CZ306133B6 - Způsob těžby uhlovodíků pomocí plynů, systém a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob těžby uhlovodíků pomocí plynů, systém a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306133B6 CZ306133B6 CZ2014-243A CZ2014243A CZ306133B6 CZ 306133 B6 CZ306133 B6 CZ 306133B6 CZ 2014243 A CZ2014243 A CZ 2014243A CZ 306133 B6 CZ306133 B6 CZ 306133B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- chemical
- well
- extraction
- hydrocarbons
- water
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 110
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 96
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 95
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 93
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 75
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 26
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 14
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 claims description 13
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 12
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 10
- -1 alkali metal nitrite Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 6
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 6
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 claims description 3
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Inorganic materials Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-AKLPVKDBSA-N carbane Chemical compound [15CH4] VNWKTOKETHGBQD-AKLPVKDBSA-N 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 abstract 4
- XQCFHQBGMWUEMY-ZPUQHVIOSA-N Nitrovin Chemical compound C=1C=C([N+]([O-])=O)OC=1\C=C\C(=NNC(=N)N)\C=C\C1=CC=C([N+]([O-])=O)O1 XQCFHQBGMWUEMY-ZPUQHVIOSA-N 0.000 abstract 2
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 39
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 241000191291 Abies alba Species 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000013000 chemical inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
- C09K8/592—Compositions used in combination with generated heat, e.g. by steam injection
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2401—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
- E21B43/40—Separation associated with re-injection of separated materials
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Způsob těžby uhlovodíků, zejména ropy, břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených exotermními chemickými reakcemi se provádí tak, že se uvedené plyny vyrábějí z přivedených chemických reagentů, vzduchu a/nebo vody v chemickém reaktoru, přičemž takto vzniklé plyny se regulovaně, bez použití dalších podpůrných hnacích prostředků, přivádějí do produktivního ložiska a účinkem své zvýšené teploty a tlaku ohřívají a vytlačují z produktivního ložiska tyto uhlovodíky. Řešení se dále týká i systému pro těžbu uhlovodíků pomocí uvedeného způsobu a zařízení zahrnutého v tomto systému pro těžbu podle uvedeného způsobu.
Description
Způsob těžby uhlovodíků pomocí plynů, systém a zařízení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu těžby uhlovodíků, zejména ropy nebo břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených chemickými reakcemi v zařízení jako je chemický reaktor, kterým je s výhodou plynový generátor.
Dosavadní stav techniky
Dosavadní stav techniky týkající se těžby uhlovodíků z vrtů, kterými je zejména ropa, soustřeďuje zejména na způsoby:
• a) vtlaěování plynu do vrtu pomocí stlačeného plynu v lahvích, nebo pomocí kompresoru a následující opětné zavádění (reinjection) vystupujících plynů společně s ropou zpět do vrtu.
Nevýhodou tohoto způsobuje transport plynu a to, že se stlačený plyn v lahvích při vpouštění do vrtu silně ochlazuje. Při použití dálkového vedení plynu jsou velké náklady na transport a navíc plyn, který se při kompresi ohřeje, při průchodu trubkami do sloje se ochlazuje. Tento způsob je výhodný u mělkých vrtů do 600 m. Nejpoužívanějšími plyny pro tento způsob vtlaěování do vrtu jsou plynný oxid uhličitý CO2 a dusík N2.
• b) spalování organických látek na povrchu a vtlačování spalin do vrtu
Výhodou tohoto způsobuje výroba velkého množství tepla.
Nevýhody jsou obdobné jako u bodu a) že se spaliny při průchodu trubkami do sloje ochlazují a nevýhodou je také cena spalovaných komponent.
• c) spalování organických látek před vstupem do sloje
Výhodou tohoto způsobuje výroba velkého množství tepla a spalin, žádné tepelné ztráty průchodem trubkami.
Nevýhodou je cena spalovaných komponent a problémy s chlazením spalovací komory.
• d) vtlačování chemických komponent do vrtu a jejich reakce v ropné sloji
Výhodou je výroba plynu před vstupem do sloje a hlavně ve sloji. Tím odpadne ochlazení plynu průchodem trubkami.
Nevýhodou je špatná regulace míšení komponent a nekontrolovatelný chemický rozklad ve sloji. Ve vrtu dochází k velkým výkyvům teploty a tlaku. Výhodou je dodatečné okysličení ropy plynnými komponentami, jako jsou oxidy dusíku NOX nebo volný kyslík.
• e) spalování ropy ve sloji s přiváděným vzduchem, nebo kyslíkem
Výhodou tohoto způsobuje, že při přívodu plynu nedochází k tepelným ztrátám a další výhodou je vývoj velkého množství tepla. Dále je tento způsob finančně výhodný, jelikož odpadnou výlohy za spalování komponent. Nevýhodou je špatná kontrola teploty spalin.
Mezinárodní přihláška WO 2010/043 239 uvádí ke stimulaci produktivní zóny roponosného ložiska chemický systém, jímž jsou kompozice vyvíjející plyn a snižující viskozitu ropy. WO 2010/043 239 neuvádí ani nijak neupozorňuje na žádný (chemický) reaktor pro vznik plynů, pomocí něhož lze ovlivnit či regulovat následný průběh reakce po jeho iniciaci.
- 1 CZ 306133 B6
Mezinárodní přihláška WO 2006/063 200 uvádí zařízení pro vsunutí potrubí k zavedení reakční tekutiny do vrtu. Poskytuje řešení, jakým způsobem má reakční tekutina hořet k vytváření tepla, jež se pak převádí do vrtu. Žádný (chemický) reaktor pro následnou regulaci reakce zde není zmiňován.
Vzhledem k citovaným nevýhodám u těchto způsobů podle dosavadního stavu techniky z hlediska bezpečnostního (jde o chemické látky s nekontrolovatelným termicko-chemickým rozkladem, chemické látky hrozící poleptáním organizmu apod.), energetického (jsou zřejmé tepelné ztráty u médií při průchodu trubkami, špatná regulace chemických reakcí potřebná pro např. chlazení io nebo ohřívání reakce), ekologického (pro životní prostředí vznikající nebezpečné směsi látek nebo odpadních látek, či případné nekontrolovatelné porušení vrstev ložiska a následné znečištění např. zdrojů podzemní pitné vody apod.) nebo ekonomického (jsou zřejmé vysoké náklady na chemické sloučeniny a na jejich následné spalování atd.), je snahou zde předkládaného vynálezu nalézt řešení odstraňující alespoň částečně uváděné nevýhody.
Podstata vynálezu
Řešením těchto nevýhod a podstatou vynálezu je způsob těžby uhlovodíků, zejména ropy, břidli20 cového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených exotermními chemickými reakcemi, přičemž se uvedené plyny vyrábějí z přivedených chemických reagentů, vzduchu a/nebo vody v chemickém reaktoru a takto vzniklé plyny se regulovaně, bez použití dalších podpůrných hnacích prostředků, přivádějí do produktivního ložiska a účinkem své zvýšené teploty a tlaku ohřívají a vytlačují z produktivního ložiska tyto uhlovodíky.
Kromě uvedeného způsobu těžby uhlovodíků je součástí vynálezu také systém zařízení k provádění tohoto způsobu pomocí plynového generátoru a plynový generátor.
Podpůrnými hnacími prostředky jsou pro tento vynález míněny například mechanické hnací pro30 středky, jako je například pumpa, kompresor, apod.
Podle vynálezců není způsob těžby uhlovodíků, jako je například těžba ropy, břidlicového plynu nebo zemního plynu pomocí plynů majících určitou teplotu a tlak, vzniklých na základě chemických reakcí v chemickém reaktoru s výhodou v plynovém generátoru, doposud známa.
Tímto způsobem se jednotlivé chemické složky rozloží na ohřáté plyny již v chemickém reaktoru s výhodou plynovém generátoru a do produktivního ložiska - sloje vstupují po proběhlé exotermní reakci rozložené komponenty, to znamená horké plyny a vodní pára.
Takto lze v souladu s vynálezem těžit veškeré druhy ropy, ale také plyny jako je například břidlicový plyn, zemní plyn apod.
Podle výhodného provedení tohoto vynálezu je uvedený chemický reaktor umístěn mimo vlastní vrt, přičemž se vzniklé plyny z chemického reaktoru zavádějí alespoň jedním přívodem do vrtu 45 až do prostoru souvisejícím s produktivním ložiskem, neboje umístěn přímo ve vrtu a vzniklé plyny se následně zavádějí přímo do prostoru souvisejícím s produktivním ložiskem.
Podle vynálezu jde o těžbu uhlovodíků vyrobených rozkladem chemických komponent v chemickém reaktoru, s výhodou v plynovém generátoru, přičemž se plynový generátor může nachá50 zet mimo vrt, jak zobrazuje obr. 1. Toto uspořádání se používá u mělkých vrtů do přibližně
600 m, kdy je chemický plynový generátor umístěn například na povrchu vrtu, a vytvořené horké plyny se vtlačují do vrtu.
