RU2513376C1 - Method of thermal production for shale oil - Google Patents
Method of thermal production for shale oil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513376C1 RU2513376C1 RU2013103218/03A RU2013103218A RU2513376C1 RU 2513376 C1 RU2513376 C1 RU 2513376C1 RU 2013103218/03 A RU2013103218/03 A RU 2013103218/03A RU 2013103218 A RU2013103218 A RU 2013103218A RU 2513376 C1 RU2513376 C1 RU 2513376C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shale
- oil
- wells
- directional
- modules
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области топливодобывающей промышленности, а именно к проблеме вовлечения в ТЭБ запасов горючих сланцев, содержание органических веществ (керогена) в которых достигает 50%, а выход летучих веществ из него необычно высок - до 80-85%.The invention relates to the field of the fuel industry, in particular to the problem of involving oil shale reserves in fuel and energy complex, the content of organic substances (kerogen) in which reaches 50%, and the yield of volatile substances from it is unusually high - up to 80-85%.
Известна технология термической переработки сланца в различных наземных аппаратах [«Термическая переработка сланца-кукерсита», под редакцией М.Я. Губергрица, изд. «Валгус», Таллин, 1966 г., с.355; B.C. Файнберг «Исследование и переработка горючих сланцев за рубежом», ЦНИИТЭнефтехим, М., 1967 г., с.93].Known technology for the thermal processing of oil shale in various ground-based vehicles ["Thermal processing of oil shale-kukersita", edited by M.Ya. Gubergrits, ed. “Valgus”, Tallinn, 1966, p. 355; B.C. Fainberg “Research and processing of oil shale abroad”, TsNIITEneftekhim, M., 1967, p. 93].
Особенностью этой технологии является шахтная добыча сланца и негативные экологические последствия его термической переработки в наземных аппаратах.A feature of this technology is the mining of oil shale and the negative environmental consequences of its thermal processing in ground-based vehicles.
Известно техническое решение подземной термической разработки тяжелой нефти и битумов [RU 2054531, 1996; Е.В. Крейнин «Подземная газификация углей», М., 2010 г., сс.383-385], в котором предлагается подземная разработка трудноизвлекаемых углеводородных источников с помощью системы горизонтальных скважин. Эта технология не учитывает особенностей сланцевых месторождений и их разработки.A technical solution is known for the underground thermal development of heavy oil and bitumen [RU 2054531, 1996; E.V. Kreinin “Underground coal gasification”, M., 2010, pp. 383-385], which proposes the underground development of hard-to-recover hydrocarbon sources using a horizontal well system. This technology does not take into account the characteristics of shale deposits and their development.
Известно также наиболее близкое техническое решение по подземной огневой переработке эстонских горючих сланцев в их естественном залегании с производством (отгонкой) керогена и его продуктов [Р.Н.Питии, А.Э. Спириус, И.А. Фарберов «Первый опыт бесшахтной подземной переработки горючих сланцев». Труды ИГИ, т.VII, М., 1957, сс. 44-60]. Однако оно имеет ряд существенных недостатков: глубина залегания сланца - 10 м; технология основана на чрезмерно большом количестве вертикальных скважин; скважины находятся в зоне сдвижения покрывающей толщи; большие капитальные затраты.The closest technical solution for underground fire processing of Estonian oil shales in their natural occurrence with the production (distillation) of kerogen and its products is also known [R.N. Pitii, A.E. Spirius, I.A. Farberov "The first experience of shaftless underground processing of oil shale." Proceedings of the IGI, vol. VII, M., 1957, ss. 44-60]. However, it has a number of significant drawbacks: the depth of the shale is 10 m; the technology is based on an excessively large number of vertical wells; wells are in the zone of displacement of the overburden; high capital costs.
