Способ создания в нефтяном пласте очага горения
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения - удешевление процесса создания в нефтяном пласте очага горения. На поверхности готовят водные суспензии твердого топлива и скелетного никеля и последовательно закачивают их в призабойную зону нефтяного пласта при их массовом соотношении 20:1. После закачки суспензий производят нагнетание воздуха, при котором происходит высушивание и воспламенение скелетного никеля. Тепло, выделяемое при сгорании скелетного никеля, переносится нагнетаемым воздухом в слой твердого топлива и оно воспламеняется. Благодаря горению твердого топлива в призабойной зоне нефтяного пласта создается очаг горения. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУ БЛИН (Si)S Е 21 В 43/243
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1. (21) 4409067/31-03 (22) 28 ° 12.87 (46) 23.06.90, Бюл. Ф 23 (71) Казахский государственный университет им.С.М.Кирова (72) А.А.Сагиндыков, Г.И.Ксандопуло, В.А.Симонов, А.Т.Батырбаев, О.К.Серикбаев, Е.С.Шалабаев и Н.А.Абилов (53) 622.276.1 (088.8) (56).Патент США Р 3179169, кл. 166-38, 1965. (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ В НЕФТЯНОИ
ПЛАСТЕ ОЧАГА ГОРЕНИЯ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промьппленности, Цель изобретения — удешевление процесса созИзобретение относится к нефтедобывающей промьппленности и может быть использовано для создания в нефтяном пласте очага горения при разработке нефтяных залежей методом внутрипластового горения.
Цель изобретения — удешевление процесса создания в нефтяном пласте очага горения.
На чертеже показана зависимость температур в различных точках модели пласта от времени, где 1-5 - температуры, фиксируемые различными термопарами.
При последовательной закачке в призабойную зону пласта суспензий твердого топлива и скелетного никеля с *оследующнм нагнетанием воздуха происходят высушивание и воспламенение скелетного никеля, и тепло, вы„„Я0„„1573146 А1
2 дания в нефтяном пласте очага горения. На поверхности готовят водные суспензии твердого топлива и скелетного никеля и последовательно закачивают их в призабойную зону нефтяного пласта при их массовом соотношении
20:1. После закачки суспензий производят нагнетание воздуха, при котором происходит высушивание и воспламенение скелетного никеля. Тепло, выделяемое при сгорании скелетного никеля, переносится нагнетаемым воздухом в слой твердого топлива и оно воспламеняется. Благодаря горению твердого топлива в призабойной зоне нефтяного пласта создается очаг горения. 1 ил. m деляемое при этом, потоком нагнетаемого воздуха переносится в нижележащий слой твердого топлива и поджига ет его. Последовательность закачки. является обязательной: сначала водную суспензию твердого топлива, а затем водную суспензню скелетного никеля. При этом скелетный никель служит, преимущественно, воспламенителем твердого топлива. Очаг горения
s нефтяном пласте создается благодаря горению в призабойной зоне твердого топлива.
В качестве твердого топлива могут быть использованы угли различных марок, кокс. При этом наиболее целесообразно использование в качестве . твердого топлива нефтяного кокса, поскольку сжигание его на забое скважины не приводит к кольматации
1573146 призабойной зоны пласта, что связано с его низкой зольностью. Вместо нефтяного кокса могут быть использованы; ,дешевые некондиционные отходы нефте-.
5 химического производства — коксики.
Скелетный никель является широко используемым катализатором ряда химических реакций. Его изготавливают путем выщелачивания, преимущественно алюмоникелевых сплавов, и хранят под водой .
Преимущества использования скелет; ного никеля заключаются в том, что он он во влажном состоянии не является пирофорным. Водная суспензия скелетного никеля может быть закачана в призабойную зону пласта с использованием стандартного забойного оборудования. 20
При использовании лишь скелетного никеля количество тепла, выделяемого при его воспламенении, является недостаточным для создания в нефтяном пласте очага горения. Очаг горения 25 не может быть создан также с использованием одного твердого топлива, поскольку для зажигания его на забое скважины необходим внешний источник тепла.