Výhodou je jednodušší konstrukce generátoru, a stejně tak samotná regulace plynů, nevýhodou jsou tepelné ztráty na cestě mezi generátorem a perforací pouzdra běžného těžního zařízení, která
-2CZ 306133 B6 se nachází pod speciálním těsnicím prostředkem - pakrem (packerem) (preventorem) nad horní částí perforace produktivního ložiska vrtu.
U hlubších vrtů je podle vynálezu chemický reaktor umístěn přímo ve vrtu, jak ukazuje obr. 2. Plyny vzniklé v chemickém reaktoru, které jsou ohřáté, zavádějí se přímo do prostoru mezi pakr a perforaci vrtu, kterou vcházejí do produktivního ložiska, ohřívají a vytlačují svým tlakem těžené uhlovodíky z ložiska vrtu.
Je výhodné, když se chemický reaktor pro nastartování chemické reakce do něj přivedených komponent předehřívá pomocí elektrického proudu. U některých směsí však není potřeba komponenty předehřívat.
Stejně tak lze reaktor ochlazovat v případě například při náhle zvýšené teplotě uvnitř reaktoru v závislosti na vzájemném poměru reagentů.
Dalším způsobem, jak například ovlivnit, a zejména při nutnosti snížit teplotu plynů při reakci v reaktoru, je načerpat do reaktoru chemické inhibitory této reakce. Odborníkovi v oboru jsou tyto inhibitory zřejmé, jako příklad může být uvedena voda, (H2O), s výhodou voda s teplotou nižší než je teplota reakce.
Výhoda chemického reaktoru, kterým je s výhodou chemický plynový generátor spočívá v tom, že je možné pomocí regulačního členu, kterým je s výhodou ventil, regulovat množství jednotlivých chemických komponent, vzduchu a/nebo vody, a tím řídit proces rozkladu, jakožto teplotu a tlak vystupujících plynů.
Teplota vzniklých plynů a případně páry podle vynálezu se pohybuje s výhodou v rozmezí mezi asi 200 až asi 300 °C.
Tlak vůči samotnému tlaku v produktivním ložisku (sloji) v místě těžby dosahuje až asi 3 MPa. Tlak samotného produktivního ložiska je změřený tlak, který je dán vahou horniny a tekutin v něm.
Podle vynálezu jsou dalším způsobem regulace přispívajícím k bezpečnosti procesu a k co nejrychlejšímu ovlivnění tlaku a/nebo teploty vtlačovaného plynu do produktivního ložiska tlaková a teplotní čidla průběžně měřicí aktuální hodnoty spolu s příslušnými regulátory, umístěná v chemickém reaktoru a mezi chemickým reaktorem a produktivním ložiskem. Na základě výsledků naměřených hodnot čidly se následně automaticky řídí množství přiváděných komponent do chemického reaktoru s výhodou plynového generátoru a tím řídí požadovaný proces vývinu plynů.
Pro daný způsob je také možné uvedené vzniklé plyny smísit s regenerovaným plynem z jiného vrtu, nebo stejného vrtu při současném zavedení plynu do vrtu a těžbě uhlovodíku. Regenerovaným plynem může být zejména zemní plyn, N2, N2O, NO2, O2, CO2 nebo H2O (pára).
Mimo vlastní způsob výroby plynu v plynovém generátoru se s výhodou použije následující postup:
Produktivní ložisko se nejprve vzniklými plyny z plynového generátoru dostatečně předehřeje a poté se podle potřeby přivádí odlišným přívodem výše uvedený oxidant (vzduch, O2, a jiné). Touto oxidací se nastartuje exotermní reakce, kdy část těžených uhlovodíků ve sloji po dobu přivádění oxidantu, zoxiduje, přičemž se při této exotermní reakci snižuje viskozita uhlovodíků a následkem toho dojde k energeticky výhodnější těžbě samotného uhlovodíku. Tento způsob je výhodný zejména u typů ropy jako je velmi těžká ropa s hustotou kolem 1 g/cm3.
-3 CZ 306133 B6
Pro vývin plynů jsou podle vynálezu obecně vhodné anorganické a/nebo organické chemické sloučeniny samotné nebo ve směsi poskytující při jejich rozkladu silné exotermní reakce s velkým množstvím tepla a maximálním vývinem plynu.
Zejména je pro tyto reakce vhodný dusičnan amonný (NH4NO3) a to samotný nebo ve směsi s dalšími sloučeninami poskytujícími při rozkladu další množství tepla a plynů.
Pro bezpečnější manipulaci s těmito sloučeninami (reagenty) je vhodné podle vynálezu uvedené sloučeniny používat ve vodném roztoku nebo ve vodné směsi.
Chemickým reagentem pro vznik plynů je tedy podle vynálezu výhodně vodný roztok dusičnanu amonného (NH4NO3), nebo ve směsi s:
- dusitanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K;
- dusičnanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K;
- chloridem amonným, nebo s chloridem amonným a dusitanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K, nebo s chloridem amonným, dusitanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K a dusičnanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K;
- dusičnanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K a chlornanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K.
Dalšími chemickými reagenty jsou například směsi vodného roztoku dusičnanu sodného (NaNO3) a dusitanu sodného (NaNO2) nebo jejich draselných solí.
Místo dusitanu sodného (NaNO2) lze s výhodou podle vynálezu ve výše uvedených směsích použít jako reagenty chlornan sodný (NaCIO) nebo kovový borohydrid obecného vzorce MBH4, kde M je kov.
Pro zvýšení energetické bilance exotermní reakce se výhodně se k uvedeným chemickým reagentům dále přidává silné oxidační činidlo jako je například sacharóza Ci2H220n.
Příklady chemických reakcí
Následující příklady dávají přehled možností příkladného použití některých reagentů nebo jejich směsí v závislosti na produkovaných plynech a vývinu tepla.
Pro odhad vzestupu teploty je bráno specifické teplo 65,23 % roztoku dusičnanu amonného (NH4NO3) při 50 °C, tj. Cp = 2,45 kJ/kg.stupeň:
- RozkladNH4NO2 při detonaci (voda v produktech jako pára):
a) pevný: NH4NO3 = N2 + 2 H2O + 0,5 O2 + 1886 kJ/kg
b) na 1 kg 65% roztoku:
8,11(NH4NO3) + 19,43(H2O)(|) = 35,65 H2O(g) + 8,11 N2 + 4,05 O2 + 367 kJ/kjg
1070 dm3/kg plynných produktů; vzrůst teploty cca +150 °C
- Při nedostatečné iniciaci anebo při tepelném výbuchu by se mohl NH4NO3 rozkládat dle (voda v produktech jako pára):
a) 4 NH4NO3= 3 N2 + 2 NO2 + 8 H2O + 1832 kJ/kg
b) 8 NH4NO3= 2 NO2 + 4 NO + 5 N2 16H2O + 513 kJ/kg
- Za relativně nízkých teplot a katalýzy se NH4NO3 rozkládá (voda v produktech jako pára):
NH4NO3 = 2 H2O + N2O + 584 kJ/kg
- Směs NH4NO3 s chloridem amonným (voda v produktech jako pára), vychází z modelu la:
-4CZ 306133 B6
6,87 NH4NO3 + 1,87 NH4C1 + 19,43 H2O(I) = 0,93 Cl2 + 36,91 H2O(g) + 1,38 O2 + 7,80 N2 uvolněné teplo 511 kJ/kg; 1050 dm3/kg plynných produktů; vzrůst teploty cca +208 °C
- Směs NH4NO3 s chloridem amonným, iniciovaná 50% dusitanem sodným (voda v produktech jako pára), modelovaná na základě rozkladu 2a:
(6,87NH4NO3 + 1,87 NH4C1 + 19,43 H2O(I)) + (1,87 NaNO2 + 7,16 H2O(n) = 1,87 NaCl +
7,02 N2 + 3,45 NO2 + 44,07 H2O(g) uvolněné teplo 225 kJ/kg na směs obou roztoků; 970 dm3/kg plynných produktů; vzrůst teploty jen cca +90 až +100 °C; voda, vnesená s dusitanem sodným, směs výrazně chladí (poměr roztok AN ku roztoku dusitanu 4:1)
- Směs NH4NO3 s chloridem amonným, iniciovaná 50% dusitanem sodným (voda v produktech jako pára), modelovaná na základě rozkladu 4:
(6,87 NH4NO3 + 1,87 NH4C1 + 19,43 H2O(d) + (1,87 NaNO2 + 7,16 H2O(1))) = 1,87 NaCl + 8,74 N2 + 3,45 O2 + 44,07 H2O(g) uvolněné teplo 240 kJ/kg na směs obou roztoků; 970 dm3/kg plynných produktů; vzrůst teploty jen cca okolo +100 °C; voda, vnesená s dusitanem sodným, směs výrazně chladí (poměr roztok AN ku roztoku dusitanu 4:1)
- Směs NH4N()i se sacharózou (62 %> NH4NO3, 6 % sacharózy, 32 % vody), (voda v produktech jako pára):
7,74 NH4NO3 + 0,17 C12H22On + 17,76 H2O(I) = 2,04 CO2 + 3,87 N2 + 33,41 H2O(g) + 2,68 O2 uvolněné teplo 850 kJ/kg; 940 dm3/kg plynných produktů; vzrůst teploty cca +340 °C
- Směs NH4NO3 se sacharózou a chloridem amonným (50% NH4NO3, 10 % NH4Cl, 6 % cukru, 34 % vody), iniciovaná 50% roztokem dusitanu sodného (voda v produktech jako pára):
(6,24 NH4NO3 + 0,17 C12H22O, t + 18,87 Η,Ο,η + 1,87 NH4C1) + (1,87 NaNO2 + 7.16 H2O(I)) =
2,04 CO2 + 1,87 NaCl + 44.Í2 HiO + 7,17 N>+1.08 O2 uvolněné teplo 885 kJ/kg na směs obou roztoků; 1030 dm3/kg plynných produktů; vzrůst teploty cca +360 °C; voda, vnesená s dusitanem sodným, směs chladí (poměr roztok NH4NO3 ku roztoku dusitanu 4:1)
- Směs NH4NO3 se sacharózou (62 %o NH4NO3, 6 % cukru, 32 % vody), iniciovaná 50% roztokem dusitanu sodného (voda v produktech jako pára):
(7,74 NH4NO3 + 0,17 CI2H22Oh + 17,76 H2O(I)) + (3,74 NaNO2 + 14,32 H2O(n)) =
3,74 NaNO3 + 2,04 CO2 + 7,74 N2 + 49,43 H2O(g) + 3,87 O2 uvolněné teplo 685 kJ/kg na směs obou roztoků (2 díly roztoku AN ku 1 dílu roztoku dusitanu); 935 dm3/kg plynných produktů: vzrůst teploty cca +280 °C
Pro vývin plynů lze dále použít reagenty, zejména organické reagenty, jak jsou uvedeny v mezinárodní zveřejněné přihlášce WO 2010/043 239 Al, která je zde začleněna jako odkaz.
