RU2480579C2 - Способ добычи битумов или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, установка для его осуществления и способ эксплуатации этой установки - Google Patents
Способ добычи битумов или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, установка для его осуществления и способ эксплуатации этой установки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2480579C2 RU2480579C2 RU2011114802/03A RU2011114802A RU2480579C2 RU 2480579 C2 RU2480579 C2 RU 2480579C2 RU 2011114802/03 A RU2011114802/03 A RU 2011114802/03A RU 2011114802 A RU2011114802 A RU 2011114802A RU 2480579 C2 RU2480579 C2 RU 2480579C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- steam
- turbine
- oil fraction
- industrial turbine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 62
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 28
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 26
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 18
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 16
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 claims 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000010796 Steam-assisted gravity drainage Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000003027 oil sand Substances 0.000 description 5
- 238000010794 Cyclic Steam Stimulation Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 101100494355 Mus musculus C1d gene Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000010771 distillate fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
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
- 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
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2406—Steam assisted gravity drainage [SAGD]
- E21B43/2408—SAGD in combination with other methods
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к способу добычи битумов и/или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, при котором вязкость битума и/или особо тяжелой фракции нефти снижают на месте эксплуатации. Обеспечивает повышение эффективности способа и надежности устройства. Сущность изобретений: по способу в месторождение подают энергию, с одной стороны, в форме пара, а с другой стороны - в форме электрической энергии для индуктивного и/или резистивного электрического нагрева. Энергию для выработки пара и одновременно для электрического нагрева децентрализовано вырабатывают на месте добычи. Для этого часть добытого битума и/или особо тяжелой фракции нефти применяют для эксплуатации промышленной турбины со связанным генератором. При этом, с одной стороны, включенным за промышленной турбиной генератором вырабатывают электрическую мощность для нагрева. С другой стороны, относящийся к промышленной турбине котел служит для генерации пара посредством выпаривания воды. Также предусмотрен, по меньшей мере, один блок скважин, к которому подают выработанную в генераторе электрическую мощность и мощность в форме пара в соотношении от 1 к 3 до 1 к 4. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к способу добычи битумов и/или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, при котором вязкость битума и/или особо тяжелой фракции нефти снижается “in situ” (на месте эксплуатации), для чего в месторождение подается энергия, с одной стороны, в форме пара, протекающего через месторождение, а с другой стороны - электрический нагрев. Наряду с этим изобретение также относится к соответствующей установке и способу эксплуатации этой установки.
При способе “in situ” добычи битумов из нефтеносного песка посредством пара (например, циклической стимуляцией паром (CSS), поддерживаемого паром гравитационного дренажа (SAGD)), требуются большие количества водяного пара для нагрева битума в месторождении. Обычно применяется пар с температурой 250оС и качеством 0,95, то есть практически в перегретом состоянии. Хотя этот пар имеет очень высокое содержание энергии, возникают очень большие количества воды, которые вместе с нефтью вновь транспортируются на земную поверхность и там должны утилизироваться.
Применение дополнительного электрического нагрева резервуара уже описано в DE 10 2007 008 292 А1, а также в более ранних неопубликованных немецких патентных заявках AZ 10 2007 036 832.3, AZ 10 2007 040 605.5 и AZ 10 2007 040 607.1 и может успешно демонстрироваться с помощью математического моделирования. Специально в случае предложенного там дополнительного индуктивного нагрева говорят об электромагнитном (ЕМ) SAGD-способе.
Сравнительно высокая стоимость для электрической мощности снижает, во всяком случае по сравнению с энергией в форме пара, экономическое преимущество последних предложений.
На практике основанная на электрическом нагреве добыча битума из нефтеносного песка коммерчески еще не используется. При известных экспериментальных установках, которые используют чисто электрический, резистивный нагрев, электрическая мощность берется из сети.
Пар для SAGD- или CSS-способов вырабатывается в отдельных паровых котлах, которые типично отапливаются природным газом (например, Suncor's Millenium Project aus “Canadas Oilsands and Heavy Oil”, April 2000, http://www.centreforenergy.com/documents/187.pdf - S.23) или битумом. Также было предложено, из имеющихся GuD-установок, электрическая энергия которых возвращается в сеть, для вышеописанной цели отводить технологический пар. Поэтому эти установки всегда размещены центрально и стационарно, причем передача энергии влечет за собой потери, которыми нельзя пренебречь.
Исходя из этого задачей изобретения является предложить концепцию способа, с помощью которой можно улучшить экономичность уже предложенных способов. Наряду с этим должна быть предложена соответствующая установка с соответствующим способом эксплуатации.
Указанная задача в соответствии с изобретением решается способом согласно пункту 1 формулы изобретения. Соответствующая установка приведена в пункте 11 формулы изобретения. Предпочтительный способ ее эксплуатации является предметом еще одного независимого пункта 24. Варианты осуществления способа, установки и соответствующего способа эксплуатации приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предметом изобретения является техническая концепция для добычи битумов или особо тяжелых фракций нефти из нефтеносных песков, которая отличается автономным энергоснабжением и экономически очень выгодной добычей. Необходимые для этого средства производства предоставляются соответствующей изобретению установкой.
