EA012979B1 - Способ повышения нефтеотдачи продуктивного пласта - Google Patents

Способ повышения нефтеотдачи продуктивного пласта Download PDF

Info

Publication number
EA012979B1
EA012979B1 EA200900318A EA200900318A EA012979B1 EA 012979 B1 EA012979 B1 EA 012979B1 EA 200900318 A EA200900318 A EA 200900318A EA 200900318 A EA200900318 A EA 200900318A EA 012979 B1 EA012979 B1 EA 012979B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
oil
oxygen
reservoir
gas
oil recovery
Prior art date
Application number
EA200900318A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200900318A1 (ru
Inventor
Валерий Кушниров
Евгений Янтовский
Николай Шокотов
Original Assignee
Милфорд Груп Венчурс Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Милфорд Груп Венчурс Лимитед filed Critical Милфорд Груп Венчурс Лимитед
Publication of EA200900318A1 publication Critical patent/EA200900318A1/ru
Publication of EA012979B1 publication Critical patent/EA012979B1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/005Waste disposal systems
    • E21B41/0057Disposal of a fluid by injection into a subterranean formation
    • E21B41/0064Carbon dioxide sequestration
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/164Injecting CO2 or carbonated water
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/70Combining sequestration of CO2 and exploitation of hydrocarbons by injecting CO2 or carbonated water in oil wells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для совместного производства электроэнергии и добычи нефти с использованием продуктов многофункциональной энергетической установки. Основной задачей настоящего изобретения является повышение нефтеотдачи путем активного воздействия на пласт. Предлагаемый способ позволяет производить все известные на сегодня агенты такого воздействия: углекислый газ, пар, кислород. Поставленная задача достигается способами увеличения нефтеотдачи пласта, заключающимися в закачке в нефтяную залежь продуктов деятельности многофункциональной энергетической установки с поршневым двигателем, функционирующим на природном газе, включающей мембранный реактор с керамическими ионно-транспортными мембранами из окислов металлов. Продуктами многофункциональной энергетической установки являются пар, кислород и углекислый газ. Посредством регулирования соотношения объемов закаченного СОи пластовой нефти и давления нагнетания создают техногенную ретроградную газожидкостную систему, позволяющую увеличить нефтеотдачу продуктивного пласта за счет растворения нефти в углекислом газе.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для совместного производства электроэнергии и добычи нефти с использованием продуктов многофункциональной энергетической установки.
Известны многочисленные методы увеличения коэффициента нефтеотдачи в нефтяных залежах путем закачки в продуктивные пласты углекислого газа. В основу этих методов заложен физикохимический процесс интенсивного растворения СО2 в пластовой нефтегазовой смеси, в результате которого происходит существенное снижение вязкости пластовой нефти, улучшение ее фильтрационных свойств и вследствие этого - интенсивное продвижение к забою эксплуатационных скважин.
Очевидно, что для реализации этого процесса необходимы значительные объемы СО2, природные залежи которого чрезвычайно редки, а его концентрация в составе многочисленных природных газов, как правило, весьма низкая.
Данная проблема является важной с двух точек зрения: экономической и экологической. Возможность увеличения добычи нефти представляется рентабельной только, если существует недорогой источник углекислого газа. С другой стороны, выбросы СО2 из существующих электростанций должны быть уменьшены в соответствии с известным Киотским протоколом. Следовательно, создание Нулевого Комплекса является целью промышленной экологии - использовать «отходы» одного процесса как исходный материал для другого процесса.
Инжекция углекислого газа в нефтяные скважины как метод повышения нефтеотдачи успешно применена в 1972 г. в США, где она действует сейчас во многих штатах и считается, что она может дать повышение нефтяных резервов на 1 млрд баррелей при получении СО2 из природных подземных источников. В 2000 г. реализован первый крупный проект с технологическим получением СО2, как продукта газификации угля, и его транспортом по трубопроводу на 204 мили из США в Канаду для дополнительной добычи 130 млн баррелей в течение 25 лет (проект Вейбурн).
