Способ разработки месторождения газовых гидратов



Способ разработки месторождения газовых гидратов
Способ разработки месторождения газовых гидратов
Способ разработки месторождения газовых гидратов
Способ разработки месторождения газовых гидратов
Способ разработки месторождения газовых гидратов
Способ разработки месторождения газовых гидратов
Способ разработки месторождения газовых гидратов

 


Владельцы патента RU 2433255:

Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский проектно-изыскательский институт "ИнжГео" (ЗАО НИПИ "ИнжГео") (RU)

Изобретение относится к области газовой и нефтяной промышленности и, в частности, к разработке месторождений газовых гидратов. Разбуривают месторождение газовых гидратов скважинами. Создают тепловой поток. Синтезируют метанол путем окисления углеводородного газа (метана) вне зоны разложения газовых гидратов путем прямого гомогенного окисления углеводородного газа, описываемого приведенной формулой. Разделяют отводимые углеводородный газ и пластовую жидкость. При этом метанол подают в зону газовых гидратов, а газообразные продукты реакции сжигают с получением тепловой и/или электрической энергий, с помощью которых создают высоконапорный тепловой поток, подаваемый в зону газовых гидратов. Техническим результатом является повышение эффективности добычи газа из газогидратных месторождений путем повышения дебита, снижение энергетических затрат и повышение экологичности. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области газовой и нефтяной промышленности, и в частности, к разработке месторождений (залежей) газовых гидратов.

Известен термический способ разработки газогидратной залежи, включающий тепловое воздействие на продуктивный пласт путем сжигания части углеводородного сырья в месте его залегания с использованием образующихся горячих продуктов для прогрева продуктивного пласта (Е.В.Крейнин. Нетрадиционная термическая технология добычи трудноизвлекаемого углеводородного сырья. - Газовая промышленность - 2005 - №3 - с.22).

Общим признаком известного и предлагаемого способов является тепловое воздействие на продуктивный пласт газогидратной залежи.

К недостаткам известного способа необходимо отнести:

- трудноосуществимое воспламенение метана непосредственно в газогидратной среде по причине ее непроницаемости;

- высокие энергетические затраты на нагнетание окислителя для горения метана (например, для сжатия 1 кг/с воздуха от атмосферного до пластового давления 6,5÷7,0 МПа требуется 963 кВт электроэнергии).

Известен способ разработки месторождения газовых гидратов, включающий разбуривание залежи, пересекающей пласты, по крайней мере, одной многозабойной скважиной с горизонтальными стволами, формирование теплового потока в подстилающем нижележащем пласте и отбор углеводородов из вышележащего газогидратного пласта, причем формирование теплового потока осуществляют посредством инициирования внутрипластового горения и поддержание фронта горения в нижележащем пласте путем подачи окислителя через затрубное пространство между насосно-компрессорными трубами - НКТ и эксплуатационной колонной с перфорированными отверстиями на начальном участке горизонтальной секции, длину которой выбирают из условия обеспечения прогрева образованной в результате разложения газовых гидратов газоводяной смеси до температуры, предотвращающей образование газовых гидратов в процессе ее движения в интервале от кровли нижележащего пласта до устья скважины, при этом отбор углеводородов - природного газа с водой производят через многоствольные перфорированные горизонтальные ответвления (Патент RU №2306410, E21B 43/24, опубл. 20.09.2007).

Общими признаками известного и предлагаемого способов являются

- скважинное разбуривание;

- создание теплового потока;

- выделение из газогидратного пласта углеводородного газа с водой под действием теплового потока;

- отбор природного газа с водой.

Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходимо дополнительно иметь располагающиеся ниже пласта газовых гидратов, из которых производится добыча газа, подстилающие пласты углеводородов (нефти или газа), способных обеспечить внутрипластовое горение с передачей тепла в вышележащий газогидратный пласт. Месторождения с таким расположением пластов достаточно уникальны и поэтому применение рассматриваемого способа ограничено. Искусственное формирование нижерасположенного углеводородного пласта удорожает строительство скважин, усложняет технологию добычи газа, что ведет к снижению эффективности (рентабельности) добычи газа из гидратов. Кроме того, для осуществления этого способа необходимо нагнетать большое количество воздуха в пласт и затрачивать при этом большое количество электрической энергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является известный способ добычи газа из газовых гидратов (RU №2169834 C1, МПК7 E21B 43/16, E21B 43/24), включающий подвод тепла в зону разложения газовых гидратов путем проведения в зоне разложения газовых гидратов экзотермической каталитической реакции с удельным тепловыделением, превышающим теплоту диссоциации твердого газового гидрата.

При этом:

- в качестве каталитической реакции используют окисление метана в синтез-газ;

- в качестве каталитической реакции используют электрохимическое окисление метана в синтез-газ;

- в качестве каталитической реакции используют частичное окисление метана до CO2 и воды;

- в качестве каталитической реакции используют окислительную димеризацию метана;

- в качестве каталитической реакции используют окисление метана в метанол;

- выделившийся газ подвергают дополнительной химической переработке непосредственно в зоне добычи.

Тепло, выделяющееся непосредственно в зоне разложения газовых гидратов в ходе каталитической реакции, расходуется на поддержание работы реактора в автотермическом режиме, а также на разложение прилегающих газовых гидратов.

Общими признаками известного и предлагаемого способов являются

- скважинное разбуривание;

- создание теплового потока;

- окисление метана в метанол;

- контакт теплового потока, содержащего метанол, с зоной разложения газовых гидратов;

- разложение газовых гидратов под действием теплового потока;

- отвод выделившихся углеводородного газа и пластовой жидкости.

Данный способ имеет следующие недостатки.

Высокая вероятность взрывов в зоне разложения газовых гидратов при проведении экзотермических каталитических реакций окисления метана вследствие того, что смеси метана с воздухом (кислородом) чрезвычайно взрывоопасны (пределы взрываемости: нижний 5 объем. %, верхний 15 объем. %). Внутрипластовые взрывы могут привести к образованию трещин в пластах, изолирующих зону газовых гидратов, и, как следствие, к неконтролируемой разгерметизации последней и к экологической катастрофе в районе добычи газа. Для снижения взрывоопасности необходимо применение внутри скважины в экстремальных условиях сложной высокоточной техники, дозирующей количества взаимодействующих веществ, что ведет к удорожанию технологического оборудования и к снижению рентабельности добычи газа.

Применение в качестве катализаторов соединений из редкоземельных элементов типа La2Ru2 (или Ir2)O7, перовскита типа LaRhO3, содержащего редкоземельные металлы, оксидной системы типа NiO-CaO, NiO-MgO, CoO-MgO, NiO-редкоземельный оксид, Ni/Al2O3, Ni-содержащей комплексной оксидной системы, перовскита типа LaNi1-xRhxOy повышает капитальные и эксплуатационные затраты (последние необходимы при периодической замене катализаторов) на технологию добычи газа и снижает рентабельность добычи.

Высоки энергетические затраты на нагнетание окислителя метана, в частности воздуха, от атмосферного давления до давления в зоне газовых гидратов. Как указывалось выше затраты составляют порядка 963 кВт на 1 кг/с воздуха.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности добычи газа из газогидратных месторождений путем повышения дебита, снижения энергетических и капитальных затрат и повышения экологичности.

Поставленная задача достигается тем, что в способе разработки месторождения газовых гидратов, включающем его скважинное разбуривание, создание теплового потока, синтез метанола путем окисления углеводородного газа (метана), контакт теплового потока, содержащего метанол, с зоной газовых гидратов, их разложение и отбор выделившихся при этом углеводородного газа и пластовой жидкости, новым является то, что отводимые углеводородный газ и пластовую жидкость разделяют, синтез метанола проводят окислением углеводородного газа (метана) вне зоны разложения газовых гидратов путем прямого безкатализаторного гомогенного окисления углеводородного газа, описываемого формулой

,

при этом метанол подают в зону газовых гидратов, а газообразные продукты реакции сжигают с получением тепловой и/или электрической энергий, с помощью которых создают высоконапорный тепловой поток, подаваемый в зону газовых гидратов, и которые по потребности используют для технологических и/или бытовых нужд.

