Способ создания в нефтяном пласте очага горения Советский патент 1990 года по МПК E21B43/243 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для создания в нефтяном пласте очага горения при разработке нефтяных залежей методом внутриплас- тового горения.

Цель изобретения - повышение безопасности работ и упрощение технологии процесса создания в нефтяном пласте очага горения.

Согласно данному способу создания в нефтяном пласте очага горения, заключающегося в сжигании в призабойной зоне пласта пирофорного вещества путем закачки его в призабойную зону дласта с последующим нагнетанием воздуха, перед нагнетанием воздуха готовят водную суспензию смеси скелетного никеля с твердым топливом, взятых в в весовом соотношении (1:1)-(3:1), и осуществляют закачку суспензии в призабойную зону пласта.

При закачке в призабойную зону пласта водной суспензии смеси скелетного никеля с твердым топливом и последующего нагнетания воздуха происходит высушивание и самовоспламенение скелетного никеля в смеси с выделением достаточного количества тепла для воспламенения твердого топлива.

Скелетный никель является широко используемым катализатором ряда химн31

Ческих реакций..Его изготавливают путем выщелачивания, преимущественно ллюмониквлевых сплавов, и хранят под водой.

Преимущество использования скелетного никеля заключается в том, что он во влажном состоянии не является Пирофорным. Водная суспензия скелетного никеля может быть закачана в при Ьабойную зону пласта с использованием стандартного оборудования.

При использовании лишь скелетного никеля количества тепла, вьщеляемого при его воспламенении, может оказать- ся недостаточным для создания в нефтя |ном пласте очага горения. Очаг горения не может быть создан также с использованием одного .твердого топлива поскольку для зажигания его на забое скважины необходим внешний источник тепла. Следовательно, для создания в нефтяном пласте очага горения необходимо использование смеси скелетного никеля с твердым топливом. Кроме тог использование скелетного никеля в см си с твердым топливом приводит к повышению теплотворной способности смеси.

В качестве твердого топлива могут быть использованы угли различных марок,1 кокс. При этом наиболее целесообразно использование в качестве тведого топлива нефтяного кокса, посколку сжигание его на забое скважины не приводит к кольматации призабойной зоны.пласта, что связано с его низко зольностью. Вместо нефтяного кокса могут быть использованы дешевые не- конденционные отходы нефтехимическог

производства

TI

коксики

Существенным является также соотношение компонентов в смеси. Для создания в нефтяном пласте очага горения необходимо использование смеси скелет- ного никеля с твердым топливом, взятых в весовом соотношении (1:1)-(3:i). Наиболее оптимальным является использование смеси с весовым соотношением компонентов равном 1:1. Такое соотно- 5Q шение компонентов способствует зажи- анию смеси и созданию устойчивого очага горения. При использовании смеси меньшим, чем при 1:1, содержанием скелетного никеля количество тепла, выделяющегося при его воспламенении может оказаться недостаточным для зажигания твердого топлива. А с повышением содержания скелетного ни55

Q

5

дд

0

0

5

5Q

55

келя в смеси снижается ее теплотворная способность, и, вследствие этого, при использовании смеси с большим, чем при 3:1, содержанием скелетного никеля количество тепла, выделяющегося при сгорании смеси, является недостаточным для создания в нефтяном пласте очага горения.

Приготовление водной суспензии смеси скелетного никеля с твердым топливом позволяет произвести закачку смеси в призабойную зону пласта.

Осуществление закачки суспензий дает возможность заполнить призабойную зону пласта смесью скелетного никеля с твердым топливом. Нагнетание в скважину воздуха способствует само- воспламенению скелетного никеля с последующим зажиганием твердого топлива в смеси-, приводящего к созданию в нефтяном пласте очага горения. Дальнейшее нагнетание воздуха поддерживает продвижение очага горения по нефтяному пласту.

Возможность осуществления данного способа подтверждена лабораторными экспериментами.

Эксперименты проводили с использованием естественного нефтенасыцен- ного коллектора. Характеристики нефти: плотность - 943 кг/м3, вязкость 1100 МПа-с (293 К). Порода представляет собой смесь песчаников, песков и алевролитов с основным содержанием (90 мас.%), фракции 0,05-0,25 мм. Минералогический состав, мас.%: кварц - 30; полевые шпаты - 25; обломки пород - 45.

Скелетный никель готовили путем выщелачивания алюмоникелевого сплава, содержащего 50% никеля и 50% алюминия, и до эксперимента хранили под водой.

В качестве твердого топлива использовали нефтяной кокс марки КЗ-0.

На чертеже приведены профили изменения температуры во времени по длине модели пласта.

