nítrico de uréia	em soma De 30 a 70 % em massa
Os compostos TGEC: 1. nitratos de mono-, di- e trietanolamina 2. nitratos de mono-, di- e tri alquila C1-5 amina, tais como nitratos de mono-, di- e trietilamina 3. polinitrato de Polietileno-poliamina 4. mono- e dinitrato de alquilideno C1-5 diamina, tal como mononitrato de etilenodiamina ou dinitrato de etilenodiamina	se presente, pelo menos 10 % em massa
Os compostos RIS: 1. boroidretos metálicos MBH4 2. aminoboranos (R¹R²R³)N.BH3	1 - 10 % em massa 0,5 - 5 % em massa

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 39/101 / 41

3. dialquilaluminatos MAIH2R¹R² 4. aminoalanos (R¹R²R³)N.AIH3 5. nitritos de metal alcalino MNO2 6. alumínio ou ligas de alumínio com magnésio ou outros metais que garantam reação estável com soluções aquosas alcalinas e ácidas.	1,5 - 7 % em massa 3 - 10 % em massa 10 - 35 % em massa 0,3 - 70 % em massa
Outros compostos a serem: Sais solúveis de Mn, Fe, Cr, Co, Ni ou V Nitrato de amônio, nitrato de potássio, nitrato de sódio, 0 - 50 % em massa nitrato de cálcio Soluções ou suspensões de ácidos (como solução aquosa de HCl) ou álcalis (como solução aquosa de NaOH)	1 - 4 % em massa 0 - 50 % em massa

[00123] O TGEC e o RIS podem ser bombeados no reservatório de óleo com uma taxa de cerca de 4 a 8 litros por segundo.

[00124] Na forma de realização preferida mostrada na Fig. 1, a segunda e a terceira passagens de fluido têm áreas seccionais diferentes de fluxo tal que a segunda passagem de fluido 16 permita taxas de fluxo mais altas do que a terceira passagem de fluido 15. Quando o TGEC é usualmente utilizado em uma quantidade mais alta do que o RIS é preferido injetar o TGEC 17 na segunda passagem de fluido e injetar o RIS 18 na terceira passagem de fluido 15. A injeção das duas composições 17 e 18 pode ser atingida usando-se as bombas adequadas.

[00125] Quando se atinge a zona de valor produtivo 2 as duas composições 17 e 18 são misturadas quando a seção de extremidade distal da tubulação externa 9 é perfurada para fornecer aberturas 10 para permitir a troca de fluido entre a segunda e a terceira passagens de fluido. Esta mistura inicia as reações químicas e como um resultado do bombeamento contínuo do TGEC 17 e RIS 18, a mistura de reação é transferida através das aberturas 4 no revestimento 1 nos poços superiores 11 dos pares de poços horizontais e, deste modo, é distribuída no reservatório de óleo 3.

[00126] As reações químicas produzem grandes quantidades de calor e de gases. Isto causa um aumento de temperatura na área tratada do reservatório de óleo que reduz a viscosidade do óleo e, adicionalmente, produz fraturas na formação contanto que a extração de óleo ainda seja melhorada. Como um resultado, um líquido pode ser coletado nos poços inferiores 12 dos pares de poços horizontais e podem ser extraídos através das

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 40/101 / 41 aberturas 5 no revestimento 1 no poço de óleo e através da primeira passagem de fluido 14 até a superfície. O líquido coletado e extraído 19 compreende óleo e dependente das condições presentes no poço de óleo e também de outros componentes. Se o método de acordo com a presente invenção for usado em reservatórios de óleo inundados com água, o líquido coletado e extraído 19 compreenderá grandes quantidades de água. No presente pedido, este líquido será projetado como um óleo ou mistura contendo óleo 19.