Кроме того, при разбуривании месторождения несколькими скважинами реакцию синтеза метанола и получение электрической энергии проводят централизованно, а тепловые потоки создают и метанол подают в зону газовых гидратов в местах скважинного разбуривания.

Кроме того, в реакции гомогенного окисления используют в качестве носителя кислорода атмосферный воздух или/и кислород после разложения воды из пластовой жидкости электрическим путем, а водород после разложения воды сжигают с получением тепловой энергии.

Кроме того, реакцию гомогенного окисления углеводородного газа проводят при давлении до 10,0 МПа и температуре до 500°C.

Кроме того, реакцию гомогенного окисления углеводородного газа проводят в несколько ступеней с охлаждением продуктов реакции перед каждой последующей ступенью до температуры начала реакции.

Кроме того, метанол подают в зону газовых гидратов в парообразном состоянии.

Кроме того, при создании теплового потока в качестве теплоносителя используют углеводородный газ, полученный после отделения жидкости.

Кроме того, при создании теплового потока в качестве теплоносителя используют смесь из углеводородного газа, полученного после отделения жидкости, и метанола или водного раствора последнего.

Кроме того, при создании теплового потока теплоноситель нагревают электроэнергией внутри скважины.

Кроме того, тепловой поток подают в зону газовых гидратов с переменными температурой, давлением и расходом.

Кроме того, тепловой поток, подают в зону газовых гидратов по длине одного или нескольких горизонтальных или наклонных стволов скважины, расположенных в зоне газовых гидратов.

Кроме того, перемещение теплоносителя и отводимых углеводородного газа и пластовой жидкости производят в противотоке по стволу скважины.

Кроме того, от пластовой жидкости отделяют метанол, который смешивают с синтезированным метанолом, подаваемым в зону газовых гидратов.

Кроме того, излишний метанол отправляют на переработку или/и на применение в качестве ингибитора при транспорте газа.

Технический прием, заключающийся в том, что создание теплового потока для подачи в зону газовых гидратов и синтез метанола, который также подают в зону газовых гидратов, осуществляют вне зоны разложения газовых гидратов, т.е. на наземной части месторождения, что позволяет безопасно и подконтрольно провести два технически и технологически сложных процесса.

Производство синтеза метанола по реакции прямого безкатализаторного гомогенного окисления углеводородного газа, описываемой формулой

,

позволяет технически и технологически просто (без капитальных и эксплуатационных затрат на катализаторы) получить метанол и тепловую энергию на автотермический режим поддержания реакции.

Сжигание газообразных продуктов, выделяющихся в процессе реакции окисления метана с получением тепловой и/или электрической энергий, позволяет с помощью последних создать высоконапорный тепловой поток, который подают в зону газовых гидратов и теплом которого разлагают гидраты. Комплексное использование метанола и высоконапорного теплового потока в зоне газовых гидратов позволяет интенсифицировать разложение газовых гидратов и, как следствие, повысить продуктивность разрабатываемого месторождения.

Использование полученных тепловой и электрической энергий для технологических и/или бытовых нужд позволяет снизить энергопотребление от специализированных энергопроизводящих предприятий и тем самым уменьшить эксплуатационные затраты.

Технический прием, заключающийся в том, что при разбуривании месторождения несколькими скважинами реакцию синтеза метанола и получение электрической энергии проводят централизованно, а тепловые потоки создают и метанол подают в зону газовых гидратов в местах скважинного разбуривания, позволяет исключить потери тепловой энергии при транспортировке теплоносителя.

Технический прием, заключающийся в том, что в реакции гомогенного окисления используют в качестве носителя кислорода атмосферный воздух, упрощает общую технологию добычи и тем самым уменьшает на нее капитальные затраты.

Технический прием, заключающийся в том, что в реакции гомогенного окисления углеводородного газа используют кислород после разложения воды из пластовой жидкости электрическим путем, позволяет исключить применение атмосферного воздуха и тем самым улучшить экологию в месте добычи.