Для создания в нефтяном пласте очага горения необходимо использование твердого топлива и скелетного никеля при их весовом соотношении, равном 20:1. Такое соотношение являет ся оптимальным, способствует созда35 . нню устойчивого очага горения при минимальных затратах. Использование большего количества скелетного никеля является экономически нецелесооб- 40 разным, поскольку стоимость скелетного никеля выше стоимости твердого топлива, например нефтяного кокса. А при уменьшении количества скелетного н" еля кол ества тепла выделяющего 45 ся при его воспламенении, может оказаться недостаточным для зажигания твердого топлива.
Приготовление водных суспензий твердого топлива и скелетного никеля позволяет произвести их закачку в призабойную зону пласта.
Осуществление последовательной закачки суспензий твердого топлива и скелетного никеля дает возможность 55 располагать в призабойной зоне плас-, ! та скелетный никель поверх твердого топлива.
Нагнетание воздуха способствует самовоспламенению скелетного никеля и переносу выделяемого при этом тепла в нижележащий слой твердого топлива, приводящего к его зажиганию и созданию в нефтяном пласте очага горения °
В озможн ость о суще ств лен ия пр едлагаемого способа подтверждена лабораторными экспериментами.
Эксперименты проводят с использованием естественного нефтенасыщенного коллектора месторождения Каражан-. бас. Характеристики нефти: плотность
943 кг/м, вязкость 1100мПа. с (293 К) .
Порода представляет собой смесь песчаников, песков и алевролитов с основным содержанием (90 мас.%) фракции 0,05-0,25 мм. Минерологический состав, мас.%: кварц 30; полевые шпаты 25; обломки пород 45.
В качестве твердого топлива используют нефтяной кокс марки КЗ О.
Скелетный никель готовят путем выщелачивания алюмоникелевого сплава, содержащего 50% никеля и 50% алюминия, и до эксперимента хранят под водой.
На чертеже приведены профили изменения температуры во времени по длине модели пласта, Для эксперимента используют трубный реактор длиной 1,3 м и внутренним диаметром 245 мм, снабженный по оси термопарным карманом длиной 1,0 м.
Реактор на длину 1, 1 м заполняют нефтяным коллектором, В углубление диаметром 50 мм и длиной 100 мм в верхней части нефтяного коллектора помещают 200 г нефтяного кокса и 10 г скелетного никеля, уложенного поверх нефтяного кокса во влажном состоянии. Далее в реактор подают воздух со скоростью 108 л/мин, Контроль за передвижением фронта горения по модели пласта осуществляют с помощью пяти стационарных термопар, помещенных в термопарный кар- . ман- в такой последовательности: 1-я термопара расположена у нижнего торца твердого топлива; термопары 2-5 расположены на расстоянии 150, 300, 450, 560 мм от 1-й термопары соответственно. Термопара 1 регистрирует температуру, развиваемую при сгорании твердого топлива,астальные термопары дают возможность следить за продвижением фронта горения в среде не1573146 6 цесса создания очага горения в нефтяном пласте.
1070
870, 670 юа
220 ptyry
180
Составитель В.Кошкин
Редактор Г.Гербер Техред lI,Õoäàíè÷
Корректор O,Kðàâöoâà
Заказ 1627 Тираж 484 Под писн ое
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул..Гагарина,101 фтяного, коллектора. Температурные значения, зарегистрированные с помощью термопар 1 — 5, представлены на чертеже, как функция времени., Обозначения кривых соответствуют расположению термопар по длине модели °
При нагнетании воздуха в реактор происходит высушивание и воспламенение скелетного никеля с выделением тепла, достаточного для зажигания нижележащего слоя твердого топлива.
Температура во фронте горения топлива, фиксированная с помощью термопары
1, составляет 1120 К. После прогорания нефтяного кокса в нефтяном кол-: лекторе образовывается стабильный фронт горения перемещающийся со скоростью 0,46 м/ч и температурой ?50 К.
Способ обеспечивает повышение безопасности работ и удешевление про5
Формула изобретения
Способ создания в нефтяном пласте очага горения, включающий закачку в призабойную зону пирофорного вещества и его сжигание с последующим нагнетанием воздуха, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью удешевления процесса создания в нефтяном пласте очага горения, перед закачкой пирофорного вещества готовят его в виде водных суспензий твердого топлива и скелетного никеля, причем твердое топливо и скелетный никель используют при их массовом соотношении
20 20: 1 и последовательно закачивают суспензии в призабойную зону пласта.