[00127] Em contraste com o método SAGD onde principalmente a gravidade é a força condutora para a coleta de óleo (usualmente uma mistura de óleo e água) nos poços inferiores, o método de acordo com a presente invenção adicionalmente usa um aumento de pressão na área tratada do reservatório de óleo par a coleta e extração do óleo ou mistura contendo óleo

19. Este aumento de pressão é causado pelo bombeamento contínuo de líquidos 17 e 18 no reservatório de óleo e pelas reações iniciadas produzindo quantidades grandes gases quentes. A diferença de pressão entre os poços superiores e inferiores dos pares de poços horizontais podem variar de diversas atmosferas a diversas dezenas de atmosferas. Isto permite uma extração mais eficiente de óleo. Os valores de pressão mais altos atingidos com o método de acordo com a presente invenção ainda causa mais formações de fendas do que no método SAGD e, deste modo, ainda melhora a extração do óleo. As fendas formadas atingirão o ponto de alívio de pressão, isto os poços inferiores 12 onde a pressão é diminuída pela extração contínua e extensiva do óleo ou mistura contendo óleo 19. Deste modo, a extração de óleo ainda é melhorada. A capacidade melhorada de produzir e coletar óleo ou uma mistura contendo óleo extraível é atingida com o método de acordo com a presente invenção ao longo do comprimento total dos poços horizontais (no presente caso, cerca de 200 m).

[00128] Uma vantagem adicional do método de acordo com a presente invenção em comparação com o método SAGD é que quantidades muito

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 41/101 / 41 menores de água são introduzidas no reservatório de óleo.

[00129] A seguir, é fornecido uma consideração mais próxima no método de acordo com a presente invenção.

[00130] Um dos parâmetros de controle do método de acordo com a presente invenção são as temperaturas no poço de óleo acima e abaixo do obturador 8 onde os sensores de temperatura 13 estão instalados. Dependendo dos valores de temperatura determinados com estes sensores de temperatura 13 as quantidades de fluxo das composições TGEC e RIS injetadas podem ser reguladas.

[00131] Um limite de temperatura superior é a temperatura máxima permitida para o obturador 8 e o revestimento 1 do poço de óleo que usualmente pelo menos parcialmente consiste de cimento. Na seguinte ilustração, uma temperatura máxima de cerca de 300°C é assumida para o obturador 8 e o cimento usado para o revestimento 1 do poço de óleo. Entretanto, deve ser observado que os materiais também podem ser usados para o obturador 8 e o revestimento 1 permitindo temperaturas máximas mais altas contanto que o método e aparelho da presente invenção não sejam limitados aos aspectos mencionados na seguinte ilustração.

[00132] Em um primeiro estágio, o reservatório de óleo é aquecido pela reação de TGEC e RIS para atingir a temperatura em um sensor de temperatura 13 abaixo do obturador de cerca de 250 a 280°C. Em tal temperatura, o TGEC pode reagir/decompor que produz calor e gases sem o fornecimento adicional de um iniciador (RIS). Neste estágio, a injeção de RIS pode ser reduzida ou ainda em suspensão. Isto permite um controle de processo eficiente com relação ao custo quando os componentes do RIS são, usualmente, relativamente caros em comparação com os componentes usados para o TGEC. Principalmente, o fornecimento de RIS pode ser reduzido ou suspenso se a temperatura da reação atingir um valor de 200°C ou mais alto. então, é suficiente fornecer apenas TGEC pra manter a reação estável na zona

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 42/101 / 41 de valor produtivo do reservatório de óleo e o TGEC pode ser fornecido através da segunda e/ou terceira passagens de fluido 16 e 15.

[00133] Se uma temperatura estável de cerca de 250-280°C é obtida nos poços horizontais o método de acordo com a presente invenção pode ser variado também por reduzir ou ainda recolocar em suspensão o fornecimento de TGEC e para a introdução de ar ou outro fornecimento de oxidante barato no reservatório de óleo. Naquele estágio uma combustão controlada de óleo é possível, uma denominada combustão oleosa de temperatura baixa com uma temperatura de reação de cerca de 300°C e com uma produção de calor Q de cerca de 40 MJ por quilograma de óleo queimado.

[00134] O seguinte é dado uma estimativa da porcentagem do óleo a ser queimado para aquecer o material (igual rocha) contendo o óleo a ser extraído no estágio onde apenas um oxidante relativamente barato é fornecido para manter a reação no reservatório de óleo.

[00135] Como um exemplo de tal nitrato de potássio de oxidante barato é assumido. Cerca de 2-3 kg de nitrato de potássio são requeridos para oxidar 1 kg de óleo. Com a seguinte fórmula (1) a massa M do coletor aquecido tendo uma porosidade de cerca de 20 % é calculada:

Q=C M AT (1) em que:

Q = quantidade de calor produzido,

C = capacidade de calor específico do coletor com o óleo,

M = massa do coletor com óleo,

Δ T = aumento de temperatura.

