Способ разработки залежи высоковязкой нефти или битума

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение конической нефтеотдачи и снижение расхода воздуха в процессе горения. В пласт закачивают воздух. Инициируют сухое внутрипластовое горение с последующей закачкой воздуха и воды и влажное внутрипластовое горение. В закачиваемую воду вводят реагент, при термолизе которого на фронте горения образуются нерастворимый осадок и кислород. В качестве реагента используют перманганат калия в количестве 55 - 60 г/л воды или нитрат кальция в количестве 1000 - 1100 г/л воды. Кислород, выделяющийся при термолизе, интенсифицирует процесс горения. Выбор химреагентов зависит от температуры на фронте горения, зависящей в основном от концентрации топлива в 1 m³ породы и физико-химических свойств нефти и породы. 1 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к тепловому методу повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи путем влажного внутрипластового горения (ВВГ). Целью изобретения является повышение конической нефтеотдачи пласта и снижение расхода воздуха при внутрипластовом горении. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Выбор минимальной концентрации реагентов производится, исходя из условия получения максимального количества кислорода при их разложении, а верхний предел концентрации - исходя из условия предотвращения выпадания кристаллов солей при закачке их растворов в пласт. При температуре, достигаемой на фронте горения 350-600^оС, происходят разложение перманганата калия или нитрата кальция в пласте с образованием нерастворимого осадка из окиси марганца или кальция в виде тонкодисперсной фазы и выделение кислорода. Нерастворимый осадок частично закупоривает поры выжженной зоны, и закачиваемая непрерывно смесь воздуха и водного раствора химреагента начинает проникать в поры, занятые нефтью, что приводит к повышению охвата пласта процессом горения. Кислород, выделившийся при термолизе, интенсифицирует процесс горения. Все это в конечном счете приводит к сокращению расхода воздуха и повышению нефтеотдачи пласта. Выбор химреагентов зависит от температуры на фронте горения, зависящей в основном от концентрации топлива в 1м³ породы и физико-химических свойств нефти (битума) и породы. Так, если пласт насыщен легкими нефтями, то температура на фронте горения ниже и, следовательно, целесообразно применять раствор перманганата калия, имеющего температуру разложения около 200^оС. При наличии тяжелых нефтей и битумов рекомендуется применение раствора нитрата кальция с температурой разложения 561^оС. Способ осуществляют следующим образом. В зажигательную скважину с помощью электронагревателя вводят тепло в количестве 6,18 млн. кДж на 1 м эффективной толщины пласта до достижения 280^оС. Затем в течение 4-5 мес. стабилизируют очаг горения закачкой воздуха в объеме 2000-2500 м³/сут. на 1 м толщины пласта. Контроль за процессом проводят по данным анализа газов горения, отбираемых из добывающих скважин. После стабилизации процесса горения переходят на режим влажного горения; в течение 3 сут. закачивают воздух и 0,5 сут. - водный раствор перманганата калия или нитрата кальция. Для приготовления раствора перманганата калия концентрацией 55-60 г/л, нитрата кальция концентрацией 1000-1100 г/л используют емкость объемом 16 м³ и с помощью внутренней циркуляции насосом добиваются полного растворения химреагентов. Закачку раствора в пласт производят с помощью плунжерного насоса типа УНГ 200/300, входящего в комплект ОВГ-3М, при водовоздушном отношении 0,003 (на 1000 м³ воздуха закачивают 3 м³раствора с 165 кг перманганата калия или 3000 кг нитрата кальция). При термолизе растворов этих химреагентов на фронте горения выделяется 13,2 и 403,2 м³ кислорода, что обеспечивает относительное обогащение им воздуха на 6,4 и 193,8% , а осадок в виде окиси марганца или кальция составляет 45,4 или 1024,5 кг. Эффективность способа проверяют в лабораторных условиях сравнением данных трех опытов: влажного внутрипластового горения с применением технической воды (по прототипу) и с применением водных растворов перманганата калия концентрацией 55 г/л и нитрата кальция концентрацией 1000 г/л. Моделью пласта является труба сечением 19,6 см² и длиной 142 см, снабженная 12-ю термопарами. Трубу набивают кварцевым песком и по результатам продувки воздухом определяют ее проницаемость (2,81 мкм²), а после насыщения пластовой водой - пористость (0,32). Для снижения тепловых потерь во время опытов модель пласта помещают в кожух, заполненный теплоизолирующим материалом - вермикулитом. Воздух для поддержания горения подают из баллона высокого давления через редуктор, а его расход измеряют на выходе из модели пласта газовым счетчиком. Здесь же имеется штуцер для отбора проб газообразной продукции и анализа их на хроматографе ЛХМ-8МД для определения в них N₂, O₂, CO₂, CO и углеводородов. Создание фронта горения производится нагревом электрической спиралью начального участка модели до 400^оС при расходе воздуха в пределах 2,5-3,0 л/мин. Через каждые 10 мин фиксируют расход воздуха и давление газа на входе и выходе модели, а через 30 мин отбирают пробу газа для анализа. Расход топлива для поддержания горения единицы объема пористой среды рассчитывают по данным состава газообразных продуктов горения по стехиометрическим соотношениям между элементами топлива (углерод m_C, водород m) и кислородом воздуха m_c= 0,536(V+V_CO) - для углерода; m= 0,179(V-V-V- V_CO) - для водорода, где V, V_CO - количество добытого углекислого и угарного газов, г; V, V - количество нагнетаемого и полученного кислорода воздуха, г. Коэффициент использования кислорода закачанного воздуха определяют по формулe K = . Коэффициент конечной нефтеотдачи определяют по формуле α = , где V - добытое количество нефти к концу опыта, см³; V - начальный объем пор модели пласта, см³. В опытах связанная вода не моделируется и для насыщения модели используется дегазированная нефть скв.17846 залежи N 24 Ромашкинского месторождения, имеющая вязкость 52,4 мПа˙с при 20^оС и плотность 0,894 г/см. Основные результаты опытов приведены в таблице. Из данных таблицы видно, что применение водного растворов перманганата калия и нитрата кальция снижает расход воздуха на выжигание 1 м³ породы благодаря усилению окислительных процессов и увеличивает конечный коэффициент нефтеотдачи на 2,1 и 3,0% в результате более равномерного продвижения фронта горения вследствие частичного закупоривания пор в выжженной зоне.

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ ИЛИ БИТУМА, включающий закачку в пласт воздуха, инициирование сухого внутрипластового горения с последующей закачкой воздуха и воды, инициирование влажного внутрипластового горения, отбор высоковязкой нефти или битума из пласта, отличающийся тем, что, с целью повышения конечной нефтеотдачи и снижения расхода воздуха в процессе горения, в закачиваемую воду вводят реагент, при термолизе которого на фронте горения образуются нерастворимый осадок и кислород, в качестве реагента используют перманганат калия в количестве 55-60 г/л воды или нитрат кальция в количестве 1000 - 1100 г/л воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---