RU2715572C2 - Устройство для внутрипластового горения - Google Patents
Устройство для внутрипластового горения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2715572C2 RU2715572C2 RU2017126217A RU2017126217A RU2715572C2 RU 2715572 C2 RU2715572 C2 RU 2715572C2 RU 2017126217 A RU2017126217 A RU 2017126217A RU 2017126217 A RU2017126217 A RU 2017126217A RU 2715572 C2 RU2715572 C2 RU 2715572C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dispenser
- mixture
- chips
- formation
- well
- Prior art date
Links
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 12
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 11
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical class CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/243—Combustion in situ
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для извлечения смеси углеводородов, в частности смеси тяжелых углеводородов, из подземного пласта путем внутрипластового горения. Устройство для внутрипластового горения содержит измельчитель алюминиевой стружки, сепаратор и датчик температуры, размещенный в скважине, по показаниям которого подаются порции смеси дозатора. При этом измельчитель алюминиевой стружки последовательно связан с вибрационным грохотом для отделения крупных элементов стружки. Сепаратор связан со смесителем, выполненным в виде сатуратора, соединенным с дозатором. При этом нагнетатель алюминиевой стружки состоит из дозатора, включающего приемник стружки, имеющий в верхней части крышку с шарниром и отводящий гибкий шланг, расположенный в нижней части. Техническим результатом является повышение равномерности охвата пласта горением, снижение вязкости находящейся в пласте нефти и снижение расхода воздуха. 4 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к устройствам для извлечения смеси углеводородов, в частности смеси тяжелых углеводородов, из подземного пласта путем внутрипластового горения.
Известно устройство, обеспечивающее внутрипластовое горение для извлечения смеси углеводородов, тяжелых углеводородов, из подземного пласта, описанное в патенте (USA 5456315 С2, 10.10.1995).
Недостаток известного устройства заключается в том, что при его осуществлении требуется избыточная мощность компрессорной станции и, при малом количестве связанной воды, такое мероприятие может привести к некоторому понижению температуры в зоне горения и переносу теплоты в зону, расположенную впереди фронта горения.
Известно также устройство, обеспечивающее внутрипластовое горение, описанное в патенте (RU 2564425 С2, 27.09.2015) и, принятое за прототип, которое содержит в верхней части пластового резервуара ряд вертикальных нагнетательных скважин, и по меньшей мере, одну газовую эксплуатационную скважину, отделенную в боковом направлении от ряда нагнетательных скважин, горизонтальную эксплуатационную скважину, расположенную ниже нагнетательных скважин, устройство для подачи кислородосодержащего газа, через каждую нагнетательную скважину и горизонтальную эксплуатационную скважину, лежащую ниже нагнетательного канала, из которой добывают, углеводороды.
Недостаток прототипа состоит в том, что в нем, также как и в аналоге, при избытке нефтяного кокса и при малом количестве связанной воды происходит некоторое понижение температуры в зоне горения и перенос теплоты в зону, расположенную впереди фронта горения, за счет испарения воды и последующей ее конденсации. Кроме того, для его осуществления требуется обогащенный кислородом газ, что усложняет и удорожает процесс.
Задачей изобретения является повышение равномерности охвата пласта горением, снижение вязкости находящейся в пласте нефти, снижение расхода воздуха и утилизация кокса, а также снижение стоимости добычи.
Технический результат заключается в повышении производительности скважины. Технический результат достигается тем, что устройство для внутрипластового горения содержит измельчитель алюминиевой стружки, последовательно связанный с вибрационным грохотом для отделения крупных элементов стружки, сепаратор, связанный со смесителем,
выполненным в виде сатуратора, соединенным с дозатором, при этом нагнетатель алюминиевой стружки состоит из дозатора, включающего приемник стружки, имеющий в верхней части крышку с шарниром и отводящий гибкий шланг, расположенный в нижней части, датчик температуры, размещенный в скважине, по показаниям которого подаются порции смеси дозатора.
Устройство иллюстрируется 4 фигурами.
На фиг. 1 имеется схема внутрипластового горения.
На фиг. 2 представлена структурно-функциональная схема, состоящая из основных элементов системы.
На фиг. 3 показан сатуратор воды.
Фиг. 4 демонстрирует нагнетатель стружки.