Много различных схем и циклов энергоустановок, совместно производящих электроэнергию и углекислый газ, рассмотрено в книгах ΥαηΙονδΚίί Е. Еиетду аиб Ехетду СштеиК ЫОУА 8с1.РиЬ1. ΝΥ, 1994; Ооййсйет О., Еиетдейк бет КоЫеибюх1бшскйа11иид, Кеюйе 6, № 421, УЭ1 УотксйиидкЬепсЫе, ЭиккеНогЕ 1999). Основным стимулом в их разработке было стремление к чистой (безвыбросной) энергетике на органическом ископаемом топливе. Было показано, что не само органическое топливо делает энергетику «нечистой», а устаревший способ его сжигания, что выбросы в атмосферу можно полностью устранить, если естественный окислитель (воздух) заменить искусственным окислителем, в котором место инертного азота займет инертный диоксид углерода или водяной пар. При этом продукты сгорания - это те же пар или СО2, они легко становятся жидкими и тысячекратно уменьшаются в объеме (АаШо\'8к| Е., ОоткИ 1., МсСо\гегп 1., (еиЕкйоГ 1. 2ето Ешэккюи Еие1 Ейеб Ро\тег Р1аШ \νί11ι 1ои Ттаикрой МешЬтаие. 2иб Аиииа1 СоиГегеисе ои СагЬои кедиекйийои, 5-8 Мау, 2003, А1ехаибпа УА, И8А).
Первая в мире демонстрационная безвыбросная электростанция мощностью 5 МВт с заменой азота водяным паром введена в эксплуатацию в марте 2005 г. американской фирмой Клин Энержи Системе. В проекте предусмотрено применение полученного СО2 для повышения нефтеотдачи в ближайшей скважине (Аибегкои К..,Ооу1е 8., Ргоикке К. Пешои81тайои аиб сотшетаай/айои оГ 2ето Ешэккюи Ро\тег Р1аи1, 29 СоиГ. Ои Соа1 ИйН/айои, 18-22 Арг., 2004, С1еагпа1ег И8А).
Кислород предполагается получать криогенным методом с использованием азота в дополнительном цикле, утилизирующем сбросное тепло.
Наиболее продвинутым проектом безвыбросной установки с ИТМР (ионно-транспортный мембранный реактор) является АЗЕП компании Альстом, Норск Хайдро, Сименс с группой более мелких участников (8ш1бс.|Ш81 8., Еск1ииб Н. А2ЕР-аи ЕС Гиибеб рго)ес1 Гог беνе1οршеиΐ оГ а ССОТ ро\тег р1аШ \\'Ц1юШ СО2 еш188юи. 411' №гбю Мйикутрокшт ои СО2 Сар1иге аиб 81отаде, Екроо, Ет1аиб, 8-9 8ер1., 2005).
Здесь используется ИТМР типа «монолит», его активная часть изготовляется методом экструзии, химический состав которой не публикуется. Особенность проекта - объединение ИТМР и камеры сгорания, что позволяет использовать обычную газовую турбину на нагретом в реакторе воздухе.
В России получение СО2 как продукта при работе безвыбросных электростанций и использование его для повышения нефтеотдачи также давно известно. Схема такой электростанции с турбинами на СО2 и мнение экспертов-нефтяников о полезности закачки СО2 приведены в 1992 г. (Янтовский Е.И. Дым уходит под землю. Углекислый газ повысит нефтедобычу, а не парниковый эффект. Наука и жизнь. № 11, 1992): «Метод вытеснения нефти углекислым газом в значительной мере испытан в промысловых условиях. С ним связаны важные перспективы повышения нефтеотдачи пластов...».
Известны методы повышения нефтеотдачи путем закачки в пласт углекислого газа и водяного пара высокого давления, а также кислорода для организации процесса горения нефти в пласте. Широкое применение этих методов сдерживается высокими ценами при получении указанных агентов воздействия на пласт из разных источников, зачастую далеких от пласта.
