Способ и устройство для транспортировки "in-situ" битума или особо тяжелой фракции нефти

Авторы патента:


Способ и устройство для транспортировки in-situ битума или особо тяжелой фракции нефти
Способ и устройство для транспортировки in-situ битума или особо тяжелой фракции нефти
Способ и устройство для транспортировки in-situ битума или особо тяжелой фракции нефти
Способ и устройство для транспортировки in-situ битума или особо тяжелой фракции нефти

 


Владельцы патента RU 2505669:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Группа изобретений относится к транспортировке «in-situ» битума или особо тяжелой фракции нефти из подземных резервуаров - месторождений нефтеносного песка и горючих сланцев. Обеспечивает повышение эффективности изобретений. Сущность изобретений: подземный резервуар нагружают тепловой энергией для снижения вязкости битума или особо тяжелой фракции нефти. Для этого предусмотрено по меньшей мере одно электрическое/электромагнитное нагревание, а также предусмотрена транспортирующая труба для отвода сжиженного битума или особо тяжелой фракции нефти. На заданной глубине резервуара проведены по меньшей мере два линейно протяженных проводника по меньшей мере на участках параллельно в горизонтальной ориентации. При этом концы проводников внутри или вне резервуара электропроводно соединены и совместно образуют проводящий шлейф, а также вне резервуара подключены к внешнему генератору переменного тока для выработки электрической мощности. Согласно изобретению параметры, важные для электрического/электромагнитного нагревания резервуара, являются переменными по времени и/или по месту и их изменяют извне резервуара для оптимизации объемного расхода при транспортировке битума или особо тяжелой фракции нефти. При этом передают электрическую мощность от генератора, по меньшей мере одного, последовательно во времени на соседние и обратные индукторы таким образом, что исключают взаимное ослабление полей при индуктивном нагревании подземного резервуара, или передают электрическую мощность на упомянутые индукторы одновременно, но с различными частотами, с разной силой тока и сдвигом фазы на 180° между соседними индукторами. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Группа изобретений относится к способу транспортировки «in-situ» битума или особо тяжелой фракции нефти из месторождений нефтеносного песка как резервуара согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения. Наряду с этим изобретение относится к соответствующему устройству для осуществления способа.

Для транспортировки особо тяжелых фракций нефти или битумов из месторождений нефтеносного песка или месторождений горючего сланца посредством систем трубопроводов, которые возводятся посредством скважин, текучесть имеющихся в твердой консистенции исходных материалов должна быть значительно повышена. Это может быть достигнуто посредством повышения температуры месторождения в резервуаре.

Если для этого применяется индуктивный нагрев исключительно или для поддержки обычного способа SAGD (поддерживаемый паром гравитационный дренаж), то возникает проблема, состоящая в том, что на соседние, одновременно обтекаемые током индукторы может оказываться негативное воздействие в противоположном направлении. Таким образом, соседние, одновременно обтекаемые током индукторы ослабляются в отношении подаваемой в резервуар мощности нагрева.

В более ранних неопубликованных немецких патентных заявках AZ 10 2007 0082926, AZ 10 2007 0368323, а также AZ 10 2007 0406055 отдельные пары индукторов, то есть прямой и обратный проводники, в заданной геометрической конфигурации обтекаются током, чтобы нагревать резервуар индуктивным способом. При этом сила тока используется для установления желательной мощности нагрева, в то время как фазовое положение 180о постоянно устанавливается между соседними индукторами. Это противофазное обтекание током получается вынужденным образом из работы пары индукторов с прямым и обратным проводниками к генератору. В параллельной патентной заявке того же заявителя под названием «Установка для добычи «in-situ» углеродсодержащего вещества», в числе прочего, описано управление распределением мощности нагрева в случае решетки индукторов, причем это достигается за счет возможности регулировки амплитуд и фазового положения соседних пар индукторов. Все поданные до сих пор заявки на выдачу патента исходят из того, что обтекание током в течение больших промежутков времени от дней до месяцев испытывает лишь незначительные настройки и имеет место постоянное сопоставление генератора паре индукторов.

Исходя из этого, задачей изобретения является предложить подходящие способы и создать соответствующие устройства, которые служат повышению эффективности при добыче из резервуаров с запасами нефтеносного песка и горючих сланцев.

Указанная задача в способах вышеназванного типа решается признаками пункта 1 формулы изобретения. Соответствующее устройство приведено в пункте 13 формулы изобретения. Варианты осуществления способа и соответствующего устройства приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предметом изобретения является то, чтобы при электрическом нагреве резервуара существенные для этого параметры необходимых электрических генераторов мощности выполнить переменными по времени и/или по местоположению, и предусмотреть возможность изменять эти параметры извне резервуара для оптимизации объемного расхода во время транспортировки битумов или особо тяжелых фракций нефти. Для этого создаются широкие возможности управления для обтекания (запитки) током индукторов, причем, в особенности, также локально определяемые температуры могут использоваться в качестве параметров регулирования. Для этого температуры в резервуаре могут измеряться локально распределенным образом, например, у отдельных индукторов, но при необходимости также вне резервуара, в именно, в так называемых покрывающих слоях, то есть в областях породы выше резервуара или в нижних слоях, то есть в областях породы под резервуаром.

В отдельности изобретение включает в себя различные комбинационные возможности из отдельных индукторов и сопоставляемых с ними генераторов. В частности, возможны следующие мероприятия:

1. В соответствии с изобретением предложено проводить запитку током соседних индукторов во времени последовательно и предпочтительно применять пространственно далеко разнесенные прямой и обратный проводники. Далее ниже для примера показано последовательное во времени переключение четырех пар индукторов. При этом индукторы, которые служат в качестве прямых и обратных проводников, могут выбираться посредством отдельных переключателей.