Для масштабной промышленной технологии нужны новые технические решения подземной термической переработки глубоко залегающих сланцев. Главным ее результатом должно быть максимальное извлечение органического вещества (керогена) горючих сланцев, которое можно условно считать «сланцевой нефтью».For large-scale industrial technology, new technical solutions for underground thermal processing of deep shale are needed. Its main result should be the maximum extraction of organic matter (kerogen) of oil shale, which can conditionally be considered “shale oil”.
Задачей данного изобретения является создание промышленной технологии подземной термической переработки горючих сланцев, отличающейся при этом максимальным выходом жидких фракций.The objective of the invention is the creation of an industrial technology of underground thermal processing of oil shale, wherein the maximum yield of liquid fractions.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что в известном способе термической переработки горючих сланцев, заключающемся в бурении на залежь горючих сланцев различных скважин, создании в них воспламененной зоны углеводородного сырья, сжигании части его, прогреве залежи продуктами горения и отгонки керогена в виде продуктов термической обработки горючих сланцев, бурят серию непересекающихся наклонных скважин, направленных по сланцевой залежи, на дальний торец которых бурят розжиговые вертикально-направленные скважины и разжигают в них на забое горючий сланец, создают гидравлически связанные модули, «наклонно-направленная и вертикально-направленная скважины», буровые каналы по сланцу термически прорабатывают путем противоточного перемещения очага горения от розжиговой вертикально-направленной скважины к обсадке наклонно-направленной скважины и создают этим канал повышенной дренирующей способности, при этом разбуривание сланцевой залежи осуществляют так, чтобы головки вертикально-направленных и наклонно-направленных скважин размещались компактно на земной поверхности; вертикально-направленные скважины оборудуют системой охлаждения парогазовой смеси на их забое, а наклонно-направленные скважины подводами для нагнетания в них воздуха; термически проработанные модули «наклонно-направленная и вертикально-направленная скважины» оборудуют в качестве нагнетательных и добычных, при этом в нагнетательные модули нагнетают воздух, который вместе с продуктами горения фильтруется по сланцевой залежи, а отогнанную парогазовую смесь извлекают из соседних добычных модулей; предварительно определяют запасы керогена между нагнетательным и добычным модулями, завершают нагнетательно-фильтрационную стадию после истощения заранее зафиксированных запасов керогена; извлекаемую парогазовую смесь разделяют в поверхностном химическом комплексе на газовую и жидкую фракции; соотношение между жидкой и газовой фракциями, а также качественным их составом регулируют путем изменения расхода воздуха в нагнетательный модуль в зависимости от степени отработки запасов сланца между буровыми каналами добычных и нагнетательных модулей.The problem is solved and the technical result is achieved by the fact that in the known method for the thermal processing of oil shale, which consists in drilling various oil wells for oil shale, creating an ignited hydrocarbon zone in them, burning part of it, heating the deposit with combustion products and distilling kerogen in the form of products heat treatment of oil shale, drill a series of disjoint deviated wells directed along the shale deposits, to the far end of which they drill vertical ignition firing bore holes and kindle oil shale in them at the bottom, create hydraulically coupled modules, “directional and vertically directed wells”, drill channels through the slate are thermally worked out by means of countercurrent movement of the combustion site from the ignition vertically directed borehole to the casing of the directional borehole and this creates a channel of increased drainage ability, while drilling shale deposits is carried out so that the heads of vertically directed and directional wells are alis compactly on the earth's surface; vertically directed wells are equipped with a gas-vapor mixture cooling system at their bottom, and directional wells are supplied with inlets for pumping air into them; thermally developed modules “directional and vertical directional wells” are equipped as injection and production, while air is injected into the injection modules, which, together with the combustion products, are filtered by shale deposits, and the distilled vapor-gas mixture is extracted from neighboring production modules; preliminary determine the reserves of kerogen between the injection and production modules, complete the injection-filtration stage after the depletion of previously recorded reserves of kerogen; the recoverable gas-vapor mixture is separated in a surface chemical complex into gas and liquid fractions; the ratio between the liquid and gas fractions, as well as their qualitative composition, is regulated by changing the air flow rate into the injection module depending on the degree of development of shale reserves between the drilling channels of the production and injection modules.