Известны попытки создания единого источника энергоснабжения нефтепромысла от одного источника с собственной первичной энергией в виде попутного газа (Е. Υаηΐον8к^^, О. Са11, Ь. Е-тбс-ЦЙкк
1. ТгуддкЫб, К.А. Маккий, Κ.Ν. Ζνадο18ку, У.А. Оаν^^1еηкο ОСПОРИ8 рго)ес1 Ой Еηйаηсешеиΐ СагЬои
- 1 012979
Όίοχίάβ Охудеп Ро\усг ишует8а1 8ирр1у. ЕЬО^ЕВ8'94, Ргосеебтдк οί (Нс Иогепсе \Уог1б Епегду Векеатсй кутрокшт, Пгепхс.11а1у. 1994, р 697-706), цитируем перечисление «новая установка энергоснабжения, способная производить все, что нужно для повышения нефтеотдачи, мощность, СО2, азот, кислород, острый пар и горячую воду». К недостаткам можно отнести устаревший, громоздкий и дорогой криогенный способ получения кислорода и применение турбин на углекислом газе, не выпускаемых до сих пор.
Основной задачей настоящего изобретения является повышение нефтеотдачи путем активного воздействия на нефтенасыщенный пласт. Предлагаемый способ позволяет производить все известные на сегодня агенты такого воздействия:
жидкий (сверхкритический) СО2, снижающий вязкость нефти при растворении;
водяной пар, снижающий вязкость нефти за счет повышения температуры;
кислород для частичного сжигания нефти на забое, которое сопровождается значительным повышением температуры;
электроэнергию для подачи на забой высоковольтным кабелем.
Естественно, вырабатываемая электроэнергия может быть использована для питания нефтяных насосов, электробуров, насосов промывочной жидкости и других нужд промыслов. Извлечение нефти в растворе с СО2 потребует отделения СО2 от нефти и его захоронения для предотвращения выброса в атмосферу. Комбинированная выработка всех агентов в одной форсированной установке (устройстве) обеспечивает минимальные капитальные и текущие затраты по сравнению с раздельной выработкой на разных установках.
Используется новый способ разделения воздуха с получением чистого кислорода в ИТМР. В качестве основного двигателя используется широко применяемый на нефтепромыслах поршневой двигатель либо двигатель по циклу Отто или Дизель.
Увеличение нефтеотдачи пласта достигается посредством закачки углекислого газа, вырабатываемого многофункциональной энергетической установкой с поршневым двигателем, функционирующим на природном газе, включающей в себя мембранный реактор с керамическими ионно-транспортными мембранами из окислов металлов, в нефтяную залежь, где посредством регулирования соотношения объемов закаченного СО2 и пластовой нефти и давления нагнетания создают техногенную ретроградную газожидкостную систему, позволяющую увеличить нефтеотдачу продуктивного пласта, главным образом за счет растворения нефти в углекислом газе и ее движения на поверхность в газообразном состоянии.
Поставленная задача достигается также закачкой в нефтяную залежь двух других продуктов деятельности предложенной многофункциональной энергетической установки.
Основным преимуществом поршневого двигателя по сравнению с турбиной является значительно более высокий КПД при требуемом уровне мощности в несколько мегаватт. Ни одна из газовых турбин в простом цикле (без паротурбинной части) не имеет КПД выше 30%, тогда как поршневой двигатель Вяртсиля 12У34 80 на природном газе (с электрогенератором) имеет электрический КПД 46% при мощности 4040 кВт. Если же двигатель форсировать (δΐιοίοίον Μ., ΥαπΙονδίί Е. Еогсшд οί 2сто Етщкюпк РМоп Епдше Ьу Охудеп Еппсйтеп! т МстЬгапс РеасЮг. 5'1' Аппиа1 СопЕ Оп СатЬоп 8ес.|ие51га1юп. Л1ехапбпа УА.И8А, рарег 012, 8-11 Мау, 2006) путем увеличения доли кислорода, как предусмотрено в настоящем предложении, то КПД может вырасти еще на 5-10 процентных пунктов.