[00136] O coletor é o material do reservatório de óleo contendo o óleo nestes poros.

[00137] Com uma capacidade de calor específico C de 1 kJ/(kg-K) e um aumento de temperatura ΔΤ de 100 K e uma quantidade de calor Q de 40 MJ (produzido por kg de óleo queimado) uma massa de 400 kg pode ser

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 43/101 / 41 calculada. Este significa, para o aquecimento 400 kg do coletor por 100 K é requerido para oxidar 1 kg de óleo no reservatório.

[00138] A densidade do material coletor (por exemplo, rocha) pode ser assumida a ser cerca de 2,5 kg/l contanto que este resulta em um volume V de cerca de 160 l de rocha tendo uma massa de cerca de 400 kg que pode ser aquecida com 1 kg de óleo.

[00139] É ainda assumido que a quantidade do óleo nos poros do volume coletor calculado é cerca de 32 litros correspondente a cerca de 28 kg de óleo. Isto é, 1 kg de óleo será queimado para aquecer 400 kg de rocha que compreende 28 kg de óleo. Portanto apenas cerca de 4 % do óleo contido na área tratada será queimado para extrair o óleo a partir deste reservatório de óleo tratado.

[00140] O preço para 2 - 3 kg de nitrato de potássio é cerca de 16-20 rublos russos. Esta quantidade de nitrato de potássio é necessária para produzir cerca de 40 MJ. Portanto, para obter 1 MJ de calor no reservatório de óleo usando o nitrato de potássio, é requerido gastar cerca de 0,4 - 0,5 de rublos russos para os reagentes químicos.

[00141] Quando comparando os custos do método de acordo com a presente invenção com os custos do método SAGD este pode ser resumido que o custo para a produção do vapor de água quente a ser bombeado a partir da superfície abaixo no reservatório de óleo para fornecer 1 MJ de calor ao reservatório é cerca de 10 vezes maior do que quando usando o método de acordo com a presente invenção.

[00142] Uma razão para tal diferença significante é que no método SAGD o óleo ou betume queimado para a produção do calor para o tratamento térmico é queimado na superfície considerando no presente método o calor ser produzido diretamente onde este é usado para o tratamento térmico, isto é, produzido abaixo no reservatório de óleo.

[00143] Na Fig. 2 são mostradas direções de fluxo usados em uma

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 44/101 / 41 forma de realização específica do método do tratamento térmico um reservatório de óleo de acordo com a presente invenção. Neste método, quando o estágio mencionado acima onde apenas um fluido semelhante ao TGEC ou qualquer outro oxidante barato pode ser fornecido para manter uma reação constante na zona de valor produtivo do reservatório de óleo necessária ser fornecida, tal fluido pode ser introduzido através da primeira passagem de fluido 14, que é através da tubulação interna 6 e é então estimulado através das aberturas 5 e o poço inferior 12 ao reservatório de óleo. O óleo ou mistura contendo óleo 19 são então extraídas através dos poços superiores 11, as aberturas 4 e através de um ou ambos da segunda e terceira passagens de fluido 16 e 15. Tal direção de fluxo reversa com relação ao óleo no reservatório de óleo é possível como a força de condução principal no presente método é a diferença da pressão causada pelo bombeamento no fluido e pela produção das quantidades maiores de calor e gases.

[00144] Com o tal método uma área secional muito maior pode ser usada pela extração do óleo ou mistura contendo óleo, isto é, as áreas secionais da segunda e terceira passagens de fluido, como comparado à forma de realização mostrada na Fig. 1. Ainda, o fluido introduzido em uma primeira passagem de fluido 14 pode ser usado para esfriar o obturador 8.

[00145] No seguinte é fornecido uma estimativa mostrando que o método do tratamento térmico um reservatório de óleo de acordo com a presente invenção pode ser prosperamente aplicado nos reservatórios de óleo sendo intensivamente inundados com água.

[00146] É assumido que em tais inundados com água em grande quantidade reservatório de óleo, os poros contém cerca de 90 % de água e cerca de 10 % de óleo. A capacidade de calor específico de água é de 4,2 kJ/(kg1K).