Сопоставительный анализ заявленного технического решения с аналогами и прототипом показывает, что предлагаемый способ в предложенной совокупности существенных признаков не известен из уровня техники и отвечает критерию «новизна».A comparative analysis of the claimed technical solution with analogues and prototype shows that the proposed method in the proposed combination of essential features is not known from the prior art and meets the criterion of "novelty."
При этом конкретные технические решения обеспечивают реальное воплощение подземной термической переработки сланцев на глубоких горизонтах с максимальным выходом жидких фракций, что придает заявляемому техническому решению "существенный технический результат".Moreover, specific technical solutions provide a real embodiment of underground thermal processing of shale in deep horizons with a maximum yield of liquid fractions, which gives the claimed technical solution "substantial technical result".
На фиг.1 показан поперечный разрез по одному модулю генератора. На фиг.2 схематически (в плоскости пласта сланца) показан подземный генератор «сланцевой нефти».Figure 1 shows a cross section through one module of the generator. Figure 2 schematically (in the plane of the shale formation) shows an underground generator of "shale oil".
Рассмотрим основные этапы реализации предлагаемого способа термической добычи «сланцевой нефти», начиная с описания отдельного модуля на фиг.1.Consider the main stages of the implementation of the proposed method of thermal production of "shale oil", starting with the description of a separate module in figure 1.
На пласт горючего сланца 1 бурят наклонно-направленную 2 и вертикально-направленную 3 скважины. При этом скважину 3 обсаживают и цементируют на всю длину до входа в пласт сланца 1. Наклонно-направленную скважину 2 обсаживают и цементируют до входа в пласт сланца 1, а горизонтальную сланцевую ее часть 4 не обсаживаютOn the reservoir of oil shale 1 drilled directional 2 and vertically directed 3 wells. In this case, the
В случае наличия в пласте 1 песчанных пропластков в сланцевый буровой канал 4 может быть опущен хвостовик 5 из легкоплавкого металла.In the case of the presence of sand strata in the formation 1, a shank 5 of fusible metal can be lowered into the shale drilling channel 4.
На фиг.2 представлен промышленный подземный генератор, состоящий из семи описанных выше отдельных модулей. Количество модулей в промышленном генераторе может быть различным.Figure 2 shows an industrial underground generator consisting of seven individual modules described above. The number of modules in an industrial generator may vary.
Технологическая последовательность подготовки и эксплуатации каждого модуля представляется следующей.The technological sequence of preparation and operation of each module is as follows.
После завершения бурения скважин 2 и 3 (путем интеллектуального навигационного бурения этих скважин предполагается соединение их в гидравлически связанную пару «наклонно-направленная и вертикально-направленная скважины») разжигают сланец на забое вертикально-направленной скважины 3. Добиваются полного ее соединения со сланцевым каналом 4, что фиксируют по равенству давлений на нагнетательной скважине 3 и закрытой скважине 2.After the completion of drilling of
После этого начинают огневую проработку сланцевого канала 4, для чего нагнетают 300-500 м3/ч воздушного дутья в наклонно-направленную скважину 2, а вертикально направленную скважину 3 открывают в атмосферу. Такой гидродинамический режим обеспечит перемещение очага горения навстречу воздушному потоку со скоростью 1,0-1,5 м/ч, а следовательно, термическое расширение первоначального сланцевого бурового канала 4. Образованный расширенный буровой канал 4 будет отличаться повышенной фильтрационной поверхностью и высокой ее проницаемостью, а следовательно, и высокой дренирующей способностью. По такому же технологическому режиму обрабатывают все семь модулей, объединенных на фиг.2 в промышленный генератор.After that, the firing study of the shale channel 4 begins, for which 300-500 m 3 / h of air blast is injected into the
При этом с целью облегчения эксплуатации генератора, а также сокращения земной поверхности, занятой головками скважин, последние размещают (на стадии забуривания) компактно, как показано на фиг.2. Наклонно-направленные и вертикально-направленные скважины объединены в отдельные зоны (соответственно 6 и 7). Такая компактность имеет принципиально большое экономическое, социальное и экологическое значение.At the same time, in order to facilitate the operation of the generator, as well as reduce the earth's surface occupied by the heads of the wells, the latter are placed (at the drilling stage) compactly, as shown in Fig. 2. Directional and vertically directional wells are combined into separate zones (6 and 7, respectively). Such compactness is of fundamentally great economic, social and environmental importance.