Podstatou vynálezu je také systém pro těžbu uhlovodíků se zařízením k provádění výše popsaného způsobu pomocí chemického reaktoru s výhodou plynového generátoru a plynový generátor.
a) Systém těžby uhlovodíků se zařízením s chemickým reaktorem mimo vrt
Vlastní podstata systému pro provádění těžby uhlovodíků zejména ropy, břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených chemickými reakcemi spočívá v tom, že zahrnuje:
i) zařízení pro těžbu uhlovodíků obsahující chemický reaktor pro vytváření plynů z přivedených chemických reagentů, vzduchu a/nebo vody, přičemž zařízení pro těžbu uhlovodíků je umístěno mimo vlastní vrt, avšak v bezprostřední blízkosti vrtu;
-5CZ 306133 B6 ii) alespoň jednu trubku, s výhodou tepelně izolovanou, připojenou k chemickému reaktoru a vedoucí z chemického reaktoru vytvořené plyny a páru přímo do vlastního vrtu;
iii) alespoň jednu trubku, s výhodou tepelně izolovanou, pro odvádění vytěžených uhlovodíků, ropy a/nebo plynu, vedoucí z vlastního vrtu na povrch vrtu, přičemž alespoň jedna trubka je pomocí čerpadel spojena s pozemním příslušenstvím systému, zejména se separátorem ropaplyn-voda a nádrží na těžené uhlovodíky;
iv) alespoň jednu přívodní trubku, s výhodou tepelně izolovanou, spojující zařízení pro těžbu uhlovodíků s nádržemi na vodu, na chemické reagenty a/nebo vzduch; přičemž nádrže na vodu, chemické reagenty a/nebo vzduch a v případě těžby ropy i nádrže na ropu apod. jsou umístěny vně vlastního vrtu a zároveň v jeho blízkosti, přičemž zařízení s chemickým reaktorem je připojeno alespoň jednou přívodní trubkou přes příslušné regulační ventily a/nebo čerpadla k alespoň jedné nádrži na vodu, chemické reagenty, na těžené uhlovodíky a na kompresory na vzduch a/nebo separovaný plyn ze separátoru ropa-plyn-voda;
v) regulační sestavu navazující na ventily spolupracující se zařízením pro těžbu uhlovodíků pro řízení reakcí na základě údajů z čidel teploty, tlaku a/nebo průtoku a v závislosti na vlastnostech a množství vzniklých plynů; a vi) monitorovací zařízení pro sledování probíhajících reakcí a procesů, připojené k regulační sestavě. '
b) Systém těžby uhlovodíků se zařízením s chemickým reaktorem ve vrtu
V případě využívání uvedeného systému pro provádění těžby uhlovodíků zejména ropy, břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených chemickými reakcemi přímo ve vlastním vrtu systém zahrnuje:
i) zařízení pro těžbu uhlovodíků zahrnující chemický reaktor pro vytváření plynů z přivedených chemických reagentů, vzduchu a/nebo vody, přičemž zařízení pro těžbu uhlovodíků je umístěno přímo ve vlastním vrtu a systém dále zahrnuje:
ii) alespoň jednu přívodní trubku spojující zařízení pro těžbu uhlovodíků s nádržemi na chemické reagenty, vodu, a/nebo vzduch, přičemž nádrže na vodu, chemické reagenty a/nebo vzduch a v případě těžby ropy i nádrže na ropu apod. jsou umístěné vně vlastního vrtu a zároveň v jeho blízkosti, přičemž zařízení s chemickým reaktorem je připojeno alespoň jednou přívodní trubkou přes příslušné regulační ventily a/nebo čerpadla k alespoň jedné nádrži na vodu, chemické reagenty, na těžené uhlovodíky a na kompresory na vzduch a/nebo separovaný plyn;
iii) alespoň jednu trubku pro odvádění vytěžených uhlovodíků, ropy a/nebo plynu, vedoucí z vlastního vrtu na povrch vrtu, přičemž alespoň jedna trubka je pomocí čerpadel spojena s pozemním příslušenstvím systému, zejména se separátorem ropa-plyn-voda a nádrží na těžené uhlovodíky;
iv)regulační sestavu navazující na ventily spolupracující se zařízením pro těžbu uhlovodíků pro řízení reakcí na základě údajů z čidel teploty, tlaku a průtoku a v závislosti na vlastnostech a množství vzniklých plynů;
v) monitorovací zařízení pro sledování probíhajících reakcí a procesů, připojené k regulační sestavě.
S výhodou je regulační sestava spojena s čidly měření průtoku chemických reagentů a vody, čidly pro měření teploty a tlaku, přičemž čidla teploty a tlaku jsou umístěna v plynovém generátoru a v blízkosti perforací ve vrtu.
-6CZ 306133 B6
Další podstatou předkládaného řešení je zařízení pro těžbu uhlovodíků, které obsahuje chemický plynový reaktor. Uvedený chemický plynový reaktor je umístěn
a) mimo vlastní vrt nebo
b) ve vlastním vrtu.
(a)Zařízení pro těžbu uhlovodíků mimo vlastní vrt zahrnuje chemický reaktor, který je umístěn na základovém prvku a je připojen na alespoň jednu trubku, s výhodou tepelně izolovanou, pro přívod chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu a přívodní napájecí kabely pro elektrický ohřev, a vedení pro zapojení čidel teploty, tlaku a/nebo průtoku do regulačního systému.
Ve výhodném provedení obsahuje chemický plynový reaktor hlavu a komoru reaktoru, která je na výstupu připojena k alespoň jedné výstupní trubce vedoucí do vlastního vrtu. Chemický reaktor i alespoň jedna výstupní trubka jsou s výhodou tepelně izolovány.
b) Zařízení pro těžbu uhlovodíků ve vlastním vrtu zahrnuje chemický reaktor umístěný ve vlastním vrtu v pouzdru vrtu (pažnice), kde je umístěn pakr (preventer) s průchozím kanálem. Ve výhodném provedení je pakr připojen k hydraulickému nebo elektrickému ovládání pro jeho upevnění ve vrtu. Na pakru nebo pod ním je upevněna těsnicí deska, která odděluje prostor ve vrtu nad a pod pakrem, k níž je připevněna a utěsněna skupina ventilů pro ovládání jednotlivých průtoků chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu.