2. Запитка током пар индукторов может осуществляться, например, в одинаковые временные интервалы. При этом, ввиду высокой теплоемкости резервуара, могут выбираться большие временные интервалы в диапазоне часов или суток, если термическая нагрузочная способность индукторов не превышается.

3. Временные интервалы запитки током могут выбираться различными для отдельных пар индукторов и изменяться на разных фазах эксплуатации резервуара.

4. Комбинация прямого и обратного проводников для образования пары индукторов может изменяться на разных фазах эксплуатации резервуара.

5. Для регулирования временных интервалов, а также для комбинирования индукторов в пары прямого и обратного проводников может привлекаться температура индукторов или окружающего их резервуара. Так термически незначительно нагруженные индукторы могут предпочтительно запитываться током, или области резервуара с более низкой температурой могут предпочтительно нагреваться.

6. Образование пар индукторов может использоваться для воздействия на составляющие мощности нагрева в покрывающих слоях, резервуаре и нижних слоях. В течение различных временных фаз эксплуатации резервуара может выполняться переключение между обоими типами запитки током - последовательной во времени или одновременной запитки током с несколькими генераторами.

7. Может осуществляться пространственно близко расположенное направление проводки через покрывающие слои к стороне генератора и/или соединения, чтобы избежать нежелательного нагрева покрывающих слоев или снизить его.

8. Вместо переключателей на прямых и обратных проводниках могут применяться несколько постоянным образом соединенных генераторов, которые могут работать последовательно во времени или одновременно с одинаковыми или разными частотами.

9. При запитке током соседних индукторов с различными частотами не возникают никакие эффекты компенсации, и общая мощность (и ее распределение) получается из суммы мощностей нагрева (или их распределений) отдельных индукторов.

10. Эффективное сопротивление, которое представляет резервуар в качестве вторичной обмотки, для далеко разнесенных прямого и обратного проводников намного выше, чем в случае рядом расположенных проводников, за счет чего при сравнительно низких токах в индукторе (первичной обмотке) в резервуар могут вводиться высокие мощности нагрева.

11. При работе генераторов с различными частотами выгодным образом предотвращается индуктивная связь генераторов на основной и высших гармониках, которая иначе могла бы привести к неисправностям или высоким нагрузкам генераторов.

12. Емкостным образом скомпенсированные индукторы в принципе могут быть изготовлены с настройкой на любую рабочую частоту. Если генераторы могут формировать малую часть создаваемой в целом реактивной мощности или их компенсация посредством емкостных или индуктивных соединений может осуществляться непосредственно в генераторе, могут применяться единые выполнения индукторов, которые настроены на среднюю рабочую частоту. С помощью этих внешних компенсационных схем в остальном одинаковые индукторы могут работать при незначительно отличающихся частотах, что является достаточным, чтобы избегать эффектов компенсации.

Изобретение основывается на знании, полученном при глубоких исследованиях, что с помощью вышеизложенных мер реализуются существенные преимущества по сравнению с уровнем техники. Ими являются следующие:

1: Действительное сопротивление индуктивного нагрева резервуара существенно увеличивается, например, в 4 раза. Это означает, что при одинаковой амплитуде тока в индукторах мощность нагрева в резервуаре может иметь в 4 раза более высокое значение по отношению к одновременной запитке током.

В рамках изобретения одновременно проводились вычисления на модели: по методу «конечных элементов» (FEM) исходили из такой модели, которая содержит непосредственно одну пару индукторов, причем четыре такие участка размещены рядом друг с другом, и по одному другому участку без индукторов образуют левый и правый краевой диапазон.

Совместно получается предпочтительным образом 2d-FEM-модель с восемью отдельными индукторами, которые, например, образуют четыре отдельные пары индукторов (1/5), (2/6), (3/7) и (4/8), а также соответствующие краевые области. Эта 2d-FEM-модель может применяться для исследования распределения мощности нагрева при различных запитках током.

Путем вычисления получается затем соответствующее распределение мощности нагрева, если первый индуктор служит как прямой проводник и по возможности далеко разнесенный индуктор служит как обратный проводник. Общая мощность нагрева составляет Р1 в Вт/м при продолжительной запитке индукторов током заданной амплитуды I1 при заданной частоте F1. Предпочтительным образом при этом исходят из частоты 10 кГц, причем принципиально пригодны частоты от 1 до 500 кГц.

При одновременном обтекании током всех индукторов с одинаковой амплитудой I1 при одинаковой частоте F1 получается другое распределение мощности нагрева. При этом токи соседних индукторов имеют, соответственно, сдвиг фазы 180о. Но полная мощность нагрева составляет при этом вновь примерно Р1 в Вт/м.

2: Если в приведенном в (1) примере запитываются током, например, четыре отдельные пары индукторов (1/5), (2/6), (3/7) и (4/8), соответственно, в течение четверти (25%) времени, то для этого требуется только один генератор (преобразователь переменного тока), который может поставлять ток с указанной амплитудой тока (1350 А) с 4-кратной действительной мощностью, но при этом не повышается потребная реактивная мощность. Тем самым в среднем по времени одинаковая мощность нагрева вводилась бы в резервуар, как при одновременной запитке током согласно пункту 1. Это означает, что вместо четырех генераторов, которые должны предоставлять по ¼ желательной мощности нагрева в качестве действительной мощности и дополнительно реактивную мощность, зависимую от индуктора, требуется только один генератор с 4-кратной действительной мощностью, не требуя повышения потребной реактивной мощности.