Устройство содержит нагнетатель алюминиевой стружки, состоящий из дозатора 13, включающего приемник стружки 20 (фиг. 4), имеющий в верхней части крышку 21 с шарниром 22, отводящий гибкий шланг 23. Приемник 20 расположен на поверхности, над скважиной, на стойках 24. В нижней части приемник с помощью трубы 15 сочленен с корпусом 14 сатуратора. На фигуре также показана стружка 25 и конфузор 26.
В процессе внутрипластового горения в пласте формируется несколько зон (фиг. 1):
1 - нагнетательная скважина; 2 - добывающая скважина; 3 - распределение нефтенасыщенности; 4 - распределение водонасыщенности; 5 - распределение температуры.
При этом эти зоны можно разделить на:
I. Выгоревшая зона со следами несгоревшей нефти или кокса, в которой закачанный воздух нагревается теплотой, оставшейся в этой зоне после прохождения фронта горения.
II. Зона горения, в которой максимальная температура достигает 1500 - 2500°С. Теплота в этой зоне передается главным образом за счет горения алюминиевой стружки и конвекции.
III. Зона испарения, в которой происходит возгонка нефти на фракции и крекинг остаточной нефти в результате ее нагрева горячими газами, поступающими из зоны горения. Пластовая и связанная воды в этой зоне превращаются в сухой пар, разложившийся под влиянием высокой температуры на атомарный кислород и водород.
IV. Зона конденсации, в которой происходит конденсация углеводородов и паров воды вследствие понижения температуры. Нефть и вода проталкиваются к добывающим скважинам несконденсировавшимися газами и газами, образовавшимися в результате горения, такими как СО2, СО и N2, а также О, Н, О2, Н2 СH4 и другими газообразными продуктами.
V. Зона увеличенной водонасыщенности, содержащая все три компонента - нефть, воду и газы.
VI. Зона увеличенной нефтенасыщенности, образующаяся в результате перемещения нефти из предыдущих зон и содержащая маловязкую нефть вследствие обогащения ее легкими фракциями углеводородов. Температура в этой зоне близка к первоначальной.
VII. Невозмущенная зона, в которой пластовая температура практически остается первоначальной, а поэтому и вязкость вытесняемой нефти низкой.
Сплошной линией 6 показаны параметры, имеющиеся в традиционном устройстве внутрипластового горения и пунктирными линиями обозначены прогнозируемые параметры при работе заявленного устройства. На фиг. 1 также показаны: датчик температуры 7 и шланг 8 подачи пульпы, содержащей измельченную стружку с добавлением сатурированной воздухом воды.
Структурно-функциональная схема фиг. 2 содержит измельчитель стружки 9, вибрационный грохот 10, отделяющий крупную стружку, сепаратор 11, обеспечивающий поступление в нагнетатель мелкой стружки, смеситель 12, производящий смешение воздуха и воды (сатуратор), и дозатор 13.
Сатуратор 12 состоит из корпуса 14 (фиг. 3), крана 15 для отвода воды, насыщенной воздухом, предохранительного клапана 16, крана 17 для подачи воды, барботера 18 и трубки 19 для подачи воздуха.
В свою очередь, нагнетатель алюминиевой стружки состоит из дозатора 13, включающего приемник стружки 20 (фиг. 4), имеющий в верхней части крышку 21 с шарниром 22, отводящий гибкий шланг 23. Приемник 20 расположен на поверхности, над скважиной, на стойках 24. В нижней части приемник с помощью трубы 15 сочленен с корпусом 14 сатуратора. На фигуре также показана стружка 25 и конфузор 26.