Получение механической мощности для привода электрогенератора из химической энергии горючего происходит путем выделения теплоты при реакции горения в цилиндре двигателя
СН4 + 2О2 => СО2 + 2Н2О + 800 кДж/моль или 800/16 = 50 кДж/г метана.
При полном сгорании в стехиометрической смеси образуются только углекислый газ и водяной пар. В отличие от обычных двигателей выхлопные газы не содержат азота, удаленного в мембранном реакторе. Максимальная температура горения определяется долей кислорода в горючей смеси.
Мембранные реакторы разрабатываются многими фирмами. Как пример, ниже приводим конструкцию реактора «вафельного» типа фирмы Аир Продактс (США)/, производящий чистый кислород из воздуха с давлением 10-20 бар и температурой 800 -900°С (Лгшйгопд Р., Зогепкеп 1., Еойег Т. ΙΤΜ Охудеп, Ргодгекк герой, ОакШсайоп Тесйпо1од1е8, 12-15 Ос!., 2003). Тонкий слой собственно мембраны толщиной в доли миллиметра нанесен на прочную пластину из пористой огнеупорной керамики. Собственно мембрана не пориста, она обладает ионной и электронной проводимостью при температуре 800-1000°С и состоит из окислов металлов, таких как лантан, стронций, железо, кобальт, медь.
Кислород из воздуха адсорбируется на поверхности, его двухатомная молекула распадается на атомы, присоединяющие по два электрона и мигрирующие как двухзарядные ионы сквозь мембрану. Электроны остаются внутри керамики и мигрируют обратно, а нейтральные атомы кислорода рекомбинируют в молекулы и образуют поток чистого кислорода из реактора. Движущей силой потока ионов кислорода служит разность парциальных давлений кислорода до и после мембраны. Изменяя разность давлений, можно соответственно изменять поток кислорода.
Длительные испытания подтвердили стойкость мембран и расчетную плотность потока кислорода около 1 г/м2-с.
Ни в одной из публикаций до настоящего времени не предлагалось использовать ИТМР с форсированным поршневым двигателем для получения СО2 с закачкой в нефтяную залежь или для получения
- 2 012979 других агентов воздействия на пласт с целью повышения нефтеотдачи.
Схема такой установки приведена на чертеже фигуры, где УМ - поршневой двигатель, Н1, Н2 - теплообменники, ЛМК - мембранный реактор, 8В - паровой котел, В2, КЗ, К4 -радиаторы-охладители, №тттеплота механических потерь, М1 - смеситель, КИ - муфта сцепления, АВ - разделитель потока СО2, № эффективная мощность, отданная электрогенератору, XV8 - отделитель воды, Т - воздушная турбина, С - воздушный компрессор.
Потоки на схеме: 1 - вход горючей смеси, 2 - газы из двигателя, 3-4 - охлажденные газы, 5 - СО2 и Н2О, 6 - обезвоженный СО2, 7 - рециркуляция СО2, 8 - вал турбокомпрессора, 9 - отвод СО2 из цикла, 10 - инжекция водяного пара, 11 - вход горючего газа, 12 - отбор технологического кислорода, 13 - редуктор, 14 - охлаждающая вода, 15 - газовая сеть, 16 - компрессор горючего газа, 17 - отвод воды, 18 - вход воздуха из атмосферы, 19 - сжатый воздух, 20 - нагретый сжатый воздух, 21 - воздух, отдавший кислород, 22 - воздух на выходе в атмосферу, 23 -воздух, нагретый в Н2, 24 - воздух на входе в паровой котел, 25 - сжижение СО2 для инжекции, 26 - аккумулятор конденсированной воды, 27 - кислород из реактора, 28 - кислород из теплообменника, 29 - холодный кислород в смеситель.