3: Теперь может достигаться регулирование распределения мощности нагрева согласно соответствующим требованиям. Так, например, можно компенсировать неоднородности в температурном распределении ввиду неравномерного нагрева из-за инжекции пара в границах.

4: Как по пункту (3), для этого может осуществляться регулирование распределения мощности нагрева.

5: Временные вариации запитки током в комбинации со свободным выбором прямых и обратных проводников могут предпочтительно использоваться для того, чтобы защитить индукторы от слишком высоких температур, ввиду их омических потерь, которые имеют место дополнительно к внешнему нагреву, в резервуаре.

6: На составляющие мощности нагрева в покрывающих слоях, резервуаре и нижних слоях может оказываться влияние через запитку током индукторов в границах, что будет дополнительно описано ниже.

7: С помощью последних названных мер минимизируются потери в покрывающих слоях. Совместная проводка всех линий через покрывающие слои обеспечивает возможность свободного группирования прямых и обратных проводников с преимуществами по пунктам 3-6.

8: Предпочтительным образом теперь возможна простая смена типов запитки током.

9: Альтернативным образом предлагается запитывать током соседние индукторы одновременно, но с различными частотами. Например, возможно соединение четырех пар индукторов с четырьмя генераторами различных частот.

10: Каждый генератор питает пару прямого и обратного проводников индукторов, причем отдельные проводники пространственно по возможности удалены друг от друга.

11: Частоты используемых генераторов при последнем способе действия не должны быть целым кратным друг друга.

12: Частоты используемых генераторов могут быть почти равными, например, отличаться друг от друга менее чем на 5%.

Другие особенности и преимущества изобретения следуют из последующего описания чертежей и примеров выполнения со ссылками на чертежи, в связи с пунктами формулы изобретения.

На чертежах показано следующее:

Фиг.1 - сечение через резервуар нефтеносного песка с повторяющимися блоками в виде резервуара и соответствующей горизонтально проходящей в резервуаре электрической структурой проводников,

Фиг.2 - схема соединения четырех пар индукторов с последовательной во времени запиткой током,

Фиг.3 - схема соединения четырех пар индукторов с одновременной запиткой током с отдельными генераторами, которые могут иметь различные частоты, причем соответствующие прямой и обратный проводники пространственно далеко разнесены друг от друга, и

Фиг.4 - схема соединения четырех пар индукторов с отдельными генераторами различных частот, причем соответствующие прямой и обратный проводники расположены рядом друг с другом.

В то время как фиг.1 показывает пространственное представление как линейно повторяющуюся конфигурацию (массив), фиг.2-4 изображают соответствующие виды в плане, то есть горизонтальные сечения в плоскости индукторов при наблюдении сверху, причем покрывающие породы (покрывающие слои) расположены по обе стороны напротив. Одинаковые элементы на чертежах имеют одинаковые ссылочные позиции. Чертежи далее описываются частично совместно.

Для транспортировки особо тяжелых фракций нефти или битумов из месторождений нефтеносного песка или месторождений горючего сланца посредством систем трубопроводов, которые возводятся посредством скважин, текучесть битумов, подобных твердому веществу или вязких особо тяжелых фракций нефти, должна быть значительно повышена. Это может быть достигнуто посредством повышения температуры месторождения (резервуара), что вызывает понижение вязкости битумов или особо тяжелых фракций нефти.

Более ранние патентные заявки заявителя были направлены преимущественно на то, чтобы применять индуктивный нагрев для поддержки обычного SAGD-способа. При этом прямой и обратный проводники индукторных линий, которые совместно образуют индукционный шлейф, предпочтительно размещены на большом расстоянии порядка 50-150 м. Взаимное ослабление противоположно обтекаемых током прямого и обратного проводников является незначительным и может допускаться.

Преимущественно рассматриваются так называемые EMGD-способы, в которых индуктивный нагрев должен использоваться как единственный способ нагрева резервуара, без ввода горячего пара, что, в числе прочего, имеет преимущество пониженного или практически отсутствующего расхода воды.

При одном только индуктивном нагреве индукторы должны размещаться ближе к продуктопроводу для битумов, чтобы обеспечить возможность своевременного начала добычи при одновременном пониженном давлении в резервуаре. Тем самым прямой и обратный проводники также придвинуты ближе друг к другу. Это несет собой проблему, заключающуюся в том, что взаимное ослабление поля противоположно запитываемых током прямого и обратного проводников является значительным и ведет к сниженной мощности нагрева. Это может, в принципе, компенсироваться посредством более высоких индукторных токов, за счет чего, однако, требования к токонесущей способности проводников и, тем самым, затраты на их изготовление заметно повысились бы.

Является возможным пространственно близко расположенные соседние проводники запитывать током во времени последовательно, то есть не одновременно, за счет чего проблема ослабления поля не возникает. При этом предпочтительным является то, что генератор (преобразователь переменного тока) может быть использован для нескольких проводящих шлейфов. Но при этом недостатком является то, что индукторы запитываются током только в течение доли времени и только тогда способствуют нагреву резервуара. Это поясняется ниже со ссылками на фиг.2-4.

На фиг.1 представлено устройство для индуктивного нагрева. Оно может быть образовано посредством длинного, то есть длиной от нескольких 100 м до 1,5 км, проложенного в резервуаре проводящего шлейфа 10-20, причем прямой проводник 10 и обратный проводник 20 проведены рядом друг с другом, то есть на одинаковой глубине, на заданном расстоянии и на конце с помощью элемента 15 соединены друг с другом как проводящий шлейф внутри или вне резервуара 100. Вначале проводники 10 и 20 вертикально или под заданным углом в скважинах проводятся вниз через покрывающие породы (покрывающие слои) и запитываются электрической мощностью от высокочастотного генератора 60, который может быть размещен во внешнем корпусе.