Těsnicí deska je výhodně opatřena závěsným mechanismem pro zavěšení na lano pro manipulaci. Pro přívod chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu se s výhodou použijí ohebné trubky.
Na spodní části pakru je umístěn chemický reaktor s komorou, přičemž chemický reaktor je od pakru oddělen tepelnou izolací, zamezující přehřívání pakru a ventilů. Pro přivádění chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu do chemického reaktoru probíhá průchozím kanálem pakru a těsnicí deskou alespoň jedna přívodní trubka pro přivádění chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu. Průchozím kanálem prochází trubka pro případné současné těžení ropy a přívodní napájecí kabely pro elektrický ohřev, a vedení pro zapojení čidel teploty a tlaku a/nebo průtoku do regulačního systému.
Přívodní trubky jsou výhodně samostatné pro přívod každého z chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu a přívodními trubkami mohou být pevné trubky nebo ohebné trubky.
V případě použití pevných trubek pro přívod chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu, může být pakr připojen k mechanickému ovládání.
Ve výhodném provedení je chemickým reaktorem plynový generátor.
Plynový generátor ve vrtu, nebo vně vrtu zahrnuje komoru generátoru s výhodou koncentrickou, opatřenou alespoň jedním s výhodou koncentrickým prvkem pro nástřik chemických reagentů alespoň jednou tryskou, na kterém se chemické reagenty promísí a rozloží na plyny a páru. Ke komoře generátoru je připevněna hlava generátoru opatřená alespoň jednou tryskou, do které jsou přiváděny přes ovládací ventily chemické reagenty, voda a/nebo vzduch.
Koncentrický prvek je s výhodou kruhový, přednostně je tvořen plechem.
Spodní strana plynového generátoru je otevřena do vrtu, bud’ přímo u generátoru ve vrtu, nebo pomocí trubky u generátoru vně vrtu.
-7 CZ 306133 B6
V dalším výhodném provedení je alespoň jeden kruhový koncentrický prvek opatřen nepřímým elektrickým ohřevem pro předehřev prvků pro zahájení chemických reakcí.
Před zahájením nastřikování je s výhodou použito ohřívání koncentrických prvků pro nástřik 5 chemických reagentů, aby došlo k jejich okamžitému rozkladu.
Exotermická rozkladová reakce chemických reagentů ohřívá koncentrické prvky pro další nástřik reagentů.
Jelikož je přívodní teplota chemických reagentů konstantní, je třeba regulovat množství spouštěcího reagentů tak, aby výstupní teplota vytvořených plynů odpovídala požadavkům. Pokud regulace spouštěcího reagentů nestačí na snížení teploty, je třeba použít inhibitoru.
Takto vzniklé plyny vystupují z plynového generátoru a vstupuji do vrtu. Při umístění generátoru 15 ve vrtu jsou zaváděny přímo pod generátor.
Při umístění generátoru vně vrtu jsou vzniklé plyny vedeny pomocí tepelně izolované trubky od generátoru do vrtu.
S výhodou je možné použít tepelně izolovanou trubku i pro vedení teplých plynů z generátoru od hlavy vrtu („Christmas Tree“) až k perforacím vrtu.
Nadále je nutné tepelně izolovat i samotný generátor.
U generátoru vně vrtu může být tvar generátoru a prvku pro nástřik chemických reagentů odlišný od kruhového.
j Objasnění výkresů
Obr. 1 - zobrazuje chemický plynový generátor umístěný mimo vrt s produktivním ložiskem těženého uhlovodíku
Obr. 2 - zobrazuje chemický plynový generátor umístěný přímo ve vrtu s produktivním ložiskem 35 těženého uhlovodíku
Příklady uskutečnění vynálezu
Předložený vynález bude nyní popsán podrobněji s odkazy na přiložené výkresy.
Na obr. 1 je znázorněno zařízení pro těžbu uhlovodíků, které je určeno pro těžbu uhlovodíků mimo vlastní vrt.
Na obr. 1 je zobrazen systém pro těžbu uhlovodíků, zejména ropy, břidlicového plynu apod., který je tvořen nádržemi 23, 24, 25 na chemické reagenty, vodu a případně na těžené uhlovodíky a další látky, přičemž každá z nádrží 23, 24, 25 je přívodními trubkami, s výhodou izolovaných, připojena k zařízení 20 pro těžbu obsahující chemický reaktor 21, a to pomocí samostatných čerpadel 26 umístěných na přívodních trubkách 22 pro dodávání vody a chemických reagentů a kompresoru na dodávání vzduchu do chemického reaktoru 21. Systém je dále opatřen regulačním zařízením pro ovládání ventilů, ke kontrole složení plynů, jejich teploty a tlaku, a monitorovacím zařízením pro monitorování celého systému.
Na obr. 1 je znázorněn systém, u něhož je zařízení 20 obsahující chemický reaktor 21 na povrchu 55 produktivního ložiska. Tento typ systému se využívá zejména v případě mělkých vrtů. Za účelem
- 8 CZ 306133 B6 těžby uhlovodíků v takovém případě, jsou nezbytná dále popsaná zařízení, která jsou umístěna na povrchu vrtu, ale zároveň v jeho bezprostřední blízkosti.
K těmto zařízením náleží čerpadla 26 na chemické reagenty a vodu a kompresor na vzduch, které jsou spojeny pomocí trubek 22 s nádržemi 23 a 24 na chemické reagenty a vodu. V případě těžby ropy náleží k pozemnímu zařízení nádrž 25 na těžené uhlovodíky, a separátor 28 ropa-plynvoda. Dalším součástí může být kompresor na regenerovaný plyn případně nádrž na regenerovaný plyn. Nedílnou součástí je regulační sestava (není na obr.), která na základě údajů o teplotě a tlaku ve vrtu v závislosti na plnění reaktoru chemickými reagenty a vodou pomocí ventilů nebo otáčkami čerpadel řídí plnění reaktoru nebo vrtu vzduchem. Součástí regulační sestavy je i měření průtoku chemických reagentů. K regulační sestavě je přidruženo monitorovací zařízení pro sledování fungování systému a probíhajících procesů. Jednotlivé prvky systému jsou pro jejich pohon spojeny s přívodem elektrické energie.
Zařízení 20 pro těžbu uhlovodíků je v případě jeho umístění mimo vrt (obr. 1) upevněno na základovém prvku 33 a je tvořeno chemickým plynovým reaktorem 21. Chemický reaktor 21 je výhodně plynovým generátorem, který je tvořen hlavou generátoru a komorou generátoru. Hlava generátoru je spojena s komorou generátoru. V hlavě generátoru jsou upevněny řídicí a bezpečnostní ventily. Řídicí ventily slouží k plnění generátoru chemickými reagenty a vodou případně vzduchem. K měření teploty a tlaku v generátoru se používají čidla teploty a tlaku.
Výstup generátoru je opatřen izolovanou trubkou, která vede přímo do vlastního vrtu. Komora generátoru je zhotovena jednotlivých prvků vytvořených z plechu. Tyto prvky mohou být jak kruhového, tak čtvercového, či jiného průřezu. Některé z těchto prvků jsou s výhodou nepřímo vyhřívány. Ohřev těchto prvků je zajištěn např. elektricky.
Proces rozkladu chemických reagentů a jeho regulace odpovídá procesu rozkladu chemických reagentů generátoru ve vrtu.
Navíc je výhodné, pokud je celé zařízení 20 tepelně izolováno.
Při umístění generátoru vně vrtu jsou vzniklé plyny vedeny pomocí tepelně izolované trubky od generátoru do vrtu.
S výhodou je možné použít tepelně izolovanou trubku i pro vedení teplých plynů z generátoru od hlavy vrtu („Christmas Tree“) až k perforacím vrtu.
Do vlastního vrtu vede z výstupu generátoru izolovaná trubka, která přivádí do vrtu chemické reagenty, vodu a/nebo vzduch o příslušné teplotě a tlaku, přičemž teplota a tlak těchto komponentů jsou řízeny pomocí regulační sestavy.
Na obr. 2 je znázorněno zařízení pro těžbu uhlovodíků, které je určeno pro těžbu uhlovodíků přímo ve vlastním vrtu.
Povrchová zařízení systému zůstávají v podstatě shodná s provedením na obr. 1.
Zařízení 20 pro těžbu uhlovodíků přímo ve vrtu se však od prvního typu odlišuje v konkrétním konstrukčním uspořádání.