Предварительно термически обработанные модули «наклонно-направленная и вертикально-направленная скважины» объединяют в две группы: нагнетательные 8 и добычные 9 модули. В первые из них (8) нагнетают воздушное дутье, которое реагирует с воспламененной сланцевой поверхностью, а образовавшиеся продукты горения (в основном CO2, Н2О и Nz2) продавливаются через массив сланцевой залежи между соседними модулями 8 и 9. Продукты горения, имеющие первоначальную температуру 1000-1200°С, фильтруясь через пласт сланца, нагревают его и отгоняют сланцевый кероген («сланцевую нефть») в добычные модули 9. В соответствии со своим назначением группа нагнетательных модулей 8 оборудуется воздушными компрессорами, а группа добычных модулей 9 - системой охлаждения парогазовой смеси и передачи в химический комплекс для разделения ее на отдельные фракции.Pre-heat-treated modules "directional and vertical directional wells" are combined into two groups:
В процессе нагнетательно-фильтрационного воздействия на сланцевую залежь неизбежно изменение состава парогазовой смеси. Можно ожидать постепенное снижение выхода жидких фракций («сланцевой нефти») и возрастание выхода газовой фракции. Заранее определяют запасы керогена в сланцевой залежи между нагнетательным и добычным модулями и после его исчерпания прекращают нагнетательно-фильтрационную стадию технологического процесса.In the process of pressure-filtering effects on the shale reservoir, a change in the composition of the gas-vapor mixture is inevitable. One can expect a gradual decrease in the yield of liquid fractions (“shale oil”) and an increase in the yield of the gas fraction. Kerogen reserves are determined in advance in the shale deposits between the injection and production modules, and after its exhaustion, the injection-filtration stage of the technological process is stopped.
С целью оптимизации технологического режима по извлечению сланцевого керогена и составу парогазовой смеси планируется проведение специальных экспериментов по влиянию расхода нагнетаемого воздуха на различных стадиях отработки запасов сланца между нагнетательным и добычным модулями. В соответствии с этим изменяют режим нагнетания воздуха.In order to optimize the technological regime for the extraction of shale kerogen and the composition of the gas mixture, it is planned to conduct special experiments on the effect of the discharge air flow at various stages of mining shale reserves between the injection and production modules. In accordance with this change the air injection mode.