В частности, проводники 10 и 20 проходят на одинаковой глубине либо рядом друг с другом, либо один над другим. При этом целесообразным может являться сдвиг проводников. Типичные расстояния между прямым и обратным проводниками 10, 20 составляют от 30 до 60 м при внешнем диаметре проводника от 10 до 50 см (0,1-0,5 м).

Электрический двойной проводник 10, 20 на фиг.1 с вышеназванными типовыми размерами имеет индуктивность на единицу длины линии от 1,0 до 2,7 мкГн/м. Поперечная емкость на единицу длины при названных размерах составляет от 10 до 100 пФ/м, так что емкостными поперечными токами сначала можно пренебречь. При этом волновых эффектов следует избегать. Волновая скорость определяется емкостью и индуктивностью на единицу длины конфигурации проводников.

Характеристическая частота конфигурации индукторов по фиг.1 обусловлена длиной шлейфа и скоростью распространения волн вдоль конфигурации двойной линии 10, 20. Поэтому длину шлейфа следует выбирать настолько короткой, чтобы здесь не возникали мешающие волновые эффекты.

На фиг.2 показано, каким образом могут быть соединены четыре пары индукторов с последовательной во времени запиткой током. При этом ссылочной позицией 60 вновь обозначен высокочастотный генератор мощности, выходы которого подаются на переключающие блоки 61, 61'. Переключающие блоки 61, 61' имеют, соответственно, четыре различных контакта, причем переключающий блок 61 подключен к четырем индукторам 1, 2, 3, 4 в качестве прямых проводников, а переключающий блок 61' - к четырем индукторам 5, 6, 7, 8 в качестве обратных проводников. Датчик 62 такта переключения обеспечивает переключение или подключение генераторного напряжения к отдельным проводникам 1-8.

Отдельные индукторы 1-8 размещены согласно фиг.1 в резервуаре 100. С обеих сторон резервуара 100 имеются области 105, которые не должны нагреваться и феноменологически представляют покрывающие породы (слои). Кроме того, к концам индукторов подключено соединение 15, которое соединяет между собой прямой и обратный проводники. Соединение 15 может быть размещено над землей или под землей.

С последней конфигурацией возможно при управлении, соответственно, нагревать отдельные соседние области резервуара. Это может осуществляться, в особенности, во времени друг за другом, то есть последовательно. Датчик 62 такта переключения может при этом управляться от отдельного управляющего блока 63, который, в частности, учитывает температуру Т в резервуаре 100. Для этого не показанные на фиг.2 датчики температуры могут, например, размещаться на отдельных индукторах или проводниках индукторов, чтобы там измерять локальные температуры Тi и передавать в управляющий блок 63 для оценки. Таким образом, могут учитываться, в частности, превышения температур на индукторах.

Но также возможно измерять температуры локально в других местах в резервуаре 100 или также в покрывающих слоях и/или нижних слоях и учитывать при управлении генераторами. При этом является существенным, что таким образом отдача мощности генераторами может изменяться и согласовываться с соответствующими требованиями, которые изменяются на временных фазах эксплуатации месторождения. Это справедливо, особенно из-за того, что временные фазы при эксплуатации являются длительными, например, годы и более.

На фиг.3 показана конфигурация согласно фиг.2, видоизмененная в том, что имеется четыре высокочастотных генератора 60', 60”, 60”' и 60””, которые, соответственно, попарно управляют двумя из индукторов 1-8. Вновь имеется наземное или подземное соединение 15. При такой конфигурации в особенности можно запитывать током четыре индуктора одновременно с различными силами тока при различных частотах.

Конфигурация согласно фиг.3 может быть видоизменена в том, что также применяются различные частоты. Это представлено на фиг.4, где вновь восемь индукторов 1-8 размещены в резервуаре параллельно друг другу. Соответственно по два индуктора 1-8 управляются от отдельного генератора 60'-60””. При этом в данном случае выбираются такие генераторы, которые генерируют различные задаваемые частоты. Например, генератор 60' имеет частоту f1, генератор 60” - частоту f2, генератор 60”' - частоту f3, генератор 60”” - частоту f4. За счет питания токами различных частот теперь целенаправленным образом по-разному нагреваются отдельные области.

На основе примеров было показано, что на составляющие мощности нагрева в покрывающих слоях (ОВ), резервуаре 100 и нижних слоях (UB) через дифференцированное обтекание током индукторов может оказываться влияние в заданных пределах. Эти составляющие представляются ниже для детально исследованного примера:

а: При запитке током, например, индукторов 1-5 получается, например, процентное распределение потерь:

ОВ 31,3%, резервуар 45,5% и UB 23,2%.

b: При одновременной запитке током всех индукторов получается, напротив:

ОВ 24,2%, резервуар 62,8% и UB 13,0%.

Последнее означает, что большая часть мощности нагрева в резервуаре затем передается на хранение, если осуществляется одновременная запитка током индукторов, а именно, со сдвигом фазы φ=180 между соседними индукторами. Поэтому предпочтительным может быть переключение между типами запитки током в зависимости от временного процесса эксплуатации месторождения, в частности, в зависимости от желательного распределения мощности нагрева генераторов или используемого при этом количества генераторов.

В заключение следует отметить, что при размещении генераторов мощности вне резервуара также возможна подземная установка генератора, что при обстоятельствах может быть предпочтительным. В этом случае электрическая мощность при более низкой частоте, то есть 50-60 Гц, или при необходимости также как постоянный ток может проводиться вниз, и под землей может выполняться преобразование в кГц-диапазон, так что не возникает никаких потерь в покрывающих слоях.