Сжигание водорода после разложения пластовой жидкости при нагреве сжатого газа позволяет получить дополнительное количество тепла для создания теплового потока и в конечном итоге повысить производительность добычи газа.

Проведение реакции гомогенного окисления углеводородного газа при давлении до 10,0 МПа и температуре до 500°C позволяет получать максимальное количество синтезируемого метанола в одну ступень.

Проведение реакции гомогенного окисления углеводородного газа в метанол в несколько ступеней с охлаждением продуктов реакции перед каждой последующей ступенью до температуры начала реакции позволяет увеличить количество синтезируемого метанола и соответственно увеличить количество разлагаемых гидратов и добываемого газа.

Подача метанола в зону газовых гидратов в парообразном состоянии позволяет увеличить площадь контакта и интенсифицировать разложение гидратов.

Использование при создании теплового потока в качестве теплоносителя углеводородного газа, полученного после отделения пластовой жидкости, позволяет использовать его давление, уменьшить расход энергии на создание высоконапорного потока и, в конечном итоге, уменьшить эксплуатационные затраты.

Использование при создании теплового потока в качестве теплоносителя смеси из углеводородного газа, полученного после отделения пластовой жидкости, и метанола или водного раствора последнего позволяет повысить теплоемкость теплового потока и тем самым увеличить количество разлагаемых гидратов и добываемого газа.

Нагрев при создании теплового потока теплоносителя электроэнергией внутри скважины позволяет исключить потери тепла по вертикальному стволу скважины и тем самым повысить продуктивность скважины, а также исключить передачу тепла слою вечной мерзлоты на северных месторождениях и, как следствие, сохранить экологию.

Подача теплового потока в зону газовых гидратов с переменными температурой, давлением и расходом инициирует в зоне газовых гидратов термобарические волны, которые ускоряют разрушение гидратов и повышают производительность по газу.

Подача теплового потока в зону газовых гидратов по длине одного или нескольких горизонтальных или наклонных стволов скважины, расположенных в зоне газовых гидратов, позволяет сформировать на большом участке воздействующий на газовые гидраты тепловой поток, увеличить площадь их разрушения и тем самым повысить продуктивность скважины.

Перемещение теплоносителя и выводимых из зоны газовых гидратов углеводородного газа и пластовой жидкости в противотоке по стволу скважины позволяет оптимизировать количество стволов в конструкции скважины и тем самым уменьшить капитальные затраты на ее строительство.

Отделение от пластовой жидкости метанола, который смешивают с синтезированным метанолом, подаваемым в зону газовых гидратов, позволяет интенсифицировать процесс разложения газовых гидратов и повысить дебит скважины.

Отправка излишнего метанола на переработку позволяет получить из него (например, по «Мобил-процессу») горюче-смазочные материалы и, тем самым, повысить рентабельность добычи газа. Применение метанола в качестве ингибитора при транспорте газа повышает надежность последнего вследствие исключения в трубопроводах образования гидратов.

Авторам неизвестно из существующего уровня техники повышение эффективности добычи газа из газогидратных месторождений подобным образом.

На фиг.1-7 представлены схемы и чертежи, иллюстрирующие технологическую и техническую стороны реализации способа разработки месторождения газовых гидратов.

Разработка месторождения газовых гидратов по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

Месторождение разбуривают одной или несколькими скважинами, создают тепловой поток, под действием которого из зоны газовых гидратов выделяются углеводородный газ и пластовая жидкость, которые отбирают (отводят) из зоны по линии 1 (фиг.1) и разделяют в сепараторе 2 на углеводородный газ и жидкость. Углеводородный газ может частично подаваться потребителю по линии 3 в зависимости от технологических потребностей.