Zařízení 20 pro použití přímo ve vrtu zahrnuje pouzdro 1 vrtu (pažnice), ve kterém je umístěn pakr 2 s průchozím kanálem. Na pakru 2 je upevněna těsnicí deska 3, ke které je připevněna a utěsněna skupina ventilů pro ovládání průtoku vody, vzduchu a chemických reagentů. Těsnicí deska 3 je rovněž opatřena průchozími kanály pro přivádění vody, vzduchu a/nebo chemických reagentů, jakožto kanálem pro odvádění těžených uhlovodíků, který je koncentrický s průchozím kanálem pakru 2. Ke spodní části pakru 2 je připojen chemický reaktor 11, který je od pakru 2
-9CZ 306133 B6 oddělen tepelnou izolací 6. Tepelná izolace 6 zabraňuje přehřívání pakru 2 a ventilů. Pro přivádění vody, vzduchu a/nebo chemických reagentů do chemického reaktoru je v průchozím kanálu pakru 2, těsnicí desky 3 umístěna sestava přívodních trubek.
Chemický reaktor 11 je tvořen plynovým generátorem, který zahrnuje hlavu a komoru generátoru. V hlavě generátoru je skupina trysek pro přivádění chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu do komory generátoru. K hlavě generátoru je připojena komora, ve které je umístěn alespoň jeden koncentrický prvek pro nástřik chemických reagentů. Je výhodné, pokud je v komoře generátoru umístěno více koncentrických prvků. Koncentrické prvky mohou být kruhového či čtver10 cového průřezu. Alespoň jeden z koncentrických prvků je ohříván výhodně elektricky. V komoře generátoru jsou umístěna čidla teploty a tlaku.
Do chemického reaktoru 11 jsou pomocí přívodních trubek 7 z příslušných nádrží 23, 24, které jsou shodné jako je tomu u systému popsaného s odkazem na obr. 1, přiváděny chemické reagen15 ty, voda a/nebo vzduch, za příslušných teplot a tlaků, přičemž se vytvářejí příslušné komponenty pro získávání uhlovodíků, přímo ve vrtu.
Uhlovodíky vzniklé chemickými reakcemi přímo ve vrtu se odvádějí pomocí příslušných trubek do příslušných zařízení umístěných na povrchu vrtu. Takovým zařízením může být např. separá20 tor 28 ropa-plyn-voda, kde dochází k následnému zpracování získaných uhlovodíků.
Sestava zařízení 20, to znamená generátor, pakr, ohebné trubky, ventily, měřicí komponenty, se zapouští na závěsném laně 8 pomoci speciálního jeřábu a dále se upevňuje pomocí pakru 2, a to hydraulikou 10 případně elektrickým pohonem 9 do pouzdra 1 vrtu (casing).
V průchozím kanálu sestavy pakru 2, těsnicí desky 3 a těsnění pakru prochází vedení tvořené jednotlivými trubkami 7 pro přivádění chemických reagentů, vody, vzduchu k plynovému gene. rátoru a vedení pro odvádění směsi ropa-voda-vzduch a dále přívodní napájecí kabely.
«30 Vedení chemických reagentů, vody a vzduchuje tvořené jednotlivými přívodními trubkami, které jsou pevné nebo ohebné. V případě, že je pakr 2 připojen pomocí pevných trubek, pak je ovládán mechanicky.
Řídicí ventily 4 jsou připojeny k regulační sestavě pro ovládání průtoku chemických reagentů, 35 vody a/nebo vzduchu. K regulační sestavě jsou připojena rovněž čidla 14 pro měření teploty a tlaku. Jak v generátoru, tak pod generátorem jsou umístěna čidla teploty a tlaku. Na základě naměřených hodnot teploty a tlaku se reguluje přiváděné množství chemických reagentů, vody, nebo vzduchu do generátoru a případně teplota generátoru.
Protože se v generátoru musí regulovat teplota, je třeba, aby čidlo teploty bylo umístěno v generátoru. Je výhodné, pokud je další čidlo teploty umístěno pod generátorem za účelem měření teploty plynu po dokončené reakci.
Plynový generátor může být výhodně tvořen sestavou z koncentrických trubek vytvořených vý45 hodně z nerezové oceli, nebo jiných materiálů s dobrou tepelnou vodivostí avšak s dobrou odolností proti chemickým reagentům, proti korozi apod. Některé plechy jsou opatřeny elektrickým ohřevem, kterým jsou předehřívány prvky výhodně koncentrické, při zahájení reakcí. Jelikož jsou chemické reakce exotermické, jsou později tyto prvky ohřívány těmito reakcemi a místo ohřívání se musí prvky chladit vodou, aby jejich teplota byla v rozmezí 200 a 250 °C.
Elektrický předehřev 5 koncentrických prvků je proveden pomocí kabelu, který probíhá z povrchu vně vrtu, až do generátoru.
- 10CZ 306133 B6
Mezi koncentrickými prvky v hlavě generátoru jsou umístěny trysky, kterými jsou vstřikovány chemické reagenty, voda a/nebo vzduch na předehřáté koncentrické prvky, kde dojde ke smísení a zreagování.
Chemické reagenty, voda a/nebo vzduch jsou do plynového generátoru přiváděny jednotlivými separátními trubkami 7 z povrchu vrtu, a to pomocí čerpadel nebo kompresorů přes řídicí nebo přetlakové ventily 4, které jsou umístěny nad pakrem 2, a jsou vedeny skrze pakr 2 a přes trysky 12 do generátoru 11.
Tyto trubky 7 mohou být pevné trubky (tzv. „injection line“), nebo ohebné trubky („coiled tubing“).
Mezi pakrem a plynovým generátorem se nachází tepelná izolace 6. Tepelná izolace zabraňuje přehřívání pakru, s výhodou termopakru a ventilů.
Pakr je umístěn ve vrtu asi 60 m nad horní perforaci vrtu.
Je důležité poznamenat, že pokud je sloj tenká, to znamená cca do 20 m, pak se použije jen jeden pakr, jak bylo již popsáno.
Jestliže je sloj silná nad 20 m a ve vrtu jsou minimálně dvě perforace s minimálním odstupem od sebe 10 m a je třeba zároveň těžit a plnit, potom je třeba s výhodou použít i druhý pakr. Takže jeden pakr s generátorem a celým systémem pro vývin plynů je umístěn, jak již bylo popsáno asi 60 m nad horní perforací a druhý pakr je umístěn mezi spodní a horní perforací, aby se vytvořil tlakový rozdíl mezi plněním a odběrem. V takovém případě je spodní pakr, s výhodou termopakr mechanicky spojen s horním pakrem pomocí koncentrické trubky skrze horní pakr až ke spodnímu pakru. Spodní pakr se může usadit buď mechanicky, hydraulicky, nebo pomoci elektrického systému. S výhodou je spodní pakr na jeho horní části opatřen termickou izolací a přívodem vody pro jeho ochlazování, aby jeho teplota nepřestoupila maximální povolenou hodnotu danou materiálem těsnění pakru.
Vzhledem k tomu, že při rozkladu chemických reagentů se vytváří korozivní látky, které způsobují korozi pouzdra vrtu, výhodně se využije opatření proti korozi, a to metoda obětní anody. Jako obětní anoda se využije materiál jako je zinek nebo jiné kovy, které se vloží, spustí do prostoru pod plynový generátor nad perforaci vrtu, čímž se zamezí korozi pouzdra vrtu (casing) mezi generátorem a perforací.
Jinou využitelnou metodou je přimíchání určitých fosfátů do chemických reagentů.
Způsob těžby ropy podle vynálezu
Těžba ropy pomocí tohoto vynálezu probíhala v produktivním ložisku (sloji) nacházejícím se v hloubce 1295 až 1340 stop.
Použita byla soustava těsnění (pakr) - plynový generátor zapuštěný přímo ve vrtu v souladu s obr. 2.
Následující data charakterizují procesní kroky a výsledky těžby v tomto konkrétním vrtu:
Pakr s plynovým generátorem zapuštěn do hloubky: 1210 stop
Tlak v produktivním ložisku před aplikací 150 psi
Teplota v produktivním ložisku před aplikací: 29° C
- 11 CZ 306133 B6
Reagenty (Chemikálie): ;
A = 65% NH4NO3 rozpuštěný ve vodě + 7% NH4C1 + 1,2% H3PO4
Β = 37% NaNO2 + 12% NaN03 + 51% H2O (tzv. „tech-grade sodium nitrite“)
| 5 trubka 1: | reagent A |
| trubka 2: | reagent B |
| trubka 3: | voda |
| trubka 4: | vzduch |
| trubka 5: | elektro, teplota, tlak, ovládání ventilu, |
| 10 trubka 6: | hydraulika na usazení pakru |
Příprava pro těžbu s technologickou návazností:
- zapuštění systému pakr-generátor-trubky-ventily, pomocí lana do vrtu;
- připevnění trubky 6 na hydraulický systém;
- usazení pakru ve vrtu, cca. 100 m nad perforací;
- upevnění lana a trubek na hlavě vrtu;
- připevnění trubek 1 až 3 přes průtokové měřiče a ventily na pumpy;
- připevnění trubky 4 přes přetlakový a odpouštěcí ventil na kompresor;
- připevnění vedení z trubky 5 na řídicí a regulační systém;
- připojení nádrží na chemikálie a vodu;
- připojení pump, kompresoru a řídicí stanice na elektrickou síť.