В целом может быть установлено, что электрические параметры, важные для нагрева резервуара, задаются переменными по времени и/или по месту и могут изменяться извне резервуара для оптимизации объемного расхода во время транспортировки битума. В соответствующем устройстве имеется по меньшей мере один генератор, но предпочтительно несколько генераторов, причем его/их электрические параметры (I, fi, φ) являются переменными.

1. Способ транспортировки «in-situ» битума или особо тяжелой фракции нефти из месторождений нефтеносного песка в качестве резервуара, причем резервуар нагружают тепловой энергией для снижения вязкости битума или особо тяжелой фракции нефти, для чего предусмотрено по меньшей мере одно электрическое/электромагнитное нагревание и предусмотрена транспортирующая труба для отвода сжиженного битума или особо тяжелой фракции нефти, и на заданной глубине резервуара проведены по меньшей мере два линейно протяженных проводника по меньшей мере на участках параллельно в горизонтальной ориентации, причем концы проводников внутри или вне резервуара электропроводно соединены и совместно образуют проводящий шлейф, а также вне резервуара подключены к внешнему генератору переменного тока для выработки электрической мощности, отличающийся тем, что параметры, важные для электрического/электромагнитного нагревания резервуара, являются переменными по времени и/или по месту и их изменяют извне резервуара для оптимизации объемного расхода при транспортировке битума или особо тяжелой фракции нефти, при этом передают электрическую мощность от генератора, по меньшей мере одного, последовательно во времени на соседние и обратные индукторы таким образом, что исключают взаимное ослабление полей при индуктивном нагревании подземного резервуара, или передают электрическую мощность на упомянутые индукторы одновременно, но с различными частотами, с разной силой тока и сдвигом фазы на 180° между соседними индукторами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что индуктивное нагревание резервуара осуществляют посредством ввода электрической мощности по меньшей мере одного генератора мощности по проводникам и индукторам, причем электрическая мощность по меньшей мере одного генератора мощности является переменной и во время транспортировки битума или особо тяжелой фракции нефти изменяется и согласуется с соответствующими потребностями.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на различных временных фазах эксплуатации месторождений нефтеносного песка запитку током индукторов изменяют.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что по меньшей мере один генератор мощности для индуктивного нагревания эксплуатируют с различными при необходимости переменными частотами.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что выходные токи по меньшей мере одного генератора мощности являются переменными и во время транспортировки битума или особо тяжелой фракции нефти их изменяют и согласуют с соответствующими потребностями.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при применении нескольких генераторов мощности, которые запитывают соответственно индукционный шлейф, фазовые положения электрических токов являются переменными относительно друг друга и согласованы с соответствующими потребностями.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что температуры внутри резервуара локально определяют и применяют для управления последовательной во времени запиткой током индукторов и/или для управления амплитудами тока генераторов мощности.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что температуру резервуара определяют локально на индукторах.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что верхние пределы температуры индукторов и проводных соединений применяют для управления последовательно во времени запиткой током.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что температуру на индукторах применяют для управления амплитудами токов, протекающих через индукторы.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что температуры вне резервуара определяют, в частности, локально в покрывающих слоях и/или нижних слоях резервуара и применяют для целей управления.

12. Способ по любому из пп.1-6, 8-11, отличающийся тем, что посредством дополнительно введенных в резервуар индукторов осваивают не использованные для добычи области месторождения нефтеносного песка.

13. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-12 с проведенными в резервуаре проводниками в качестве отдельных индукторов и расположенным вне резервуара соответствующим по меньшей мере одним генератором мощности, отличающееся тем, что по меньшей мере один генератор (60; 60', 60", 60"', 60"") для электрической мощности выполнен переменным относительно его определяющих выходную мощность параметров (I, fi, φ), при этом по меньшей мере один генератор имеет средства, обеспечивающие возможность последовательного во времени подключения соседних прямых и обратных индукторов для исключения взаимного ослабления полей при индуктивном нагревании подземного резервуара, или по меньшей мере один генератор имеет выходы с различными частотами для обеспечения возможности одновременного подключения прямых и обратных индукторов с разной силой тока и сдвигом фазы на 180° между соседними индукторами.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что имеются средства для последовательного подключения отдельных выходов по меньшей мере одного генератора (60; 60', 60", 60"', 60"") к индукторам (1-8).

15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что по меньшей мере один генератор (60; 60', 60", 60"', 60"") имеет отдельные выходы для различных частот (fi).

16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что имеется несколько генераторов (60; 60', 60", 60"', 60"") для различных частот (fi).

17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что проводники для электромагнитного нагревания в резервуаре (100) проведены горизонтально и образуют отдельные индукторы (1-8).

18. Устройство по любому из пп.13-17, отличающееся тем, что проводники (1-8) для электромагнитного нагревания имеют проводящий шлейф (15).

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что проводящие шлейфы из индукторов (1-8) и соединение (15) оснащены датчиками для определения температур (Ti).

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что имеются внешние средства переключения, которые соединяют соответственно различные проводники индукторов (1-8) со шлейфом индуктора.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что посредством переключения с помощью внешних средств переключения (62, 63) выбрано расстояние между проводниками индуктора (1-8) и, тем самым, вводимая мощность нагревания.

22. Устройство по любому из пп.19-21, отличающееся тем, что датчики температуры для определения температур (Ti) размещены внутри и/или вне резервуара (100) и применены для последовательного во времени управления и/или управления амплитудами тока генераторов (60; 60', 60", 60"', 60"").