Углеводородный газ (метан) из линии 3 отбирают и по линии 4 подают в реакторы 5, в которых последовательно проводят его прямое гомогенное окисление в метанол. Реакцию гомогенного окисления углеводородного газа проводят при давлении до 10,0 МПа и температуре до 500°C. Далее продукты окисления из реактора 5 подают в сепаратор 6, откуда метанол насосом 7 подают по линии 8 в зону газовых гидратов. Метанол может быть подан в парообразном состоянии. Газообразные продукты реакции подают по линии 9 на сжигание в теплогенераторе 10 с получением тепловой энергии (фиг.1) или в газотурбинной электростанции 11 (на фиг.2 показано пунктиром) с получением электрической энергии и тепловой в электрическом теплогенераторе 12 (фиг.2). Сжигание возможно выполнять одновременно и в теплогенераторе 10 и в электростанции 11 (фиг.3, показано пунктиром).

Используя тепловую и электрическую энергии (фиг.3), создают из углеводородного газа, отбираемого по линии 13 и нагнетаемого по линии 14 компрессором 15 в теплогенератор 10, высоконапорный тепловой поток, который направляют по линии 16 в зону газовых гидратов. В зону газовых гидратов возможно подавать тепловой поток, состоящий из смеси газа и метанола, или водного раствора последнего.

Тепловой поток может подаваться в зону газовых гидратов с переменными температурой, давлением и расходом, инициируя в этой зоне термобарические волны, ускоряющие разрушение гидратов.

Тепловую энергию используют в технологии, например, для нагрева теплофикационной воды, поступающей в теплогенераторы 10 или 12 (фиг.1-3) по линии 17, которую используют для технологических и бытовых нужд.

Электрическую энергию расходуют для подачи метанола насосом 7 и для нагнетания газа компрессором 15 и воздуха компрессором 18.

При разбуривании месторождения несколькими скважинами 19 (фиг.4) на установке 20 комплексной подготовки газа (УКПГ) реакцию синтеза метанола и получение электрической энергии проводят централизованно, а тепловые потоки создают и метанол подают в зону газовых гидратов в местах скважинного разбуривания. Для чего к скважинам 19 по линиям 21 подают теплоноситель из сжатого газа и метанола.

В реакции гомогенного окисления используют в качестве носителя кислорода атмосферный воздух, нагнетаемый компрессором 18 по линии 22 (фиг.1-3) в реакторы 5, или/и кислород, получаемый в электролизере 23 из воды, подаваемой по линии 24.

Водород после разложения воды подают по линии 25 (фиг.1-3), смешивают с газообразными продуктами реакции и сжигают с получением тепловой энергии в теплогенераторе 10 и/или в электростанции 11.

Реакцию синтеза метанола проводят в несколько ступеней с охлаждением продуктов реакции перед каждой последующей ступенью в теплообменниках 26 до температуры начала реакции 200°C. Охлаждение осуществляют газом, подаваемым по линии 4 в реакторы 5.

Технологические установки на фиг.1-3 снабжены пусковым нагревателем 27.

Тепловой поток 28 (фиг.5), подаваемый в зону газовых гидратов 29, создают путем нагрева теплоносителя электроэнергией внутри скважины. Для чего используют электрические нагреватели 30 (фиг.5, 6).

Тепловой поток, подают в зону газовых гидратов по длине одного или нескольких горизонтальных или наклонных стволов 31 (фиг.5) скважины, расположенных в зоне газовых гидратов.

Перемещение теплоносителя по линии 21 (фиг.5) и отводимых углеводородного газа и пластовой жидкости производят в противотоке по стволу скважины 31, обсаженному перфорированной колонной 32.

В установке на фиг.7 в ректификационном колонном аппарате 33 от пластовой жидкости отделяют метанол, который подают по линии 34 и смешивают с синтезированным метанолом, подаваемым по линии 8 в пласт.

Излишний метанол отправляют по линии 35 на переработку или/и на применение в качестве ингибитора при транспорте газа.

Реализация способа иллюстрируется примерами.

ПРИМЕР 1

Способ разработки месторождения газовых гидратов включает скважинное разбуривание (фиг.5), создание теплового потока 28, под действием которого в зоне газовых гидратов 29 разлагаются гидраты с выделением флюидов - углеводородного газа и пластовой жидкости. Поток флюидов отбирают и подают по линии 1 в сепаратор 2 установки, представленной на фиг.1.