Устройство для внутрипластового горения действует следующим образом. В вертикальной скважине, самой близкой к центру горизонтальной нагнетательной скважины, вставлен на
некоторую глубину на стержне датчик температуры 7. В каждую нагнетательную скважину, как обычно, подают кислородосодержащий газ, и производят зажигание нефтепродуктов. Обычно температура при горении внутри пластового резервуара несколько превышает 300° - 400°С. При этом датчик 7 фиксирует повышение температуры. В измельчителе 9 алюминиевую стружку доводят до размеров, не превышающих величину ячеек вибрационного грохота 10. После грохота через сепаратор 11 мелкая стружка, залитая водой, поступает в дозатор 13. В сатураторе 12 смешивается воздух и вода, и по трубе 15 эта смесь воздуха и воды поступает под большим давлением в нижнюю часть дозатора 13. Давление должно быть достаточным для того, чтобы создать барботаж, поднимающий имеющиеся стружки со дна дозатора и выводящий их с потоком жидкости в конфузор 24 и затем в по шлангу 23 в зону горения. Порция смеси из дозатора подается при определенном значении показаний датчика 7 в ту же скважину, где находится датчик 7. Как известно, алюминиевая стружка самовозгорается при температурах 250° - 300°С. При горении алюминиевой стружки внутри пластового резервуара температура может повышаться до значений, превышающих 2500°С. При этом датчик температуры 7 сигнализирует о дальнейшем повышении температуры внутри пластового резервуара, что свидетельствует о возгорании стружки. Пористость пласта существенно влияет на скорость продвижения фронта горения и потребное давление для окислителя. При необходимости можно распределить высокую температуру по большему объему пласта за счет работы смесителя 12, подавая через него только воздух.
Образовавшийся в пласте водяной пар способствует выдавливанию нефтепродуктов вдоль пластового резервуара. В то же время, при такой высокой температуре, водяной пар, с наличием горящего алюминия разлагается на кислород и водород. Кислород в свою очередь вступает а реакцию с нефтяным коксом. Интенсивно горящий кокс способствует поддержанию температуры на высоком уровне. При высоких температурах продолжается возгонка кокса с выделением из него более легких фракций. В то же время водород может вступать в реакцию с углеродом кокса, образуя смесь газов, состоящих из метана, этана, пропана и т.д. При этом горящий алюминий выполняет функции катализатора. В результате высокотемпературного крегинга из кокса дополнительно выделяются высокомолекулярные жидкости (от пентанов и выше) различного состава и фазового состояния. По мере происходящих внутри пластового резервуара процессов, порция введенной в него алюминиевой стружки выгорает и температура начинает спадать. Это фиксирует датчик 7. На основе полученного ранее опыта, или по желанию оператора, или при снижении дебета нефтяных продуктов, в пласт вводят дополнительную порцию сатурированной воздухом воды с добавлением измельченной алюминиевой стружки. Повторяется описанный ранее процесс.
Легкие, газообразные фракции вместе с водородом попадают газовую эксплуатационную скважину, и выводится из нее для дальнейшей переработки.
Нагретые тяжелые углеводороды, имеющие меньшую вязкость, чем природные углеводороды под действием силы тяжести стекают вниз в горизонтальную эксплуатационную скважину и откуда выкачиваются наружу для дальнейшей переработки и использования.
Таким образом, введение в одну из вертикальных нагнетательных скважин порций сатурированной воздухом воды с добавлением измельченной алюминиевой стружки и дополнительная подача воздуха способствуют повышению температуры внутри горизонтальной нагнетательной скважины за счет горения стружки, обеспечивает повышение равномерности охвата пласта горением, снижение вязкости находящихся в пласте нефти, снижение расхода воздуха и снижение избыточного количества кокса. При этом существенно повышается продуктивность и производительность скважины, снижается поступление наружу углекислого газа, снижаются расходы на эксплуатацию. Это позволяет добывать и использовать углеводороды более эффективно и производить при этом меньшее воздействие на окружающую среду.