Пример 1. Для эксперимента использовали трубный реактор длиной 1,3 м и ззнутринним лиаметром 245, снабженный по оси термопарным карманом длиной 1,0 м. Реактор на длину 1,1 заполняли нефтяным коллектором. В углублении диаметром 50 мм и длиной 100 мм в верхней части нефтяного коллектора поместили влажную смесь, состоящую из 100 г скететного никеля

и 100 г нефтяного кокса. Далее в реактор подавали воздух со скоростью 108 л/мин.

Контроль за передвижением фронта горения по модели пласта осуществляли с помощью пяти стационарных термопар, помещенных в термопарнын карман в такой последовательности: 1-я термопара расположена у нижнего торца сме- ю си скелетного никеля с твердым топливом, термопары 2-5 расположены на расстоянии 150, 300, 450, 560 мм от 1-й термопары, соответственно. Термопара 1 регистрирует температуру, раз- 15 виваемой при сгорании смеси скелетного никеля с твердым топливом, остальные термопары дают возможность следить за продвижением фронта горения в среде нефтяного коллектора. Температур- 20 ные значения, зарегистрированные с помощью термопар, представлены на чертеже как функция времени. Обозначения кривых соответствует расположению термопар по длине модели.25

При нагнетании воздуха в реактор происходило высушивание и воспламенение скелетного никеля с выделением тепла, достаточного для зажигания твердого топлива. Температура во30

фронте горения смеси скелетного никеля и твердого топлива, фиксированная с помощью термопары 1, составила 1070 К. После прогорания смеси скелетного никеля с нефтяным коксом в35 нефтяном коллекторе образовавывался

стабильный фронт горени щийся со скоростью 0,46 ратурой 740 К.

Примеры 2-6. аналогично примеру 1, с что для создания очага пользовали смеси, указа це.

Способ обеспечивает опасности работ при соз рения в нефтяном пласте и закачку водной суспен летного никеля с тверды жет быть произведено с ем стандартного промысл вания.

Формула изоб Способ создания в н очага горения, заключа нии в призабойной зоне форного вещества путем в призабойную зону с п гнетанием воздуха, от щийся тем, что, с ния безопасности работ технологии, в качестве вещества используют ск на поверхности готовят ного никеля с твердым массовом соотношении о перед нагнетанием возд ную зону закачивают см никеля с твердым топли

пензии в воде.

Влияние состава смеси скелетного никеля с твердым топливом на создание очага горения

стабильный фронт горения, перемещающийся со скоростью 0,46 м/ч н температурой 740 К.

Примеры 2-6. Осуществили аналогично примеру 1, с той разницей, что для создания очага горения использовали смеси, указанные в таблице.

Способ обеспечивает повышение безопасности работ при создании очага горения в нефтяном пласте. Приготовлени и закачку водной суспензии смеси скелетного никеля с твердым топливом может быть произведено с использованием стандартного промыслового оборудования.

Формула изобретения Способ создания в нефтяном пласте очага горения, заключающийся в сжигании в призабойной зоне пласта пирофорного вещества путем закачки его в призабойную зону с последующим нагнетанием воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности работ и упрощения технологии, в качестве пирофорного вещества используют скелетный никель, на поверхности готовят смесь скелетного никеля с твердым топливом при массовом соотношении от 1:1 до 3:1, а перед нагнетанием воздуха в призабой- ную зону закачивают смесь скелетного никеля с твердым топливом в виде сус

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных залежей методом внутрипластового горения. Цель - повышение безопасности работ и упрощение технологии. В призабойной зоне пласта сжигают пирофорное вещество. В качестве пирофорного вещества используют скелетный никель. На поверхности готовят смесь скелетного никеля с твердым топливом при массовом соотношении от 1:1 до 3:1. Перед нагнетанием воздуха в призабойную зону закачивают смесь скелетного никеля с твердым топливом в виде суспензии в воде. Водная суспензия скелетного никеля может быть закачана с использованием стандартного оборудования. Использование скелетного никеля с твердым топливом приводит к повышению теплотворной способности смеси. Выбранное соотношение компонентов способствует зажиганию смеси и создает устойчивый очаг горения. Нагнетание воздуха в скважину позволяет поддерживать продвижение очага горения по нефтяному пласту. 1 ил., 1 табл.

100

го кокса) 100 (технического угля)

4ff

Составитель И.Лопакова Редактор М.Товтин Техред л. Сердюкова Корректор Т. Пал и и

Заказ 1146

Тираж 481

ВНИИ1Ш Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, уп. Гагарина, 101

ISO 20ff „UH.

Подписное