В предлагаемой схеме (см. фигуру) снабжение реактора нагретым сжатым воздухом производится турбокомпрессором Т-С на отдельном высокооборотном валу, подобно применяемым для турбонаддува дизелей. Воздух, выбрасываемый из турбины, не содержит никаких продуктов сгорания, он совершенно безвреден для атмосферы. При регулировании потока кислорода можно изменять его молярную долю в смесителе, увеличивая ее до пределов стойкости цилиндра, поршня и клапанов при повышении температуры. Известные методы нанесения керамических покрытий из карбида кремния, нитрида кремния, двуокиси циркония позволяют форсировать поршневые двигатели в предлагаемой системе.
Для регулирования предусмотрена система поворотных лопаток на входе воздуха в турбину и в компрессор. Поворот лопаток изменяет давление воздуха, нагнетаемого в мембранный реактор, а следовательно, поток кислорода и его мольную долю в горючей смеси. В таблице ясно показано изменение мощности с ростом доли кислорода при соответственном росте расхода горючего.
Описание работы предлагаемого устройства
1) Основной цикл.
Горючим служит свободный или попутный газ. Если его давление в сети 15 недостаточно, оно повышается в компрессоре 16 с электроприводом. Газ смешивается в смесителе с углекислым газом из потока 7 и кислородом из 29, образуя горючую смесь, поступающую в поршневой двигатель на всос цилиндров с электрическим зажиганием. После сжатия, сгорания и расширения с производством полезной работы из двигателя выходят выхлопные газы, состоящие из СО2, Н2О и особенно вредных примесей, которые в обычных двигателях выбрасываются в атмосферу. В данной схеме изначально не содержащие азота выхлопные газы потоком 2 поступают в нагреватель Н2, отдавая тепло уходящему воздуху, затем в нагреватель Н1, нагревая входящий воздух, затем в потоке 28 охлаждаются в радиаторе-охладителе и потоком 5 поступают в отделитель воды. При температуре охлаждающей воды 14 вода в продуктах сгорания конденсируется и в жидком виде отводится из цикла. Возможна ее рециркуляция для повышения мощности в турбине или цилиндре двигателя. Но в любом случае стационарного режима вся вода от сгорания водорода в газе выводится из цикла в 17. Ее также можно использовать как питательную воду парового котла для инжектирования пара в 10.
Обезвоженный СО2 потоком 6 поступает в разделитель. Меньшая его часть, равная количеству СО2 от сгорания углерода в газе, отводится потоком 9, сжижается путем сжатия и охлаждения в 25 и поступает в инжекционную скважину. Большая часть рециркулирует по линии 7 обратно в цикл для образования горючей смеси, в которой СО2 играет роль удаленного азота.
Чистый кислород, полученный в мембранном реакторе 27, потоком 28 поступает в охладитель и затем 29 в смеситель, образуя горючую смесь. Если для повышения нефтеотдачи применяется сжигание нефти на забое путем инжекции кислорода, его отводят в 12.
2) Вспомогательный цикл.
Атмосферный воздух 18 сжимается в компрессоре и поступает по 19 в нагреватель Н1, а затем в мембранный реактор по линии 20. Отдав примерно 70% кислорода, воздух (в основном азот) по 21 нагревается в Н2 и по 23 поступает в воздушную турбину, не только приводящую компрессор на валу 8, но и дающую добавочную механическую мощность для привода электрогенератора через редуктор 13 и обгонную муфту. Для повышения мощности перед турбиной предусмотрен впрыск воды из бака - аккумулятора 26. Воздух после турбины 24 еще достаточно нагрет, чтобы получать пар в котле для закачки в скважину 10. После котла воздух выбрасывается в атмосферу. Никаких продуктов сгорания он не содержит и поэтому совершенно безвреден.
- 3 012979
Результаты расчета.
Для расчета (см. таблицу) выбран типичный поршневой двигатель с искровым зажиганием и наименьшей номинальной мощностью 100 кВт, чтобы расчет был представительным. При большей мощности показатели улучшаются. Диаметр цилиндра и ход поршня одинаковы - 0,092 м, степень сжатия 16, число цилиндров - 6, коэффициент наполнения - 0,85. Температура в точках 29, 6, 7, 9, 17 равна 313К.