Углеводородный газ (метан), подаваемый по линии 4 (фиг.1), подвергают бескатализаторной реакции гомогенного окисления в реакторах 5 кислородом воздуха или/и кислородом после разложения воды электрическим путем. Воздух нагнетают из атмосферы компрессором 18 по линии 22 в реакторы 5. Кислород после разложения воды электрическим путем подают также по линии 22 из электролизера 23. Вода в электролизер 23 поступает по линии 24.

При запуске газ нагревают пусковым нагревателем 27 до температуры 350°C и подают в реакторы 5 по линии 36. При смешивании воздуха с нагретым углеводородным газом происходит без применения катализаторов реакция окисления последнего, описываемая формулой

.

При окислении углеводородного газа синтезируется метанол. Реакция протекает с выделением тепла. Поэтому температура в реакторе достигает 500°C. Реакцию проводят при давлениях 1,0÷10,0 МПа.

В одну ступень синтезируется не более 3% метанола, поэтому для увеличения выхода метанола реакцию проводят в несколько ступеней. На фиг.1 показана установка с 4 ступенями (реакторами). Между реакторами 5 установлены теплообменники 26, в которых производят охлаждение продуктов реакции до 200°C и нагрев углеводородного газа, подаваемого по линиям 37, до температуры 350°C. Нагретый таким образом газ подают по линии 38 в реакторы 5, а пусковой нагреватель 27 отключают. Реакция проходит в самоподдерживающемся режиме. Количество синтезируемого метанола в четыре ступени составляет L≈0,9×4×Li (здесь 0,9 - коэффициент неполноты прохождения реакции на последующих ступенях, 4 - число ступеней, Li - количество синтезируемого метанола на первой ступени).

Удельные количества веществ на 1 кг синтезируемого 95%-ного метанола и расходы энергии для 4-ступенчатого проведения реакции представлены ниже:

- количество углеводородного газа - 8,28 кг;

- количество воздуха - 7,772 кг;

- количество прореагировавшего углеводородного газа - 2,176 кг;

- количество отходящих газов - 16,6 нм3;

- теплотворная способность отходящих газов - 22,66 МДж/нм3;

- количество тепла, требуемое для поддержания реакции, (рекуперативное тепло) - 5,4 МДж;

- количество энергии, требуемое для сжатия воздуха, от атмосферного давления до 1,0 МПа - 400 кДж.

Синтезированный метанол из сепаратора 6 подают компрессором 7 в зону газовых гидратов под давлением, превышающим пластовое давление на 0,5 МПа. При этом метанол нагревают до парообразного состояния в нагревателе 10.

В нагревателе 10 сжигают отходящие газы и водород, подаваемый по линии 25 от электролизера 23. Количество тепла от сжигания газов равно 366 МДж. Количество тепла, передаваемого газу, из которого создают тепловой поток, составляет 220 МДж. Остальное тепло идет на технологические нужды, а также составляет потери.

В пласте от действия 1 кг парообразного метанола и тепла теплового потока разлагается порядка 0,647 м3 гидратов и при этом выделяется 110 м3 углеводородного газа.

При производительности установки 0,1 кг/с по метанолу добывается 40 тыс. м3 в час или 350 млн. м3 газа в год.

ПРИМЕР 2

В установке, представленной на фиг.2, газообразные продукты реакции и водород после разложения воды в электролизере 23 подают соответственно по линии 9 и линии 25 на сжигание в газотурбинной электростанции 11 с получением электрической энергии и тепловой энергии в электрическом теплогенераторе 12.

Количество электрической энергии, выработанной газотурбинной электростанцией 11 с к.п.д. 0,35 от сжигания отходящих газов (реакция на 1 кг метанола), составляет 126 МДж. Из них 400 кДж идет на сжатие воздуха; 200 кДж - на сжатие газа, из которого создают тепловой поток, 20 кДж - на нагнетание метанола, 2000 кДж - на технологические нужды, остальная энергия расходуется на нагрев теплового потока, под действием которого в зоне газовых гидратов разлагаются последние и выделяется 60 м3 газа.

