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 - удешевление процесса создания в нефтяном пласте очага горения.

На чертеже показана зависимость температур в различных точках модели пласта от времени, где 1-5 - температуры, фиксируемые различными термопарами.

При последовательной закачке в призабойную зону пласта суспензий твердого топлива и скелетного никеля с последующим нагнетанием воздуха происходит высушивание и воспламенение скелетного никеля, и тепло, выделяемое при этом, потоком нагнетаемого воздуха переносится в нижележащий слой твердого топлива и поджигает его. Последовательность закачки. является обязательной: сначала водную суспензию твердого топлива, а затем водную суспензию скелетного никеля. При этом скелетный никель служит, преимущественно, воспламенителем твердого топлива. Очаг горения в нефтяном пласте создается благодаря горению в призабойной зоне твердого топлива.

В качестве твердого топлива могут быть использованы угли различных марок, кокс. При этом наиболее целесообразно использование в качестве твердого топлива нефтяного кокса, поскольку сжигание его на забое скважины не приводит к кольматации

СП

ч

00

4 ОЭ

призабойной зоны пласта, что связано с его низкой зольностью. Вместо нефтяного кокса могут быть использованы , ешевые некондиционные отходы нефте- химического производства - коксики. Скелетный никель является широко используемым катализатором ряда химических реакций. Его изготавливают путем выщелачивания, преимуществен- JQ но алюмоникелевых сплавов, и хранят под водой.

Преимущества использования скелетного никеля заключаются в том, что он он во влажном состоянии не является $ пирофорным. Водная суспензия скелет- . ного никеля может быть закачана в призабойную зону пласта с использованием стандартного забойного оборудования .20

При использовании лишь скелетного никеля количество тепла, выделяемого при его воспламенении, является недостаточным для создания в нефтяном пласте очага горения. Очаг горения 25 не может быть создан также с использованием одного твердого топлива, поскольку для зажигания его на забое скважины необходим внешний источник тепла.зд

Для создания в нефтяном пласте очага горения необходимо использование твердого топлива и скелетного никеля при их весовом соотношении, равном 20:1. Такое соотношение являет - ся оптимальным, способствует созда нию устойчивого очага горения при минимальных затратах. Использование большего количества скелетного никеля является экономически нецелесообразным, поскольку стоимость скелетного никеля выше стоимости твердого топлива, например нефтяного кокса. А при уменьшении количества скелетного

- S5

40

никеля количества тепла, выделяющегося при его воспламенении, может оказаться недостаточным для зажигания твердого топлива.

Приготовление водных суспензий . твердого топлива и скелетного никеля позволяет произвести их закачку в призабойную зону пласта.

Осуществление последовательной закачки суспензий твердого топлива и скелетного никеля дает возможность располагать в призабойной зоне пласта скелетный никель поверх твердого топлива.

JQ

$ . 20

25 зд

-

S5

40

45

50

55

Нагнетание воздуха способствует самовоспламенению скелетного никеля и переносу выделяемого при этом тепла в нижележащий слой твердого топлива, приводящего к его зажиганию и созданию в нефтяном пласте очага горения.

Возможность осуществления предлагаемого способа подтверждена лабораторными экспериментами.

Эксперименты проводят с использованием естественного нефтенасыщенно- го коллектора месторождения Каражан- бас. Характеристики нефти: плотность 943 кг/м, вязкость 1100мПа. с(293 К). Порода представляет собой смесь песчаников, песков и алевролитов с основным содержанием (90 мас.%) фракции 0,05-0,25 мм. Минерологический состав, мас.%: кварц 30; полевые шпаты 25; обломки пород 45.

В качестве твердого топлива используют нефтяной кокс марки КЗ О,

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

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

Для эксперимента используют трубный реактор длиной 1,3 м и внутренним диаметром 245 мм, снабженный по оси термопарным карманом длиной 1,0м. Реактор на длину 1,1 м заполняют нефтяным коллектором. В углубление диаметром 50 мм и длиной 100 мм в верхней части нефтяного коллектора помещают 200 г нефтяного кокса и 10 г скелетного никеля, уложенного поверх нефтяного кокса во влажном состоянии. Далее в реактор подают воздух со скоростью 108 л/мин.

Контроль за передвижением фронта горения по модели пласта осуществляют с помощью пяти стационарных термопар, помещенных в термопарный кар- . ман- в такой последовательности: 1-я термопара расположена у нижнего торца твердого топлива; термопары 2-5 расположены на расстоянии 150, 300, 450, 560 мм от 1-й термопары соответственно. Термопара 1 регистрирует температуру, развиваемую при сгорании твердого топлива,остальные термопа- ры дают возможность следить за продвижением фронта горения в среде нефтяного коллектора. Температурные значения, зарегистрированные с помощью термопар 1-5, представлены на чертежр, как функция времени. Обозначения кривых соответствуют расположению термопар по длине модели.

При нагнетании воздуха в реактор происходит высушивание и воспламенение скелетного никеля с выделением тепла, достаточного для зажигания нижележащего слоя твердого топлива. Температура во фронте горения топлива, фиксированная с помощью термопары 1, составляет 1120 К. После прогорания нефтяного кокса в нефтяном кол-, лекторе образовывается стабильный фронт горения перемещающийся со скоростью 0,46 м/ч и температурой 750 К.

Способ обеспечивает повышение безопасности работ и удешевление про

0

цесса создания очага горения в нефтяном пласте.

Формула изобретения

Способ создания в нефтяном пласте очага горения, включающий закачку в призабойную зону пирофорного вещества и его сжигание с последующим нагнетанием воздуха, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса создания в нефтяном пласте очага горения, перед закачкой пирофорного вещества готовят его в виде водных суспензий твердого топлива и скелетного никеля, причем твердое топливо и скелетный никель используют при их массовом соотношении 20:1 и последовательно закачивают суспензии в призабойную зону пласта.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения - удешевление процесса создания в нефтяном пласте очага горения. На поверхности готовят водные суспензии твердого топлива и скелетного никеля и последовательно закачивают их в призабойную зону нефтяного пласта при их массовом соотношении 20:1. После закачки суспензий производят нагнетание воздуха, при котором происходит высушивание и воспламенение скелетного никеля. Тепло, выделяемое при сгорании скелетного никеля, переносится нагнетаемым воздухом в слой твердого топлива и оно воспламеняется. Благодаря горению твердого топлива в призабойной зоне нефтяного пласта создается очаг горения. 1 ил.

470

20

60

100

W

760

220 мин