Молярная доля кислорода 0.209 , 0.30 0.40 0.50
Расход метана, моль/с 0.3885 0.5356 0.6844 0.8213
Расход кислорода, моль/с 0.777 1.0712 1.3688- 1.6426
Индикаторная мощность, кВт 112.07 150.84 188.58 222.26
Эффективная мощность, кВт 106.57 161.6 215.64 264.12
Мощность турбины, кВт 68.2. 87.07 106.0 123.2
Мощность компрессора, кВт 41.44 42.94 44.44. 45.83
кпд,% 34.19 37.61 39.27 40.05
Произведено СО2, кг/час 61.54 84.84 108.41 130.09
Т(2), К 1187 1508 1831 2124
Т(3),К 1172 1297 1306 1314
Т(21), К 1152 1273 1273 1273
Т(24), К 830 1072 1319 1575
Из таблицы видно, что повышение концентрации кислорода приводит к важным последствиям. Наряду с ростом КПД на 6 абс.%, мощность возрастает более чем вдвое и, соответственно, возрастает производство углекислого газа. Подобное форсирование является существенной частью настоящего предложения.
Рост температуры уходящего воздуха приближает ее к температуре в технологических котлах, что позволяет использовать стандартные котлы для производства пара высоких параметров, закачиваемого в скважину.
Однако одновременно повышение температуры вызывает требование защиты двигателя тугоплавким покрытием поверхности поршня и цилиндра. Такие покрытия хорошо известны.
Геолого-промысловые предпосылки реализации предлагаемого способа.
Особенности процесса воздействия нагнетаемого СО2 на нефтегазовую залежь зависят от его агрегатного состояния.
В случае превышения пластовых температур над критической температурой углекислого газа, а это наиболее вероятная ситуация в природных условиях, имеет место надкритическое газообразное состояние. В этом варианте СО2, обладающий исключительной растворяющей способностью по отношению к углеводородным жидкостям при прямом растворении в пластовой нефти, снижает ее вязкость и резко повышает фильтрационные возможности, а при избыточных объемах (по отношению к свободной нефти) растворяет нефть, приводя ее в газообразное состояние (ретроградное испарение).
В предлагаемом способе учитывается механизм ретроградного испарения нефти в газообразном СО2, т.е. процесс формирования техногенной газоконденсатной системы, которая затем через систему добывающих скважин подается в сепарационные установки на поверхности, где происходит процесс ретроградной конденсации смеси с разделением на жидкую фазу (нефть) и газообразную (СО2).
Существование газоконденсатных (газожидкостных) систем, для которых характерен процесс ретроградного испарения, хорошо известно в данной области техники (см., например, В.В. Доценко. Геохимия газа. Происхождение нефти и газа., Ростов-на-Дону, 2001, с. 19-20).
Известно множество работ по изучению в камерах РУТ ретроградного растворения (обратного испарения) свободной нефти в углеводородных газах и СО2, в которых изучали основные параметры, регулирующие этот процесс: давление в системе и исходное соотношение в ней газообразных и жидких углеводородов (см., например, Жузе Т.П. и др. Об оценке соотношения объемов газовой и жидкой фаз в нефтегазоконденсатных залежах по данным лабораторных исследований. Геология нефти и газа, 1961, № 7; Мартос В.Н. и др. Фазовое поведение газоконденсатной системы при разбавлении ее азотом и углекислым газом. Информ. Сборник НГД ПО «Рекомендуемые разработки для внедрения в нефтяной промышленности», 1990, № 11. Кушниров В.В. и др. Новые экспериментальные данные об агрегатном состоянии газообразных и жидких углеводородов в области высоких давлений и температур. Доклады АН Республики Узбекистан, 1993, № 1).
Аналогичные процессы, происходящие в природных углеводородных газожидкостных системах, рассмотрены в работах С. Закса «Увеличение нефтеотдачи частично истощенного пласта путем нагнетания в него газов высокого давления». Известия АН СССР, № 9, 1955, В. Кушнирова «Формирование рет- 4 012979 роградных газожидкостных систем и прогноз нефтеносности в зонах их распространения». Диссертация на соискание ученой степени доктора геол.-минерал. наук. М., 1989, а также патент ЕА 005023.