[00147] Na base da fórmula acima (1) esta pode ser calculada que em tal caso da oxidação (combustão) de 1 kg do óleo causará um aumento de

Petição 870190039449, de 26/04/2019, pág. 45/101 / 41 temperatura de cerca de 80°C por 400 kg de rocha, os poros que contém 32 litros de fluido (90 % de água e 10 % de óleo). Como um resultado do aquecimento da viscosidade do fluido (água + óleo) será 4-5 vezes reduzida, o fluido fluirá a partir do reservatório no poço de óleo e então será bombeado na superfície.

[00148] Deste modo, pode ser resumido que para a extração 3,2 litros do óleo é necessário queimar 1 litro de óleo sendo cerca de uma terceira do óleo. Com os métodos conhecidos até agora, não foi considerado possível atingir uma extração eficiente de custo do óleo a partir de tais inundados com água em grande quantidade reservatórios de óleo.

[00149] Com o aparelho e método de acordo com a presente invenção ainda é possível introduzir os fluidos para a iniciação do tratamento térmico do reservatório de óleo enquanto simultaneamente extraem o óleo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para tratar termicamente um reservatório de óleo introduzindo separadamente uma primeira composição (17) e uma segunda composição (18) em um poço de óleo e contactando a primeira e a segunda composições (17, 18) em uma zona de valor produtivo (2) do reservatório de óleo para iniciar uma reação química que produz calor e gases, o poço de óleo estando em conexão fluida com pelo menos um par de poços de óleo horizontais alinhados substancialmente verticalmente, um poço horizontal superior (11) e um poço horizontal inferior (12), situados na zona de valor produtivo (2), o aparelho compreendendo:

- um revestimento (1) do poço de óleo provido com aberturas (4, 5) voltadas para os poços horizontais (11, 12) para permitir a troca de fluido entre o poço de óleo e os poços horizontais (11, 12) do reservatório de óleo;

- um dispositivo de vedação (8) posicionado no revestimento (1) do poço de óleo de modo que a abertura (4) no revestimento (1) voltada para o poço horizontal superior (11) é localizada acima e a abertura (5) no revestimento (1) voltada para o poço horizontal inferior (12) é localizada abaixo do dispositivo de vedação (8);

- uma tubulação interna (6) disposta dentro do revestimento (1) do poço de óleo e passando através do dispositivo de vedação (8), o dispositivo de vedação (8) vedando o espaço entre a tubulação interna (6) e o revestimento (1), a tubulação interna (6) sendo provida com pelo menos uma abertura (7) em sua seção de extremidade localizada abaixo do dispositivo de vedação (8);

caracterizado por:

- uma tubulação externa (9) disposta coaxialmente com e externa à tubulação interna (6) e dentro do revestimento (1);

- o interior da tubulação interna (6) definindo uma primeira

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2 / 2 passagem de fluido (14);

- o interior do revestimento (1) do poço de óleo e o exterior da tubulação externa (9) acima do dispositivo de vedação (8) definindo uma segunda passagem de fluido (16);

- o interior da tubulação externa (9) e o exterior da tubulação interna (6) definindo uma terceira passagem de fluido (15);

- a tubulação externa (9) é provida com aberturas (10) conectando a terceira passagem de fluido (15) com a segunda passagem de fluido (16), em que as aberturas (10) da tubulação externa (9) estão localizadas próximas às aberturas (4) do revestimento (1) voltadas para o poço horizontal superior (11) para transferência da reação química da primeira composição (17) e da segunda composição (18) para a zona de valor produtivo (2) do reservatório de óleo.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as aberturas (10) da tubulação externa (9) e do revestimento (1) são criadas por seções perfuradas voltadas uma para a outra.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poço horizontal superior (11) e o poço horizontal inferior (12) do par de poços horizontais alinhados substancialmente verticalmente são perfurados a partir do poço de óleo radialmente até a zona de valor produtivo (2) do reservatório de óleo em direções se aproximando uma da outra.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os poços horizontais (11, 12) do par de poços horizontais intersectam juntos em 200 metros, preferivelmente 100 metros, a partir do poço de óleo para formar uma zona de reação em suas extremidades distais.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente pelo menos um sensor de temperatura (13) para medir a temperatura acima e/ou abaixo do dispositivo de vedação (8).