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разработке месторождений преимущественно с низким пластовым давлением и высоковязкой нефтью. Технический результат - повышение нефтеотдачи месторождения и эффективности его эксплуатации за счет увеличения охвата пласта воздействием и притока из него в скважину.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений, содержащих высоковязкие и сверхвязкие нефти. Технический результат - повышение коэффициента нефтеотдачи пласта и темпов отбора нефти за счет увеличения охвата пласта воздействием и увеличения коэффициента нефтеизвлечения.

Изобретение относится к установке для добычи на месте содержащего углеводороды вещества из подземного месторождения с понижением его вязкости. Обеспечивает повышение надежности индукционного нагревания и упрощение ввода энергии в подземное месторождение.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к тепловой обработке продуктивного пласта при подъеме продукции из скважин с высоковязкой нефтью и природными битумами.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - предотвращение обводнения добывающей скважины подошвенными водами, увеличение нефтеизвлечения залежи, сохранение высокого дебита нефти в реальных условиях неоднородного пласта, подстилаемого подошвенной водой, увеличение безводного периода работы скважин.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности устройства за счет комплексного термогазодинамического и химического воздействия на призабойную зону пласта нефтяной скважины, уменьшение шлакообразования относительно массы устройства в 3-5 раз, упрощение изготовления устройства.

Предложение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежей высоковязкой нефти или битумов. Обеспечивает повышение нефтеотдачи, увеличение охвата пласта агентом воздействия за счет увеличения зоны прогрева пласта теплоносителем.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - исключение обводненности отбираемого разогретого битума и сокращение затрат на теплоноситель за счет разогрева без закачки теплоносителя в пласт, возможность разработки месторождений битума с пластами толщиной до 5-7 м, равномерная выработка месторождения битума.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - обеспечение более быстрого роста средней температуры по залежи, более высокие значения добычи нефти уже на начальном этапе разработки залежи с одновременным снижением материальных затрат и повышением безопасности работ на скважинах.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежей высоковязкой нефти или битумов. Технический результат - повышение нефтеотдачи, увеличение охвата пласта агентом воздействия с одновременным снижением затрат.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке месторождений высоковязкой нефти и/или битума с использованием термических способов добычи из наклонно направленных скважин. Технический результат - повышение темпов отбора нефти и увеличение коэффициента нефтеизвлечения. Сущность изобретения: способ включает бурение в продуктивном стволе восходящего участка скважины с двумя вскрытыми зонами, оборудованными фильтрами, зоной фильтрации и зоной закачки пара и забоем, расположенным ниже кровли не менее 2 м, размещение в этом участке колонны насосно-компрессорных труб с центраторами для циклической закачки теплоносителя через них и эксплуатационной колонны с насосом для отбора нефти и перед спуском колонны труб, которые выполняют теплоизолированными, изоляцию межтрубного пространства пакером между фильтром и колонной труб и между вскрытыми зонами, а также расположение насоса в эксплуатационной колонне скважины выше фильтра в пределах подошвенной части продуктивного пласта, но ниже забоя восходящего участка. Согласно изобретению одинаковые по конструкции наклонно направленные скважины располагают под углом друг к другу так, чтобы в пространстве продуктивного пласта зона закачки пара одной скважины находилась выше зоны отбора другой скважины на 5-10 м и ниже кровли пласта на 2-10 м. При этом при строительстве расстояние между соседними параллельными наклонно направленными скважинами выдерживают равным 30-100 м. Добычу высоковязкой нефти или битума ведут в двух вариантах: циклическом и непрерывном режимах закачки пара и отбора продукции. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл., 2 ил.