В соответствии с предшествующим уровнем техники на практике о факте создания техногенной ретроградной газожидкостной системы судят по результатам замеров в контрольных скважинах, когда продукт, получаемый в контрольной скважине, представляет собой свободный газ с конденсатом (высококипящими углеводородами) (патент ЕА 005023, колонка 3, абзац 2).
Эффективность этого процесса будет определяться системой размещения нагнетательных и добывающих скважин, соотношением объемов закачиваемого в нефтяную залежь СО2 и свободной нефти, пластовой температурой и давлением закачки.
Предлагаемый способ откладывает на определенный период времени разработку сформированной техногенной газоконденсатнонефтяной залежи (этот период рассчитывается), однако значительно увеличивает нефтеотдачу продуктивных пластов.

Claims (6)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ увеличения нефтеотдачи пласта посредством закачки углекислого газа, вырабатываемого многофункциональной энергетической установкой с поршневым двигателем, функционирующим на природном газе, включающей мембранный реактор с керамическими ионно-транспортными мембранами из окислов металлов, в нефтяную залежь, где посредством регулирования соотношения объемов закаченного СО2 и пластовой нефти и давления нагнетания создают техногенную ретроградную газожидкостную систему, позволяющую увеличить нефтеотдачу продуктивного пласта за счет растворения нефти в углекислом газе.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют форсированный поршневой двигатель с окислителем в виде смеси кислорода с рециркулирующими продуктами сгорания.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для функционирования поршневого двигателя используют кислород, полученный путем выделения его из воздуха с помощью ионно-транспортного мембранного реактора.
  4. 4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в мембранный реактор подают нагретый сжатый воздух от турбокомпрессора, при этом выходящий из турбокомпрессора воздух нагревают теплом от рециркулирующих продуктов сгорания поршневого двигателя.
  5. 5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что для разогрева пласта и снижения вязкости нефти в залежь закачивают кислород, необходимый для частичного сжигания нефти в призабойной зоне.
  6. 6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что в скважину закачивают отводимый от многофункциональной установки водяной пар.
EA200900318A 2006-12-27 2006-12-27 Способ повышения нефтеотдачи продуктивного пласта EA012979B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/AZ2006/000008 WO2008077200A1 (fr) 2006-12-27 2006-12-27 Procédé pour augmenter de rendement d'une formation pétrolière productrice
AZA20060256 2006-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200900318A1 EA200900318A1 (ru) 2009-06-30
EA012979B1 true EA012979B1 (ru) 2010-02-26

Family

ID=39562041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200900318A EA012979B1 (ru) 2006-12-27 2006-12-27 Способ повышения нефтеотдачи продуктивного пласта

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2096257A4 (ru)
EA (1) EA012979B1 (ru)
WO (1) WO2008077200A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705055C2 (ru) * 2014-10-15 2019-11-01 Веолия Уотер Солюшнз Энд Текнолоджиз Саппорт Обработка пластовой воды, в частности, полученной в способе химического повышения нефтеотдачи с использованием полимеров для повышения вязкости

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9540918B1 (en) 2015-09-01 2017-01-10 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Solar power and ion transport-based enhanced oil recovery system and method
US11905817B2 (en) 2021-12-16 2024-02-20 Saudi Arabian Oil Company Method and system for managing carbon dioxide supplies using machine learning

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2187632C2 (ru) * 2000-11-13 2002-08-20 Поляков Виктор Иванович Способ и устройство для извлечения нефти из залежи
RU2208138C1 (ru) * 2001-12-20 2003-07-10 Западинский Алексей Леонидович Комплекс для разработки нефтяного или газоконденсатного месторождения (варианты)