Vlastní postup těžby (proces):
. - Čištění generátoru se vzduchem 30 s
- Ohřátí desek generátoru na 150 °C
- Vstřikování při průtoku reagentů A= 0,3 l/s a reagentů B= 0,3 l/s
... - Vypnutí ohřívání ífe Teplota pod pakrem stoupla na 285 °C během 3 min.
f - Krátce vstřik vody do generátoru:
- Průtok reagentů B zmenšen na 0,21 l/s,
Teplota na 255 °C
- Nadále probíhá regulace reagentů B (0,05 až 0,2 l/s): Teplota kolísala mezi 240 až 260 °C;
Tlak se zvýšil během 30 min asi na 285 psi a zůstává téměř konstantní
- Po 250 min přerušení procesu kvůli netěsnosti potrubí trubky 2 na výstupu pumpy, Teplota klesla na 225 °C, tlak se snížil nevýrazně
- Generátor byl vymyt asi 20 1 vody:
Teplota opět poklesla.
- Proces byl opět nastartován bez ohřevu desek generátoru: Během 10 min se proces ustálil
- Po 31 hodinách byl vyčerpán tank reagentů A (30 m3), tank reagentů B asi z 60 %:
Krátké přerušení a napojení druhého tanku reagentů A. Během provozu napojení nového tanku reagentů B
- Provoz pokračuje dalších asi 30 hodin
- Poté přerušení provozu, vymytí reaktoru vodou.
V generátoru zreagovalo: 60 m3 reagentů A a 46 m3 reagentů B
- 12 CZ 306133 B6
- po 30 hodinách tlak poklesl na cca 220 psi
- otevření odpouštěcího ventilu a připojení na separátor ropa-plyn-voda:
- ropa s vodou tekla, bez pumpování, cca 3 hodiny
- po 5 hodinách - odpojení trubek od zařízení
- připevnění trubek a lana na zapouštěcí zařízení
- hydraulické odpojení pakru
- vytažení trubek a soustavy pakr-plynový generátor z vrtu.
- připojení pumpy na ropu do vrtu a zapojení na separátor ropa-plyn-voda.
- těžba ropy
Účinek:
Po aplikaci výše uvedeného postupu došlo ke zvýšené produkci ropy průměrně od 954 1 (6 barelů)/den do 6360 1 (40 barelů)/den po dobu 6 měsíců.
Odborníkům v dané oblasti techniky je zcela zřejmé, že popsané systémy pro těžbu uhlovodíků mohou obsahovat další technické prvky, které jsou výhodné, avšak pro vynález nejsou podstatou definovaných systémů ani zařízení. Pro fungování popsaných systémů jsou výhodné, přičemž však nejsou nezbytně nutné, a to např. v závislosti na přírodních podmínkách či závazných předpisech platných v dané oblasti těžby.
Claims (32)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob těžby uhlovodíků, zejména ropy, břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených exotermními chemickými reakcemi, vyznačující se tím, že se uvedené plyny vyrábějí z přivedených chemických reagentů, vzduchu a/nebo vody v chemickém reaktoru, přičemž takto vzniklé plyny se regulovaně, bez použití dalších podpůrných hnacích prostředků, přivádějí do produktivního ložiska a účinkem své zvýšené teploty a tlaku ohřívají a vytlačují z produktivního ložiska tyto uhlovodíky.
- 2. Způsob těžby uhlovodíků, podle nároku 1, vyznačující se tím, že se uvedený chemický reaktora) umístí mimo vlastní vrt, přičemž se vzniklé plyny z chemického reaktoru zavádějí alespoň jedním přívodem do vrtu až do prostoru souvisejícím s produktivním ložiskem, nebob) se umístí přímo ve vrtu a vzniklé plyny se následně zavádějí přímo do prostoru souvisejícím s produktivním ložiskem.
- 3. Způsob těžby uhlovodíků, podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se chemický reaktor předehřívá pomocí elektrického proudu.
- 4. Způsob těžby uhlovodíků, podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se chemický reaktor ve vrtu chladí pomocí vody a/nebo vzduchu.
- 5. Způsob těžby uhlovodíků, podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se množství vznikajících plynů v chemickém reaktoru, jejich teplota a/nebo tlak se před odvedením do prostoru produktivního ložiska reguluje pomocí regulačního členu.
- 6. Způsob těžby uhlovodíků, podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se reguluje přiváděné množství chemických reagentů, vzduchu a/nebo vody na vstupu do chemického reaktoru pro výsledné složení, teplotu a/nebo tlak vycházejících plynů.- 13 CZ 306133 B6
- 7. Způsob těžby uhlovodíků podle nároků 1 až 6, v y z n a č uj í c í se tím, že se před zavedením vzniklých plynů do vrtu tyto plyny případně mísí s regenerovaným plynem z vrtu odděleného od těženého uhlovodíku, nebo stejného vrtu při současném zavedení plynu do vrtu a těžbě uhlovodíku.
- 8. Způsob těžby uhlovodíků podle nároků laž7, vyznačující se tím, že teplota vzniklých plynů je v rozmezí od asi 200 do asi 300 °C a tlak vůči samotnému tlaku v produktivním ložisku v místě těžby dosahuje až asi 3 MPa v závislosti na permeabilitě složení ložiska.10
- 9. Způsob těžby uhlovodíků podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se spolu s plyny do produktivního ložiska uhlovodíku přivádí odlišným přívodem vzduch a/nebo kyslík pro přímou oxidaci uhlovodíku v produktivním ložisku vrtu.
- 10. Způsob těžby uhlovodíků podle nároku 2, vyznačující se tím, že se chemický 15 reaktor umístí ve vrtu mezi těsnění-pakr a horní perforací pouzdra vrtu propojenou s prostorem produktivního ložiska.
- 11. Způsob těžby uhlovodíků podle nároku 10, vyznačující se tím, že se chemický reaktor umístí ve vrtu mezi těsnění-pakr a asi 50 až 100 m nad horní perforací pouzdra vrtu pro20 pojenou s prostorem produktivního ložiska.
- 12. Způsob těžby uhlovodíků podle nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že chemickým reaktorem je chemický plynový generátor.25
- 13. Způsob těžby uhlovodíků podle nároku 1, vyznačující se tím, že chemickým reagentem pro vznik plynů je vodný roztok dusičnanu amonného (NH4NO3), nebo ve směsi s: - dusitanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K;- dusičnanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K;' - chloridem amonným, nebo s chloridem amonným a dusitanem alkalického kovu, jímž je Li, ?b Na nebo K, nebo s chloridem amonným, dusitanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K. a dusičnanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K;- dusičnanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K. a chlornanem alkalického kovu, jímž je Li, Na nebo K, nebo s chlornanem sodným (NaClO) nebo borohydridem kovu, například borohydridem sod35 ným, nahrazující ve směsi dusitan sodný.
- 14. Způsob těžby uhlovodíků podle nároku 1, vyznačující se tím, že chemickým reagentem pro vznik plynů je vodný roztok směsi dusičnanu sodného (NaNOj) a dusitanu sodného (NaNO2) nebo směsi jejich draselných solí, nebo s chlornanem sodným (NaClO) nebo boro40 hydridem kovu, například borohydridem sodným, nahrazující ve směsi dusitan sodný.
- 15. Způsob těžby uhlovodíků podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že sek uvedeným chemickým reagentům dále přidává silné oxidační činidlo jako je například sacharóza Ci2H22Oii.
- 16. Systém pro provádění těžby uhlovodíků zejména ropy, břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených chemickými reakcemi podle nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že zahrnuje:i) zařízení pro těžbu uhlovodíků obsahující chemický reaktor pro vytváření plynů z přivedených 50 chemických reagentů, vzduchu a/nebo vody, přičemž zařízení pro těžbu uhlovodíků je umístěno mimo vlastní vrt, avšak v bezprostřední blízkosti vrtu;ii) alespoň jednu trubku, připojenou k chemickému reaktoru a vedoucí z chemického reaktoru vytvořené plyny a páru přímo do vlastního vrtu;- 14CZ 306133 B6 iii) alespoň jednu trubku, pro odvádění vytěžených uhlovodíků, ropy a/nebo plynu, vedoucí z vlastního vrtu na povrch vrtu, přičemž alespoň jedna trubka je pomocí čerpadel spojena s pozemním příslušenstvím systému, zejména se separátorem ropa-plyn-voda a nádrží na těžené uhlovodíky;iv) alespoň jednu přívodní trubku, spojující zařízení pro těžbu uhlovodíků s nádržemi na vodu, na chemické reagenty a/nebo vzduch; přičemž nádrže na vodu, chemické reagenty a/nebo vzduch a v případě těžby ropy i nádrže na ropu apod. jsou umístěny vně vlastního vrtu a zároveň v jeho blízkosti, přičemž zařízení s chemickým reaktorem je připojeno alespoň jednou přívodní trubkou přes příslušné regulační ventily a/nebo čerpadla k alespoň jedné nádrži na vodu, chemické reagenty, na těžené uhlovodíky a na kompresory na vzduch a/nebo separovaný plyn ze separátoru ropa-plyn-voda;v) regulační sestavu navazující na ventily spolupracující se zařízením pro těžbu uhlovodíků pro řízení reakcí na základě údajů z čidel teploty, tlaku a/nebo průtoku a v závislosti na vlastnostech a množství vzniklých plynů; a vi) monitorovací zařízení pro sledování probíhajících reakcí a procesů, připojené k regulační sestavě.