Предложение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - увеличение эффективности вытеснения вязких нефтей и битумов, в том числе путем увеличения охвата пласта агентом воздействия, получение дополнительной добычи вязких нефтей и битумов за счет последовательной отработки всего пласта с одновременным снижением затрат и упрощением строительства горизонтальных скважин. Способ разработки залежей вязких нефтей и битумов включает строительство добывающей скважины с горизонтальным вскрытым участком в продуктивном пласте, строительство нагнетательной скважины с горизонтальным вскрытым участком, расположенным над аналогичным участком добывающей скважины в этом же пласте на расстоянии не менее 4 м, закачку теплоносителя в нагнетательную скважину и отбор продукции пласта из добывающей скважины, проведение контроля по температуре добываемой продукции скважины и ее дебиту из добывающей скважины, когда при каждом снижении дебита или при достижении температуры продукции пласта до 90% от температуры прорыва теплоносителя из нагнетательной скважины в добывающую производят изоляцию равными участками последовательно от забоя нагнетательной скважины, после чего проводят работу скважин в обычном режиме. Причем горизонтальный участок нагнетательной скважины строят навстречу горизонтальному участку добывающей скважины, нагнетательную скважину разбивают на участки с шагом 20-50 м, закачку теплоносителя производят в каждый участок последовательно, начиная от забоя с последующей их изоляцией с выдерживанием расстояния, исключающего прорыв теплоносителя в предыдущий участок. После закачки теплоносителя в последний участок нагнетательной скважины производят нагнетание теплоносителя по всей длине нагнетательной скважины в объеме, примерно равном суммарному объему закачки во все участки. Горизонтальный участок добывающей скважины располагают на уровне не менее 2 м выше водонефтяного контакта.1 з. п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к горнодобывающей области и касается процессов восстановления дебита нефтяных и газоконденсатных скважин. Технический результат - повышение эффективности воздействия на продуктивный пласт в прискважинной зоне и на расстоянии до 50 м от скважинысведение в единый процесс всех воздействий, сокращение времени и трудозотрат. Способ реанимации скважин включает расконсервацию и обработку ствола, очистку полости и стенок от отложений вязких углеводородов, очистку фильтра в зоне продуктивного пласта, создание избыточного давления в припластовой зоне скважины, наложение теплового и акустичиского воздействий. После расконсервации скважины на устье устанавливают регулируемый клапан сброса давления, на трос-кабеле в скважину спускают автономный буровой аппарат до остановки его в отложениях вязких углеводородов. Включением термогазогенератора автономного бурового аппарата указанные отложения разрабатывают, испаряют и выбрасывают из ствола за счет воздействия парогазовым рабочим агентом. После этого полость скважины на 1/5 от фильтров заполняют рабочей жидкостью - сжиженным углекислым газом, перекрывают указанный клапан, отрегулировав его на автосрабатывание при предельно допустимом для полости указанной скважины давлении, на термогазогенератор автономного бурового аппарата по трос-кабелю подают электросигнал на его включение. Истекающим из указанного аппарата парогазовым агентом создают избыточное давление в полости скважины, одновременно повышают температуру рабочей жидкости. Акустическое воздействие на прискважинную зону пласта ведут за счет периодического срабатывания на импульсное открытие клапана устья. Совмещают все указанные воздействия по времени процесса. Характеристики: давления, температуры, акустические выбирают из расчета предельной допустимости ствола скважины на величины этих нагрузок, указанный процесс ведут до установления проницаемости пласт-фильтровая зона скважины. Изобретение развито в зависимом пункте. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для наиболее полного извлечения всех видов нефтей и газов и других полезных ископаемых с применением мощного лазерного излучения для их добычи. Обеспечивает повышение эффективности способа. Сущность изобретения: по способу вскрывают продуктивные пласты лазерным излучением и создают в пластах области с заданной температурой и внутрипластовым давлением для увеличения степени извлечения нефти и газа. Процесс обработки пластов повторяют многократно через необходимые временные интервалы с одновременным излучением в нескольких взаимно смещенных на определенный угол по отношению к друг другу секторах с расхождением лучей в каждом секторе на заданный угол. Одновременно осуществляют по оптоволокнам дистанционный контроль температуры, давления, размеров и форм образованных в пластах и породах полостей, их смыкание, получают информацию о составе испаряемых веществ пластов и пород. Согласно изобретению располагают исполнительные устройства лазерных установок на заданной глубине в скважинах, бурят с применением излучателей световой энергии в торцах буровых коронок многочисленные длинные шпуры малого диаметра из соседних добывающих скважин навстречу друг другу до их взаимного пересечения в пространстве пластов. Выбуренный из забоев длинных шпуров малых диаметров буровой штыб полностью испаряют под воздействием лазерного излучения. На новых месторождениях любые скважины с поверхности бурят на пласты месторождений с использованием лазерно-механического бурения. Излучатели световой энергии и оптоволоконные кабели, передающие световую энергию по оптоволокнам от мощных лазеров на поверхности, размещают во внутренних отверстиях механических буровых инструментов с полыми приводными штангами и коронками. Одновременно световым излучением из вспомогательных боковых или других излучателей наплавляют на стенки скважин для крепления слои из смесей оставшегося после испарения лазерным излучением выбуренного из забоев скважин штыба. При ослабленных или карбонатных породах наплавляют на стенки несколько слоев. После полного сооружения скважин стенки зашлифовывают. Очищают стенки скважин, насосно-компрессорные трубы и другое промысловое оборудование от асфальтосмолопарафиновых отложений путем их расплавления и испарения лазерным излучением. Диаметры добывающих скважин увеличивают с использованием лазерно-механических буровых инструментов с раздвигающимися расширителями. В процессе эксплуатации добывающие скважины многократно увеличивают по диаметрам путем срезания слоев со стенок с накопившимися отложениями, парафинов, смол, асфальтенов и улучшают фильтрацию в скважины нефтей и газов из пластов. После достижения максимальных диаметров добывающих скважин из них дополнительно бурят длинные шпуры малых диаметров исполнительными устройствами лазерных установок для достижения заданного уровня добычи нефти и газа. 2 ил.

