EA040627B1 - PROCESS FOR DECOMPOSITION OF HYDROCARBON GAS IN THE RESERVOIR TO PRODUCE HYDROGEN WITHOUT GREENHOUSE GAS EMISSIONS - Google Patents
PROCESS FOR DECOMPOSITION OF HYDROCARBON GAS IN THE RESERVOIR TO PRODUCE HYDROGEN WITHOUT GREENHOUSE GAS EMISSIONS Download PDFInfo
- Publication number
- EA040627B1 EA040627B1 EA202091658 EA040627B1 EA 040627 B1 EA040627 B1 EA 040627B1 EA 202091658 EA202091658 EA 202091658 EA 040627 B1 EA040627 B1 EA 040627B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- well
- hydrogen
- carbon
- fractures
- downhole
- Prior art date
Links
Description
Область изобретенияField of invention
Настоящее изобретение относится к процессу разложения углеводородного газа в пласте и производству водорода. Горизонтальные и наклонные скважины с многоступенчатым гидроразрывом пласта с наполнителями, оборудованные забойными скважинными тракторами, используются для добычи водорода с применением электромагнитного микроволнового прогрева, плазменного пиролиза и каталитического крекинга углеводородов.The present invention relates to a process for the decomposition of hydrocarbon gas in a reservoir and the production of hydrogen. Horizontal and deviated wells with multi-stage hydraulic fracturing with fillers equipped with downhole tractors are used for hydrogen production using electromagnetic microwave heating, plasma pyrolysis and catalytic cracking of hydrocarbons.
ВступлениеIntroduction
Значительные запасы природного газа в мире накапливаются залегают в низкопроницаемых пластах, сланцевых, истощенных некоммерческих газовых месторождениях.Significant natural gas reserves in the world accumulate in tight reservoirs, shale, depleted non-commercial gas fields.
Процесс разложения углеводородного газа на водород и углерод в пласте открывает доступ к огромному источнику чистой энергии. Разложение природного газа при высокой температуре позволяет получать водород без образования и выбросов парниковых газов.The process of decomposition of hydrocarbon gas into hydrogen and carbon in the reservoir opens up access to a huge source of clean energy. Decomposition of natural gas at high temperature makes it possible to obtain hydrogen without the formation and emission of greenhouse gases.
Крекинг метана при температуре выше 1000°С является эндотермической реакциейCracking of methane at temperatures above 1000°C is an endothermic reaction
СН4 -» С + 2Н2 ΔΗ = +75 kJ/molCH 4 - "C + 2H 2 ΔΗ \u003d +75 kJ / mol
В присутствии катализаторов реакции крекинга могут протекать при более низких температурах, в диапазоне 500-600°С.In the presence of catalysts, cracking reactions can proceed at lower temperatures, in the range of 500-600°C.
Микроволновый нагрев происходит под воздействием электромагнитных волн и за счет теплообмена. Микроволны представляют собой неионизирующее электромагнитное излучение с длиной волны 1 мм - 1 м и частотой 300 МГц - 3000 ГГц. Колебание электрических и магнитных полей распространяется в виде электромагнитного излучения. Молекулы воды и многих других веществ являются электрическими диполями. У них есть частичный положительный заряд на одном конце и частичный отрицательный заряд на другом. Переменное изменяющееся во времени электромагнитное поле микроволн вызывает вращение и колебание дипольных молекул, чтобы выровняться соответствующим образом. Вращающиеся молекулы ударяют о другие молекулы и приводят их в движение, межмолекулярное трение таким образом рассеивает энергию, повышают температуру в твердых телах и жидкостях. Материалы, подверженные воздействию электромагнитного излучения, нагреваются.Microwave heating occurs under the influence of electromagnetic waves and due to heat transfer. Microwaves are non-ionizing electromagnetic radiation with a wavelength of 1 mm - 1 m and a frequency of 300 MHz - 3000 GHz. Fluctuations in electric and magnetic fields propagate in the form of electromagnetic radiation. Molecules of water and many other substances are electric dipoles. They have a partial positive charge on one end and a partial negative charge on the other. The time-varying electromagnetic field of the microwaves causes the dipole molecules to rotate and oscillate to align themselves accordingly. Rotating molecules hit other molecules and set them in motion, intermolecular friction thus dissipates energy, increases the temperature in solids and liquids. Materials exposed to electromagnetic radiation heat up.
Уравнения Максвелла описывают как электрические и магнитные поля и их связь с электрическими зарядами, токами и изменениями полей. Закон индукции Фарадея и закон Ампера с расширением Максвелла:Maxwell's equations describe both electric and magnetic fields and their relationship to electric charges, currents, and field changes. Faraday's law of induction and Ampère's law with Maxwell's extension:
VxE = -dB/dtVxE = -dB/dt
V х Н = - dD /dt + J где Е - напряженность электрического поля, В/м;V x H \u003d - dD / dt + J where E is the electric field strength, V / m;
В - плотность магнитного потока, также называемая магнитной индукцией, Тл или В/м2.B - magnetic flux density, also called magnetic induction, T or V / m 2 .
Н - напряженность магнитного поля, А/ м;H - magnetic field strength, A/m;
D - электрическая индукция, Кл/м2;D - electrical induction, C/m 2 ;
J - плотность электрического тока, А/ м2.J - electric current density, A / m 2 .
Диэлектрические свойства материалов обычно выражаются с использованием относительной диэлектрической проницаемости ε0εΓ.The dielectric properties of materials are usually expressed using the relative permittivity ε 0 ε Γ .
D = ЕоЕг Е где ε0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума или диэлектрическая константа, εΓ - относительная диэлектрическая проницаемость.D \u003d EoEg E where ε 0 is the absolute permittivity of vacuum or the dielectric constant, ε Γ is the relative permittivity.