- 17. Systém pro provádění těžby uhlovodíků zejména ropy, břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených chemickými reakcemi podle nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že zahrnuje:i) zařízení pro těžbu uhlovodíků zahrnující chemický reaktor pro vytváření plynů z přivedených chemických reagentů, vzduchu a/nebo vody, přičemž zařízení pro těžbu uhlovodíků je umístěno přímo ve vlastním vrtu a systém dále zahrnuje;ii) alespoň jednu přívodní trubku spojující zařízení pro těžbu uhlovodíků s nádržemi na chemické reagenty, vodu, a/nebo vzduch, přičemž nádrže na vodu, chemické reagenty a/nebo vzduch a v případě těžby ropy i nádrže na ropu apod. jsou umístěné vně vlastního vrtu a zároveň v jeho blízkosti, přičemž zařízení s chemickým reaktorem je připojeno alespoň jednou přívodní trubkou přes příslušné regulační ventily a/nebo čerpadla k alespoň jedné nádrži na vodu, chemické reagenty, na těžené uhlovodíky a na kompresory na vzduch a/nebo separovaný plyn;iii) alespoň jednu trubku pro odvádění vytěžených uhlovodíků, ropy a/nebo plynu, vedoucí z vlastního vrtu na povrch vrtu, přičemž alespoň jedna trubka je pomocí čerpadel spojena s pozemním příslušenstvím systému, zejména se separátorem ropa-plyn-voda a nádrží na těžené uhlovodíky;iv) regulační sestavu navazující na ventily spolupracující se zařízením pro těžbu uhlovodíků pro řízení reakcí na základě údajů z čidel teploty, tlaku a průtoku a v závislosti na vlastnostech a množství vzniklých plynů;v) monitorovací zařízení pro sledování probíhajících reakcí a procesů, připojené k regulační sestavě.
- 18. Systém pro provádění způsobu těžby uhlovodíků podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se t í m , že chemickým reaktorem je chemický plynový generátor.
- 19. Systém pro provádění způsobu těžby uhlovodíků podle nároku 16 nebo 17a 18, vyznačující se tím, že regulační sestava je spojena s čidly teploty, tlaku a/nebo průtoku chemických reagentů a vody, přičemž čidla teploty a tlaku jsou umístěna v plynovém chemickém generátoru a v blízkosti perforací ve vrtu.
- 20. Systém pro provádění těžby uhlovodíků podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že chemický reaktor, přívodní i výstupní trubka jsou tepelně izolovány.
- 21. Zařízení pro těžbu uhlovodíků, zejména ropy, břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených chemickými reakcemi způsobem podle kteréhokoliv z nároků 1 až 15, a pracující v systému podle nároků 16, 18 až 20, vyznačující se tím, že zařízení pro těžbu uhlovo-- 15 CZ 306133 B6 díků je tvořeno chemickým reaktorem (21), který je umístěn vně vrtu na základovém prvku (33), a je připojen na alespoň jednu trubku pro přívod chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu, chemický reaktor je opatřen přívodními kabely pro elektrický ohřev a vedením pro zapojení čidel teploty, tlaku a/nebo průtoku do regulační sestavy a alespoň jednou trubkou připojenou k che5 mickému reaktoru a vedoucí z chemického reaktoru vytvořené plyny a páru přímo do vlastního vrtu.
- 22. Zařízení pro těžbu uhlovodíků, zejména ropy, břidlicového plynu apod. z vrtu pomocí plynů vyrobených chemickými reakcemi způsobem podle kteréhokoliv z nároků 1 až 15, a pracující v 10 systému podle nároků 17 až 20, vyznačující se tím, že zařízení pro těžbu uhlovodíků zahrnuje pouzdro (1) ve vrtu, ve kterém je umístěn pakr (2) s průchozím kanálem, na pakru (2) nebo pod ním je upevněna těsnicí deska (3), k níž je připevněna a utěsněna skupina ventilů (4) pro ovládání jednotlivých průtoků chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu; těsnicí deska (3) je opatřena průchozím kanálem, koncentrickým s průchozím kanálem pakru (2); na spodní části 15 pakru (2) je umístěn chemický reaktor (5) s komorou, přičemž chemický reaktor (5) je od pakru (2) oddělen tepelnou izolací (6) zamezující přehřívání pakru (2) a ventilů (4); pro přivádění chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu do chemického reaktoru (6) probíhá průchozím kanálem alespoň jedna přívodní trubka (7) pro přivádění chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu.20
- 23. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároku 22, vyznačující se tím, že těsnicí deska (3) je opatřena závěsným mechanismem pro zavěšení na závěsné lano (8) pro manipulaci se zařízením pro těžbu uhlovodíků při použití ohebných přívodních trubek.
- 24. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároku 22, vyznačující se tím, že průcho25 zími kanály v pakru (2), těsnicí desce (3) a těsnění pakru (2) prochází alespoň jedna přívodní7 trubka pro přivádění chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu do plynového generátoru a alespoň jedna trubka pro čerpání těžených uhlovodíků, zejména ropy a přívodní napájecí kabely pro .v elektrický ohřev, a vedení pro zapojení snímačů teploty a tlaku do regulační a monitorovací set stavy.
- 25. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároku 22, vyznačující se tím, že pakr (2) je připojen k hydraulickému nebo elektrickému ovládání pro jeho upevnění ve vrtu.
- 26. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároků 21 a 22, vyznačující se tím, že pří35 vodní trubky jsou samostatné pro přívod každého z chemických reagentů, vody a/nebo vzduchu.
- 27. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároku 26, vyznačující se tím, že přívodní trubky jsou pevné trubky nebo ohebné trubky.40
- 28. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároků 22 a 27, vyznačující se tím, že pakr (2) je připojen k mechanickému ovládání v případě použití pevných trubek.
- 29. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároku 21 nebo 22, vyznačující se tím, že chemickým reaktorem je plynový generátor.
- 30. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároku 29, vyznačující se tím, že plynový generátor zahrnuje komoru generátoru opatřenou alespoň jedním prvkem, výhodně koncentrickým, pro nástřik chemických reagentů, a hlavu generátoru opatřenou alespoň jednou tryskou pro chemické reagenty a vodu, přičemž ke generátoru jsou dále připojeny ovládací ventily pro plnění 50 generátoru chemickými reagenty a vodou a/nebo vzduchem.