При производительности установки 0,1 кг/с по метанолу добывается 189,2 млн. м3 газа в год.

ПРИМЕР 3

В установке, представленной на фиг.3, вырабатывается метанол. При выработке 1 кг метанола от сжигания отходящих реакционных газов в газотурбинной электростанции 11 вырабатывается порядка 2 МДж электрической энергии, а в теплогенераторе 10 - 217 МДж тепловой энергии. Электрическая энергия идет на технологические нужды, в том числе и на сжатие и перемещение воздуха и теплового потока. Тепловая энергия полностью передается тепловому потоку и расходуется на разложение гидратов. При этом добывается из них 108,5 м3 газа.

При производительности установки 0,1 кг/с по метанолу добывается 340 млн. м3 газа в год.

ПРИМЕР 4

При разбуривании месторождения несколькими скважинами (фиг.4) реакцию синтеза метанола в количестве 2 кг/с и выработку электрической энергии в количестве 252 МВт проводят централизованно на УКПГ 20. На технологические нужды идет 10 МВт электрической энергии. Остальная электрическая энергия затрачивается на нагрев в скважинах гидратов (фиг.5). При этом добывается 3,7 млрд. м3 газа в год.

ПРИМЕР 5

В установке, представленной на фиг.7, в ректификационном колонном аппарате 33 от пластовой жидкости отделяют метанол. В колонном аппарате 33 получают 92-95% раствор метанола, в котором содержится 5-8% воды. Этот раствор подают по линии 34 и смешивают с синтезированным метанолом, подаваемым по линии 8 в пласт. После их испарения в нагревателе 10 эту смесь подают в зону газовых гидратов. Углеводородный газ, нагнетаемый по линии 14, после нагрева в нагревателе 10 подают по линии 16 в зону газовых гидратов. Подача газообразной смеси воды и метанола, а также углеводородного газа может осуществляться раздельно или совместно.

Тепловой поток из водного раствора метанола и углеводородного газа подается в зону газовых гидратов с переменной температурой от 50 до 300°C и давлением от величины, превышающей на 0,5 МПа давление в зоне газовых гидратов, до величины 10,0-15,МПа и расходом от 100% (номинал) до 10% от номинала.

Тепловой поток подают в зону газовых гидратов до длине одного или нескольких горизонтальных или наклонных стволов 31 (фиг.5) скважины, расположенных в зоне газовых гидратов 28. Перемещение теплоносителя по линии 21 (фиг.5) и отводимых углеводородного газа и пластовой жидкости производят в противотоке по стволу скважины 31, обсаженному перфорированной колонной 32.

При производительности установки 1 кг/с по метанолу и его 30% потерях в пласте за сутки накапливается 73 м3 метанола, который нагнетают в пласт. При этом за счет циркулирующего метанола добывается 467200 нм3 газа.

От действия переменных термических и барических нагрузок на зону газовых гидратов дополнительно добывается 20-27% газа из гидратов.

Помимо этого далее накапливаемый метанол в количестве порядка 70 м3/сутки отправляют по линии 35 на переработку. Из 1000 кг метанола на цеолитсодержащих катализаторах получают бензин в количестве 300 кг с октановым числом 96,8 (по исследовательскому методу).

1. Способ разработки месторождения газовых гидратов, включающий его скважинное разбуривание, создание теплового потока, синтез метанола путем окисления углеводородного газа (метана), контакт теплового потока, содержащего метанол, с зоной газовых гидратов, их разложение и отбор выделившихся при этом углеводородного газа и пластовой жидкости, отличающийся тем, что отводимые углеводородный газ и пластовую жидкость разделяют, синтез метанола проводят окислением углеводородного газа (метана) вне зоны разложения газовых гидратов путем прямого гомогенного окисления углеводородного газа, описываемого формулой
,
при этом метанол подают в зону газовых гидратов, а газообразные продукты реакции сжигают с получением тепловой и/или электрической энергий, с помощью которых создают высоконапорный тепловой поток, подаваемый в зону газовых гидратов, и которые по потребности используют для технологических и/или бытовых нужд.

2. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что при разбуривании месторождения несколькими скважинами реакцию синтеза метанола и получение электрической энергии проводят централизовано, а тепловые потоки создают и метанол подают в зону газовых гидратов в местах скважинного разбуривания.

3. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что в реакции гомогенного окисления используют в качестве носителя кислорода атмосферный воздух или/и кислород после разложения воды из пластовой жидкости электрическим путем, а водород после разложения воды сжигают с получением тепловой и/или электрической энергии.

4. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что реакцию гомогенного окисления углеводородного газа проводят при давлении до 10,0 МПа и температуре до 500°С.

5. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что реакцию гомогенного окисления углеводородного газа проводят в несколько ступеней с охлаждением продуктов реакции перед каждой последующей ступенью до температуры начала реакции.

6. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что метанол подают в зону газовых гидратов в парообразном состоянии.

7. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что при создании теплового потока в качестве теплоносителя используют углеводородный газ, полученный после отделения жидкости.

8. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что при создании теплового потока в качестве теплоносителя используют смесь из углеводородного газа, полученного после отделения жидкости, и метанола или водного раствора последнего.

9. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что при создании теплового потока теплоноситель нагревают электроэнергией внутри скважины.

10. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что тепловой поток подают в зону газовых гидратов с переменными температурой, давлением и расходом.

11. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что тепловой поток подают в зону газовых гидратов по длине одного или нескольких горизонтальных или наклонных стволов скважины, расположенных в зоне газовых гидратов.

12. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что перемещение теплоносителя и отводимых углеводородного газа и пластовой жидкости производят в противотоке по стволу скважины.

13. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что от пластовой жидкости отделяют метанол, который смешивают с синтезированным метанолом, подаваемым в зону газовых гидратов.

14. Способ разработки месторождения газовых гидратов по п.1, отличающийся тем, что излишний метанол отправляют на переработку или/и на применение в качестве ингибитора при транспорте газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области разработки нефтяного месторождения, а именно к способам разработки месторождений вязкой нефти или битума при одновременно-раздельной эксплуатации добывающих и нагнетательных горизонтальных стволов скважин при паротепловом воздействии на пласт через нагнетательные горизонтальные стволы.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке тяжелой нефти или битума, обеспечивает сокращение финансовых и материальных затрат на осуществление способа с возможностью термогазохимического воздействия на нефтяной пласт в интервале горизонтального участка.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке месторождения высоковязкой и битумной нефти с использованием двухустьевых горизонтальных скважин.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам разработки залежей высоковязких нефтей и битумов с применением горизонтальной добывающей и горизонтально-наклонной нагнетательной скважин при тепловом воздействии на пласт.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке нефтяных месторождений, а именно отложений высоковязких нефтей и битумов с применением тепла в комплексе с наклонно-горизонтальными скважинами.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и применяется при разработке месторождения высоковязкой нефти. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и применяется при разработке месторождения высоковязкой и битумной нефти. .

Изобретение относится к созданию переменного (осциллирующего) потока текучей среды в скважине. .

Изобретение относится к устройству для добычи углеводородсодержащей субстанции в местах естественного залегания путем снижения ее вязкости. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежи высоковязкой нефти. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке месторождения высоковязкой нефти

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам добычи нефти при тепловом воздействии на пласт

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежи высоковязкой нефти или битумов

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений, в частности к способам теплового воздействия на залежь, содержащую высоковязкую нефть

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам разработки залежей высоковязких нефтей и битумов с горизонтальной добывающей и вертикальными нагнетательными скважинами при тепловом воздействии на пласт

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений, в частности к способам теплового воздействия на залежь, содержащую высоковязкую нефть

Изобретение относится к области разработки нефтяных месторождений с применением тепла, в частности к разработке месторождений высоковязких нефтей, сложенных слабосцементированными нефтесодержащими породами
Наверх