RU2003111161A (ru) * 2000-09-20 2004-08-27 Тейкокуойл Ко., Лтд. (Jp) Способ частичного окисления метана с использованием плотной керамической мембраны с селективной проницаемостью для кислорода

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5447555A (en) * 1994-01-12 1995-09-05 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen production by staged mixed conductor membranes
NO308400B1 (no) * 1997-06-06 2000-09-11 Norsk Hydro As Kraftgenereringsprosess omfattende en forbrenningsprosess
WO2002095852A2 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 Clean Energy Systems, Inc. Combined fuel cell and fuel combustion power generation systems
WO2004046523A2 (en) * 2002-11-15 2004-06-03 Clean Energy Systems, Inc. Low pollution power generation system with ion transfer membrane air separation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2003111161A (ru) * 2000-09-20 2004-08-27 Тейкокуойл Ко., Лтд. (Jp) Способ частичного окисления метана с использованием плотной керамической мембраны с селективной проницаемостью для кислорода
RU2187632C2 (ru) * 2000-11-13 2002-08-20 Поляков Виктор Иванович Способ и устройство для извлечения нефти из залежи
RU2208138C1 (ru) * 2001-12-20 2003-07-10 Западинский Алексей Леонидович Комплекс для разработки нефтяного или газоконденсатного месторождения (варианты)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rukovodstvo po proektirovaniyu i primeneniyu metoda zavodneniya s CO *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705055C2 (ru) * 2014-10-15 2019-11-01 Веолия Уотер Солюшнз Энд Текнолоджиз Саппорт Обработка пластовой воды, в частности, полученной в способе химического повышения нефтеотдачи с использованием полимеров для повышения вязкости

Also Published As

Publication number Publication date
EP2096257A1 (en) 2009-09-02
EP2096257A4 (en) 2011-06-22
WO2008077200A1 (fr) 2008-07-03
EA200900318A1 (ru) 2009-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113544372A (zh) 氨分解设备、具备该氨分解设备的燃气轮机成套设备、氨分解方法
US9689309B2 (en) Systems and methods for carbon dioxide capture in low emission combined turbine systems
CA2441272C (en) Method for developing a hydrocarbon reservoir (variants) and complex for carrying out said method (variants)
US7337612B2 (en) Method for the utilization of energy from cyclic thermochemical processes to produce mechanical energy and plant for this purpose
US20110042968A1 (en) Method and plant for combined production of electric energy and water
EA023216B1 (ru) Системы и способы производства электроэнергии при низких уровнях выбросов и извлечения углеводородов
CA2751186C (en) Zero emission steam generation process
WO2005010129A2 (en) Method for natural gas production
EA029181B1 (ru) Система и способ контроля стехиометрического горения в турбинных системах с низкими выбросами
TW201217630A (en) Low emission triple-cycle power generation systems and methods
AU2015261049B2 (en) Power plant with zero emissions
WO2020189575A1 (ja) アンモニア分解設備、これを備えるガスタービンプラント、アンモニア分解方法
CA2984020A1 (en) Method for utilization of the inner energy of an aquifer fluid in a geothermal plant
EA023673B1 (ru) Система и способ для низкоэмиссионного производства электроэнергии и извлечения углеводородов
WO2008097295A2 (en) Combustion of water borne fuels in an oxy-combustion gas generator
CN1551946A (zh) 用于获得最大功率输出的燃气轮机燃料进口温度控制方法
US20140374109A1 (en) Enhanced Carbon Dioxide Capture in a Combined Cycle Plant
US20150344770A1 (en) System and method for producing carbon dioxide for use in hydrocarbon recovery
EA012979B1 (ru) Способ повышения нефтеотдачи продуктивного пласта
US20220290064A1 (en) Supercritical Water Gasification Process
CN87102224A (zh) 利用逸出石油气进行深孔三元采油的方法
RU2433255C1 (ru) Способ разработки месторождения газовых гидратов
RU2490440C1 (ru) Способ добычи нефти
RU2208138C1 (ru) Комплекс для разработки нефтяного или газоконденсатного месторождения (варианты)
RU2181159C1 (ru) Комплекс для разработки залежей углеводородного сырья (варианты)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY MD

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ KZ KG TJ TM RU