- 31. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároku 30, vyznačující se tím, že koncentrický prvek, výhodně kruhový, je tvořen plechem.- 16CZ 306133 B6
- 32. Zařízení pro těžbu uhlovodíků podle nároku 31, vyznačující se tím, že alespoň jeden kruhový koncentrický prvek je opatřen elektrickým ohřevem pro předehřev prvků pro zahájení chemických reakcí.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-243A CZ306133B6 (cs) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Způsob těžby uhlovodíků pomocí plynů, systém a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| US15/303,034 US20170037716A1 (en) | 2014-04-09 | 2015-04-08 | A method for the recovery and exploration of hydrocarbons from a subterraneous reservoir by means of gases, a system and an apparatus for the execution of the method |
| PCT/IB2015/000451 WO2015155589A1 (en) | 2014-04-09 | 2015-04-08 | A method for the recovery and exploration of hydrocarbons from a subterraneous reservoir by means of gases, a system and an apparatus for the execution of the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-243A CZ306133B6 (cs) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Způsob těžby uhlovodíků pomocí plynů, systém a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014243A3 CZ2014243A3 (cs) | 2015-10-29 |
| CZ306133B6 true CZ306133B6 (cs) | 2016-08-17 |
Family
ID=53051842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-243A CZ306133B6 (cs) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | Způsob těžby uhlovodíků pomocí plynů, systém a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20170037716A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ306133B6 (cs) |
| WO (1) | WO2015155589A1 (cs) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2870879C (en) | 2012-05-29 | 2020-04-07 | Saudi Arabian Oil Company | Enhanced oil recovery by in-situ steam generation |
| NO339211B1 (en) * | 2015-01-22 | 2016-11-14 | Kongsberg Oil & Gas Tech As | Storage system and flexible bag element for storing a fluid |
| CZ307274B6 (cs) * | 2015-09-10 | 2018-05-09 | Dmitri Anatoljevich Lemenovski | Způsob těžby uhlovodíků včetně velmi těžkých s využitím chemických reakcí generujících plyny |
| EP3371272B1 (en) | 2015-11-05 | 2021-04-14 | Saudi Arabian Oil Company | Triggering an exothermic reaction for reservoirs using microwaves |
| US10989029B2 (en) * | 2015-11-05 | 2021-04-27 | Saudi Arabian Oil Company | Methods and apparatus for spatially-oriented chemically-induced pulsed fracturing in reservoirs |
| CN106304446B (zh) * | 2016-10-14 | 2023-05-05 | 吉林大学 | 一种井内流体电加热器 |
| CN110847871B (zh) * | 2018-08-20 | 2021-11-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种自生热剂及其应用 |
| US11215043B2 (en) | 2019-05-07 | 2022-01-04 | Saudi Arabian Oil Company | Methods for recovering petroleum by reducing geological formation break-down pressures |
| US11578549B2 (en) | 2019-05-14 | 2023-02-14 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| US10927627B2 (en) | 2019-05-14 | 2021-02-23 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| US11255147B2 (en) | 2019-05-14 | 2022-02-22 | DynaEnergetics Europe GmbH | Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore |
| US11204224B2 (en) | 2019-05-29 | 2021-12-21 | DynaEnergetics Europe GmbH | Reverse burn power charge for a wellbore tool |
| WO2020251578A1 (en) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-component downhole treatment |
| CN110344787B (zh) * | 2019-07-16 | 2021-10-22 | 胜利方兰德石油装备股份有限公司 | 一种具有多段注汽封隔件的抽油机*** |
| CN112502679A (zh) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 驱油实验装置及驱油实验方法 |
| CN113294767B (zh) * | 2021-04-29 | 2022-02-22 | 西安交通大学 | 分段式空气供给的超临界多元热流体发生***及方法 |
| US11828138B2 (en) * | 2022-04-05 | 2023-11-28 | Saudi Arabian Oil Company | Enhanced carbon capture and storage |
| WO2023225486A1 (en) * | 2022-05-15 | 2023-11-23 | Advantek Waste Management Services, Llc | Injecting dissolved carbon dioxide into a subterranean formation |
| US11753889B1 (en) | 2022-07-13 | 2023-09-12 | DynaEnergetics Europe GmbH | Gas driven wireline release tool |
| US11913322B1 (en) * | 2022-10-06 | 2024-02-27 | Saudi Arabian Oil Company | Method and system for maximum oil recovery in a multi-purpose well |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4895206A (en) * | 1989-03-16 | 1990-01-23 | Price Ernest H | Pulsed in situ exothermic shock wave and retorting process for hydrocarbon recovery and detoxification of selected wastes |
| WO2002103152A1 (en) * | 2001-06-18 | 2002-12-27 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Hydrothermal drilling method and system |
| WO2006063200A2 (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-15 | Smith David R | Method and apparatus to deliver energy in a well system |
| US20080217008A1 (en) * | 2006-10-09 | 2008-09-11 | Langdon John E | Process for dispersing nanocatalysts into petroleum-bearing formations |
| WO2010043239A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | Tctm Limited | Gas evolving oil viscosity diminishing compositions for stimulating the productive layer of an oil reservoir |
| RU2447276C1 (ru) * | 2010-10-21 | 2012-04-10 | Николай Николаевич Клинков | Способ термического воздействия на нефтесодержащие и/или керогеносодержащие пласты с высоковязкой и тяжелой нефтью и устройство для его осуществления |
| CN102936493A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-20 | 吉林冠通能源科技有限公司 | 一种用于低渗透气井加氢热气化学增产的溶液组份 |
| CN102942913A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-27 | 吉林冠通能源科技有限公司 | 一种应用于浅井加氢热气化学增产的溶液组份 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4475596A (en) * | 1983-01-31 | 1984-10-09 | Papst Wolfgang A | Well stimulation system |
| WO2009051936A2 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-23 | Schlumberger Canada Limited | Methods and apparatus to change the mobility of formation fluids using thermal and non-thermal stimulation |
-
2014
- 2014-04-09 CZ CZ2014-243A patent/CZ306133B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-04-08 US US15/303,034 patent/US20170037716A1/en not_active Abandoned
- 2015-04-08 WO PCT/IB2015/000451 patent/WO2015155589A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4895206A (en) * | 1989-03-16 | 1990-01-23 | Price Ernest H | Pulsed in situ exothermic shock wave and retorting process for hydrocarbon recovery and detoxification of selected wastes |
| WO2002103152A1 (en) * | 2001-06-18 | 2002-12-27 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Hydrothermal drilling method and system |
| WO2006063200A2 (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-15 | Smith David R | Method and apparatus to deliver energy in a well system |
| US20080217008A1 (en) * | 2006-10-09 | 2008-09-11 | Langdon John E | Process for dispersing nanocatalysts into petroleum-bearing formations |
| WO2010043239A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | Tctm Limited | Gas evolving oil viscosity diminishing compositions for stimulating the productive layer of an oil reservoir |
| RU2447276C1 (ru) * | 2010-10-21 | 2012-04-10 | Николай Николаевич Клинков | Способ термического воздействия на нефтесодержащие и/или керогеносодержащие пласты с высоковязкой и тяжелой нефтью и устройство для его осуществления |
| CN102936493A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-20 | 吉林冠通能源科技有限公司 | 一种用于低渗透气井加氢热气化学增产的溶液组份 |
| CN102942913A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-27 | 吉林冠通能源科技有限公司 | 一种应用于浅井加氢热气化学增产的溶液组份 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015155589A1 (en) | 2015-10-15 |
| CZ2014243A3 (cs) | 2015-10-29 |
| US20170037716A1 (en) | 2017-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ306133B6 (cs) | Způsob těžby uhlovodíků pomocí plynů, systém a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| RU2578232C2 (ru) | Устройства и способы добычи углеводородов | |
| EP2646646B1 (en) | Method and apparatus for thermally treating an oil reservoir | |
| US8312924B2 (en) | Method and apparatus to treat a well with high energy density fluid | |
| US20080078552A1 (en) | Method of heating hydrocarbons | |
| RU2576267C1 (ru) | Способ комбинированного воздействия на пласты, содержащие углеводороды и/или твердые органические вещества, и устройство для осуществления способа | |
| RU2363837C2 (ru) | Способ и установка для термогазохимического воздействия на нефтяной пласт и освоения эксплуатационных и нагнетательных скважин | |
| CN106437669A (zh) | 一种用于深部干热岩地层开采的热裂解造缝方法及*** | |
| WO2016097845A1 (en) | Method of simultaneous introducing of two or more than two chemical substances and/or water into a subterraneous hydrocarbon formation and/or control of the rate of chemical reactions of these substances, and a device for implementation of this method | |
| WO2019240627A1 (ru) | Способ термохимической обработки нефтяного пласта | |
| RU2429346C1 (ru) | Способ разработки месторождения высоковязкой нефти с использованием внутрипластового горения | |
| WO2018160156A1 (ru) | Способ комплексного воздействия на околоскважинную зону продуктивного пласта | |
| RU2396305C1 (ru) | Способ получения водорода из угольного пласта | |
| RU2424427C1 (ru) | Способ добычи газа из газовых гидратов | |
| RU2433255C1 (ru) | Способ разработки месторождения газовых гидратов | |
| RU2546694C1 (ru) | Способ стимулирования процесса добычи нефти | |
| RU2569375C1 (ru) | Способ и устройство для подогрева продуктивного нефтесодержащего пласта | |
| RU2550636C1 (ru) | Способ освоения и эксплуатации скважины с высоковязкой нефтью | |
| RU2605852C1 (ru) | Способ инициирования и управления процессом экзотермической реакции термогазохимического воздействия на пласт в скважине | |
| RU159925U1 (ru) | Устройство для подогрева продуктивного нефтесодержащего пласта | |
| RU2726693C1 (ru) | Способ повышения эффективности добычи углеводородов из нефтекерогеносодержащих пластов и технологический комплекс для его осуществления | |
| RU2812983C1 (ru) | Способ добычи высоковязкой нефти с внутрискважинной тепловой активацией бинарного раствора | |
| RU2704684C1 (ru) | Способ добычи высокотехнологичной нефти и технологический комплекс для его осуществления | |
| RU2569382C1 (ru) | Скважинный газогенератор | |
| RU2583797C2 (ru) | Способ создания очага горения в нефтяном пласте |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20170409 |