Изобретения относятся к нефтяной промышленности. Технический результат - увеличение извлечения углеводородов из подземного коллектора. Способ извлечения углеводородов из подземного коллектора включает закачку первой текучей среды в первую горизонтальную скважину в коллекторе при начальном давлении закачки, при этом первую текучую среду закачивают в первую скважину первым устройством; добычу углеводородов из второй горизонтальной скважины, расположенной под первой скважиной; непрерывную закачку второй текучей среды в третью скважину, отстоящую в плане от первой скважины и от второй скважины, для вытеснения текучей среды в резервуар в направлении второй скважины до тех пор, пока не установится гидравлическая связь со второй скважиной. продолжая при этом добычу углеводородов из второй скважины; избирательное прекращение закачки в первой скважине, когда вторая скважина имеет гидравлическую связь с третьей скважиной, и продолжение добычи углеводородов из второй скважины после прекращения закачки в первой скважине и продолжение закачки второй текучей среды в третью скважину после прекращения закачки в первой скважине. 4 н. и 32 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к методам скважинной геотехнологии разработки залежей горючих сланцев с высоким выходом жидких углеводородов («сланцевой нефти»). Способ заключается в бурении на залежь горючих сланцев наклонно-направленных и вертикальных скважин, создании в них воспламененной зоны, сжигании части углеводородного сырья, прогреве залежи продуктами горения и отгонке сланцевого керогена в виде продуктов термической обработки горючих сланцев. При этом бурят серию непересекающихся наклонных скважин, направленных по сланцевой залежи, на дальний торец которых бурят розжиговые вертикально-направленные скважины, разжигают в них на забое горючий сланец и 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. Головки вертикально-направленных и наклонно-направленных скважин размещают компактно на земной поверхности. Технический результат заключается в максимальном извлечении жидких фракций из горючих сланцев. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение коэффициента нефтеизвлечения продуктивного пласта и снижение скорости обводнения продукции добывающих скважин при разработке залежей вязкой нефти или битума массивного или структурно-литологического типов. Способ разработки залежи вязкой нефти или битума включает бурение и обустройство не менее одной пары горизонтальных скважин для парогравитационного воздействия с расположением ствола нагнетательной скважины параллельно в вертикальной плоскости над стволом добывающей скважины, закачку пара в нагнетательную скважину и отбор продукции через добывающую. Конфигурацию скважин выполняют по форме залежи: восходящими в начале пласта, горизонтальными в центральной части и спадающими в конце пласта. Угол восхождения и спада добывающей скважины равен углу падения пласта, а угол восхождения и спада нагнетательной скважины в 1-2,2 раза больше угла падения пласта. Минимальное расстояние от перфорационных отверстий добывающей скважины до водонефтяного контакта ВНК принимают 2 м, минимальное расстояние между стволами добывающей и горизонтальной скважины в месте перфорационных отверстий - 3 м, максимальное расстояние между горизонтальными участками стволов добывающей и нагнетательной скважин -10 м. Распределение плотности перфорации на восходящем и нисходящем участках определяют по формуле: nx=n0+Lx/A, где nx - число перфорационных отверстий на восходящем или нисходящем участке на расстоянии X от начала ствола с перфорацией; n0 - минимальная плотность перфорации на участке с наименьшим расстоянием между добывающей и нагнетательной скважинами в перфорированных частях стволов; Lx - длина восходящей или нисходящей части перфорированного ствола на расстоянии X от его начала с перфорацией; A=30-60 м. После бурения и освоения скважин на протяжении 1-6 месяцев прогревают призабойную зону закачкой пара в добывающую и нагнетательную скважины под давлением 1-2 МПа, либо скважинными нагревателями, после чего пускают нагнетательную скважину с постоянной приемистостью пара 75-95 м3/сут, а добывающую скважину под добычу с забойным давлением 0,25-0,35 МПа. 1 пр., 2 ил.

Группа изобретений относится к скважинному парогенератору. Устройство может включать в себя секцию введения, секцию сжигания и секцию парообразования. Система скважинного парогенератора содержит секцию введения, выполненную с возможностью введения топлива и окислителя в камеру сгорания; секцию сгорания, содержащую лейнер, и секцию парообразования, содержащую форсунку. Лейнер образует камеру сгорания. Причем лейнер содержит путь потока, проходящий через лейнер для подачи текучей среды к лейнеру. Секция парообразования выполнена с возможностью введения текучей среды из пути потока лейнера к камере сгорания. Причем форсунка соединена с лейнером посредством трубы, которая обеспечивает сообщение по текучей среде между путем потока лейнера и форсункой. Подают топливо, окислитель и текучую среду в устройство. Сжигают топливо и окислитель в камере с подачей текучей среды через множество каналов, проходящих через лейнер. Нагревают текучую среду и охлаждают лейнер. Вводят капли нагретой текучей среды в камеру. Превращают капли в пар с помощью сжигания. Техническим результатом является повышение эффективности извлечения нефти из пласта. 5 н. и 43 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение нефтеотдачи, увеличение охвата пласта воздействием за счет равномерного распространения зоны прогрева пласта. В способе разработки залежей высоковязких нефтей и битумов при тепловом воздействии, включающем бурение горизонтальных нагнетательных скважин и вертикальных добывающих скважин, расположенных между нагнетательными, закачку теплоносителя в нагнетательные скважины и отбор продукции из добывающих скважин, горизонтальные скважины бурят параллельно в противоположных направлениях с размещением забоя напротив входа близлежащей горизонтальной скважины в пласт, далее осуществляют бурение вертикальных скважин так, чтобы первая вертикальная скважина располагалась ближе к забою первой горизонтальной скважины, вторая вертикальная скважина - ближе к забою второй горизонтальной скважины, при этом соотношение расстояний от первой вертикальной скважины до второй горизонтальной скважины и от второй вертикальной скважины до второй горизонтальной скважины равно 2:1, в середине между двумя вертикальными скважинами размещают третью вертикальную скважину. 1 пр., 2 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам разработки залежей высоковязкой нефти горизонтальными скважинами. При осуществлении способа используют как минимум две пары непрерывных горизонтальных нагнетательных и добывающих скважин, горизонтальные участки которых размещены параллельно один над другим, осуществляют закачку теплоносителя через верхние горизонтальные нагнетательные скважины, одновременный отбор высоковязкой нефти через нижние горизонтальные добывающие скважины. На каждой паре горизонтальных скважин, расположенных на расстоянии от 100 до 150 м друг от друга, периодически, 1-2 раза в месяц, производят отбор проб высоковязкой нефти. Пробы нефти обезвоживают и производят анализ вязкости добываемой высоковязкой нефти. Затем выбирают пары горизонтальных скважин, показатели вязкости которых отличаются друг от друга на 10 % и более, анализируют влияние изменения высоковязкой нефти пар скважин на равномерность прогрева паровых камер, регулируют режим закачки теплоносителя и отбора продукции, ведут мониторинг дебита и вязкости высоковязкой нефти. Повышается эффективность разработки залежи. 5 ил.
Наверх