Микроволновая энергия ослабевает при распространении через диэлектрический материал. Поглощаемая микроволновая энергия обеспечивает электромагнитный нагрев насыщенных пластовых пород, что позволяет достичь необходимых температурных условий для пиролиза углеводородов и разложения метана.Microwave energy is attenuated as it propagates through a dielectric material. The absorbed microwave energy provides electromagnetic heating of saturated reservoir rocks, which makes it possible to achieve the necessary temperature conditions for the pyrolysis of hydrocarbons and the decomposition of methane.
ИзобретениеInvention
Данное изобретение относится к способу получения водорода в месторождениях углеводородов за счет разложения метана в процессе плазменного пиролиза и каталитического крекинга в пласте в результате микроволнового электромагнитного воздействия с использованием горизонтальных и наклонных скважин с многоступенчатым гидроразрывом пласта с наполнителями.This invention relates to a method for producing hydrogen in hydrocarbon deposits due to the decomposition of methane in the process of plasma pyrolysis and catalytic cracking in the reservoir as a result of microwave electromagnetic exposure using horizontal and inclined wells with multi-stage hydraulic fracturing with fillers.
На месторождении природного газа 1 пробурена горизонтальная или наклонная скважина 2 и вертикальная добывающая скважина 3 (фиг. 1). Мобильный электромагнитный микроволновый генератор 4 установлен на устье скважины 2. Кабельные линии 5 установлены в скважине для направления микроволнового излучения в пласт через антенны-волноводы 6 в горизонтальной секции скважины 2. В скважине также могут быть установлены микроволновые генерационные трубки или троны. Температура в зоне, содержащей углеводородный газ, повышается, когда микроволновая энергия адсорбируется при диэлектрическом нагреве. Реакции пиролиза метана происходят в призабойной зоне скважины в горизонтальном участке скважины 2, нагретой в процессе электромагнитного облучения. Скважина 2 может представлять собой горизонтальную скважину с многоступенчатым гидроразрывом пласта с наполнителем оснащенную забойными скважинными тракторами для перемещения антенны электромагнитных волноводов вдоль горизонтального ствола скважины. Скважинные тракторы, как правило, представляютA horizontal or deviated well 2 and a vertical production well 3 were drilled in a natural gas field 1 (FIG. 1). A mobile electromagnetic microwave generator 4 is installed at the wellhead 2. Cable lines 5 are installed in the well to direct microwave radiation into the formation through waveguide antennas 6 in the horizontal section of the well 2. Microwave generation tubes or thrones can also be installed in the well. The temperature in the zone containing the hydrocarbon gas rises when the microwave energy is adsorbed by dielectric heating. Methane pyrolysis reactions occur in the bottomhole zone of the well in the horizontal section of well 2, which is heated in the process of electromagnetic irradiation. Well 2 may be a horizontal well with multistage hydraulic fracturing with filler equipped with downhole tractors to move the electromagnetic waveguide antenna along the horizontal wellbore. Downhole tractors are usually
--
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA040627B1 true EA040627B1 (en) | 2022-07-07 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2943134C (en) | Thermal conditioning of fishbones | |
CA1232197B (en) | Apparatus and method for in situ heat processing of hydrocarbonaceous formations | |
US9151146B2 (en) | Method for extracting hydrocarbons by in-situ electromagnetic heating of an underground formation | |
US7828057B2 (en) | Microwave process for intrinsic permeability enhancement and hydrocarbon extraction from subsurface deposits | |
USRE30738E (en) | Apparatus and method for in situ heat processing of hydrocarbonaceous formations | |
CN106978998B (en) | Method for exploiting oil gas from underground oil shale | |
CA2807842C (en) | Simultaneous conversion and recovery of bitumen using rf | |
US20100065265A1 (en) | Method and apparatus for in-situ radiofrequency assisted gravity drainage of oil (ragd) | |
CA2807850C (en) | Heavy oil recovery using sf6 and rf heating | |
WO2009043055A2 (en) | System and method for extraction of hydrocarbons by in-situ radio frequency heating of carbon bearing geological formations | |
CA2828750C (en) | In situ radio frequency catalytic upgrading | |
WO2013116166A2 (en) | Hydrocarbon resource heating apparatus including upper and lower wellbore rf radiators and related methods | |
CN206439038U (en) | A kind of situ downhole fluid microwave electric heater | |
JP2012509419A (en) | System and method for treating a ground underlayer with a conductor | |
US20210047905A1 (en) | In-situ process to produce synthesis gas from underground hydrocarbon reservoirs | |
CA3011861C (en) | Accelerated interval communication using open-holes | |
CA2886977C (en) | Em and combustion stimulation of heavy oil | |
EA040627B1 (en) | PROCESS FOR DECOMPOSITION OF HYDROCARBON GAS IN THE RESERVOIR TO PRODUCE HYDROGEN WITHOUT GREENHOUSE GAS EMISSIONS | |
WO2023006164A1 (en) | Process of hydrogen production in hydrocarbon fields without greenhouse emissions | |
US9267366B2 (en) | Apparatus for heating hydrocarbon resources with magnetic radiator and related methods | |
CA2777956C (en) | Process for enhanced production of heavy oil using microwaves | |
US8960285B2 (en) | Method of processing a hydrocarbon resource including supplying RF energy using an extended well portion | |
AU2011205183B2 (en) | Apparatus for extraction of hydrocarbon fuels or contaminants using electrical energy and critical fluids | |
RO112654B1 (en) | Process and installation for underground gasification of fossil fuel | |
CA2777862C (en) | Process for enhanced production of heavy oil using microwaves |