Claims (1)
- Устройство для внутрипластового горения, характеризующееся тем, что содержит измельчитель алюминиевой стружки, последовательно связанный с вибрационным грохотом для отделения крупных элементов стружки, сепаратор, связанный со смесителем, выполненным в виде сатуратора, соединенным с дозатором, при этом нагнетатель алюминиевой стружки состоит из дозатора, включающего приемник стружки, имеющий в верхней части крышку с шарниром и отводящий гибкий шланг, расположенный в нижней части, датчик температуры, размещенный в скважине, по показаниям которого подаются порции смеси дозатора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126217A RU2715572C2 (ru) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Устройство для внутрипластового горения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126217A RU2715572C2 (ru) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Устройство для внутрипластового горения |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017126217A RU2017126217A (ru) | 2019-01-21 |
| RU2017126217A3 RU2017126217A3 (ru) | 2019-02-20 |
| RU2715572C2 true RU2715572C2 (ru) | 2020-03-02 |
Family
ID=65037229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017126217A RU2715572C2 (ru) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Устройство для внутрипластового горения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2715572C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5456315A (en) * | 1993-05-07 | 1995-10-10 | Alberta Oil Sands Technology And Research | Horizontal well gravity drainage combustion process for oil recovery |
| RU2358099C1 (ru) * | 2008-07-16 | 2009-06-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ разработки месторождения высоковязкой нефти |
| RU2391497C1 (ru) * | 2009-06-09 | 2010-06-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ разработки месторождения высоковязкой нефти |
| RU132483U1 (ru) * | 2012-04-27 | 2013-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью " РИКойл-сервис " | Устройство для повышения нефтеотдачи нефтегазовых месторождений |
| RU2564425C2 (ru) * | 2010-06-28 | 2015-09-27 | Статойл Аса | Способ внутрипластового горения с уменьшением выбросов co2 |
-
2017
- 2017-07-21 RU RU2017126217A patent/RU2715572C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5456315A (en) * | 1993-05-07 | 1995-10-10 | Alberta Oil Sands Technology And Research | Horizontal well gravity drainage combustion process for oil recovery |
| RU2358099C1 (ru) * | 2008-07-16 | 2009-06-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ разработки месторождения высоковязкой нефти |
| RU2391497C1 (ru) * | 2009-06-09 | 2010-06-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ разработки месторождения высоковязкой нефти |
| RU2564425C2 (ru) * | 2010-06-28 | 2015-09-27 | Статойл Аса | Способ внутрипластового горения с уменьшением выбросов co2 |
| RU132483U1 (ru) * | 2012-04-27 | 2013-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью " РИКойл-сервис " | Устройство для повышения нефтеотдачи нефтегазовых месторождений |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017126217A (ru) | 2019-01-21 |
| RU2017126217A3 (ru) | 2019-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4266609A (en) | Method of extracting liquid and gaseous fuel from oil shale and tar sand | |
| CN1272523C (zh) | 处理含烃岩层的方法、生产合成气、烃类及能源的方法 | |
| US2501153A (en) | Shale oil eduction | |
| FR2593854A1 (fr) | Procede de recuperation des petroles lourds par hydrogenation in situ | |
| US9382789B2 (en) | Oil shale exploitation method | |
| US3736247A (en) | Retorting of solid carbonaceous material | |
| CN104593037B (zh) | 一种复合式煤加氢炼油反应器及炼油的方法 | |
| CN102486085B (zh) | 一种用于含碳有机质地下气化的气化剂输配系统及工艺 | |
| US9702543B2 (en) | Method for controlling combustion gas output in direct steam generation for oil recovery | |
| RU2715572C2 (ru) | Устройство для внутрипластового горения | |
| RU2657036C1 (ru) | Способ внутрипластового горения | |
| Vostrikov et al. | Brown coal gasification in combustion in supercritical water | |
| US3112255A (en) | Process for recovering hydrocarbons from solid materials | |
| US5360537A (en) | Apparatus and method for retorting oil shale and like materials | |
| US1607977A (en) | Method of recovering hydrocarbon oils from oil sands and the like | |
| NO814387L (no) | Fremgangsmaate og anordning til kontinuerlig fremstilling av brenngass fra organiske avfallsmaterialer | |
| US20100181231A1 (en) | Method and apparatus for oil recovery from tar sands | |
| US4191251A (en) | Process for recovering carbonaceous values from in situ oil shale retorting | |
| CN106010613B (zh) | 一种由小颗粒油砂热解直接获取轻质油的方法及设备 | |
| WO2014107159A1 (en) | Direct steam generator co2 removal system | |
| CN103145305A (zh) | 利用含油污泥制备合成气及合成天然气或合成汽油的工艺及焚烧装置 | |
| CN201485430U (zh) | 一种间歇式气流床煤气化装置 | |
| RU2278817C1 (ru) | Способ получения полукокса и устройство для осуществления способа | |
| RU2417307C1 (ru) | Способ создания очага горения в нефтяном пласте | |
| US685064A (en) | Process of producing lime or cement and combustible gases. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200722 |