Учитывая колоссальные ресурсы горючих сланцев в России и многих странах мира (Китай, Израиль и др.), заявляемое техническое решение бесспорно найдет практическое воплощение для разработки глубокозалегающих их запасов.Given the colossal resources of oil shale in Russia and many countries of the world (China, Israel, etc.), the claimed technical solution will undoubtedly find practical embodiment for the development of deep-seated reserves.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013103218/03A RU2513376C1 (en) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | Method of thermal production for shale oil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013103218/03A RU2513376C1 (en) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | Method of thermal production for shale oil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2513376C1 true RU2513376C1 (en) | 2014-04-20 |
Family
ID=50480834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013103218/03A RU2513376C1 (en) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | Method of thermal production for shale oil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2513376C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574434C1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет управления" (ГУУ) | Method of mining-well tar production and process equipment system for its implementation |
RU2697339C1 (en) * | 2018-10-01 | 2019-08-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method of extraction of shale oil |
CN115095311A (en) * | 2022-07-15 | 2022-09-23 | 西安交通大学 | Low-grade shale resource development system and method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2059802C1 (en) * | 1993-12-24 | 1996-05-10 | Индивидуальное частное предприятие - научно-технический центр "Полигаз" | Method for thermal stimulation of hydrocarbon-containing formation |
EA200600913A1 (en) * | 2003-11-03 | 2006-08-25 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | EXTRACTING HYDROCARBONS FROM IMPUNITABLE OIL SHEETS |
RU2388790C1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Газпром промгаз" (ОАО "Газпром промгаз") | Thermal processing method of deep-lying slate coals |
-
2013
- 2013-01-25 RU RU2013103218/03A patent/RU2513376C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2059802C1 (en) * | 1993-12-24 | 1996-05-10 | Индивидуальное частное предприятие - научно-технический центр "Полигаз" | Method for thermal stimulation of hydrocarbon-containing formation |
EA200600913A1 (en) * | 2003-11-03 | 2006-08-25 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | EXTRACTING HYDROCARBONS FROM IMPUNITABLE OIL SHEETS |
RU2388790C1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Газпром промгаз" (ОАО "Газпром промгаз") | Thermal processing method of deep-lying slate coals |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574434C1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет управления" (ГУУ) | Method of mining-well tar production and process equipment system for its implementation |
RU2697339C1 (en) * | 2018-10-01 | 2019-08-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method of extraction of shale oil |
CN115095311A (en) * | 2022-07-15 | 2022-09-23 | 西安交通大学 | Low-grade shale resource development system and method |
CN115095311B (en) * | 2022-07-15 | 2024-01-12 | 西安交通大学 | Low-grade shale resource development system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2263774C2 (en) | Mehtod for obtaining hydrocarbons from rock rich in organic compounds | |
CA2975611C (en) | Stimulation of light tight shale oil formations | |
US4669542A (en) | Simultaneous recovery of crude from multiple zones in a reservoir | |
CN103232852B (en) | Method and process for extracting shale oil and gas by in-situ shaft fracturing chemical distillation of oil shale | |
CN103233713B (en) | Method and process for extracting shale oil gas through oil shale in situ horizontal well fracture chemical destructive distillation | |
CN101418679B (en) | Method for pumping coalbed gas by heating coal bed | |
US8176982B2 (en) | Method of controlling a recovery and upgrading operation in a reservoir | |
CN101871339B (en) | Method for underground in-situ extraction of hydrocarbon compound in oil shale | |
GB2136034A (en) | Recovering hydrocarbons from mineral oil deposits | |
CN102656337A (en) | Enhanced convection for in situ pyrolysis of organic-rich rock formations | |
CN103790563A (en) | Method for extracting shale oil gas by oil shale in-situ topochemical method | |
CN108756839B (en) | Oil shale heat insulation synergistic in-situ conversion method and system | |
CN103069104A (en) | Wellbore mechanical integrity for in situ pyrolysis | |
CN102933792A (en) | Improved in-situ combustion recovery process using single horizontal well to produce oil and combustion gases to surface | |
CN106437657A (en) | Method for modifying and exploiting oil shale in situ through fluid | |
CN102493795A (en) | Method for gasification fracturing of liquid nitrogen in hydrocarbon reservoirs | |
CN104196507A (en) | Fireflooding huff and puff and fireflooding linkage thickened oil exploitation method | |
US20150192002A1 (en) | Method of recovering hydrocarbons from carbonate and shale formations | |
CN203499663U (en) | Device for extracting shale oil and gas by virtue of fracturing and chemical dry distillation of oil shale in-situ horizontal wells | |
RU2513376C1 (en) | Method of thermal production for shale oil | |
RU2612060C9 (en) | Method of development of carbonate shaly oil deposits | |
US4368920A (en) | Method of thermal-mine working of oil reservoir | |
RU2388790C1 (en) | Thermal processing method of deep-lying slate coals | |
US20130020080A1 (en) | Method for in situ extraction of hydrocarbon materials | |
RU2519310C1 (en) | Method of extraction of high-molecular raw material of oil and gas condensate field |