С помощью изобретения предложен производственный принцип добычи битумов или особо тяжелых фракций нефти, в особенности, из нефтеносных песков, при котором используется промышленная турбина, которая комбинируется с генератором и котлом-утилизатором или отдельно обогреваемым котлом. Промышленная турбина может быть либо газовой турбиной, либо паровой турбиной.
В соответствии с изобретением можно при факультативном применении газовой турбины или паровой турбины применять либо котел-утилизатор, либо обогреваемый котел. В котлах-утилизаторах при выработке электрической энергии вырабатывается отходящее тепло. Котел-утилизатор с помощью блока клапанов снабжается производственной водой, которая посредством отводимого тепла газовой турбины превращается в пар. Выработанный таким образом пар подается в коллекторный блок. При отдельно обогреваемом котле, напротив, из подводимой извне воды может аналогичным образом вырабатываться пар как для SAGD-способа, так и для генерации электрической мощности посредством паровой турбины.
При необходимости, в рамках изобретения можно также комбинировать газовую турбину и паровую турбину. При этом отходящее тепло при генерации электрической мощности используется в газовой турбине. В обогреваемом котле может затем пар вырабатываться по бойлерному принципу, если используемый из газовой турбины отходящий газ не достаточен для выработки пара котла-утилизатора. На получаемом при этом избытке пара работает паровая турбина.
В обеих альтернативах часть добываемого битума, предпочтительно 20%, сжигается. Тем самым одновременно электрическая мощность и пар вырабатываются в соотношении, например, 1:4 относительно мощности. Такое разделение мощности соответствует благоприятному соотношению при проводившихся до сих пор моделированиях резервуара для электромагнитного нагрева в комбинации с инжекцией пара (ЕМ-SAGD).
Особенно предпочтительным в изобретении является замкнутый, автономный цикл при работе ЕМ-SAGD-установки. Это обеспечивается, в первой альтернативе, в частности, за счет того, что газовая турбина, которая должна быть пригодна для сжигания битумов или особо тяжелой фракции нефти, непосредственно отапливается горючим веществом, которое добывается при добыче битума из разрабатываемого месторождения нефтеносного песка. Отработанный газ газовой турбины может при этом термически подаваться в котел-утилизатор с парогенератором, который вырабатывает такой пар, который нагрет, например, до 300оС. Система питательной воды парогенератора отходящего тепла может быть снабжена питательным насосом, так что может регулироваться специфическое для резервуара давление. В качестве компенсатора служит резервуар, куда пар нагнетается через так называемую инжекционную скважину. Пар нагревает резервуар и делает его более проницаемым. Во второй альтернативе, с паровой турбиной, напротив, пар вырабатывается с помощью отдельно нагреваемого котла, в котором сжигается горючее из добычи битума. Получаемый из этого котла пар может, с одной стороны, подаваться на паровую линию инжекционных трубопроводов и, с другой стороны, может приводить в действие паровую турбину.
В обоих случаях газовая турбина или паровая турбина механически связана с генератором, который известным способом вырабатывает электрическую мощность, но которая теперь применяется исключительно для собственной потребности добычи битума или особо тяжелой фракции нефти. Таким образом сгенерированная электрическая мощность через трансформаторы и распределительные устройства так называемого блока скважин распределяется таким образом, что отдельные электрические модули снабжаются для электропитания в EM-SAGD-способе. EM-SAGD-модули снабжают, в особенности, индукторы, которые размещены как специальные проводники в грунте резервуара и посредством которых из-за потерь переменного тока осуществляется дополнительный нагрев почвы, что приводит к оптимизации добычи битума.
С помощью изобретения добыча битума имеющейся SAGD-установки с так называемыми «парами скважин», при которых одна пара состоит из трубы инжекции пара («инжекторная скважина») и соответствующей дренажной трубы для добычи битума («производственная скважина») или кратко «транспортирующая (рабочая) труба», в значительной степени улучшается. Через транспортирующую трубу, которая горизонтально пролегает под индуктором, транспортируется битумно-водная смесь.
Соотношение между доставленной электрической энергией на индукторе и энергией, введенной за счет этого в резервуар, и паром равно соотношению генерации из турбинного генератора, а также котла-утилизатора, который размещен за газовой турбиной. Соответствующее справедливо для отдельно нагреваемого парового котла паровой турбины. Соотношение составляет в обоих случаях типично 1:3. При этом мощность для пары скважин при электрической мощности нагрева 1 МВт находится в пределах от 3 до 4 МВт.
В соответствующем изобретению способе транспортируемая битумно-водная смесь очищается в обогатительной установке, и вода удаляется. Полученная вода в пригодном для котла виде подается в систему питательной воды. Битум обрабатывается, чтоб быть пригодным для транспортировки и перегонки, то есть высушивается и очищается. Неразбавленный битум отводится, чтобы сжигать его в промышленной газовой турбине или в обогреваемом паровом котле. Для этого необходимо нагревать битум примерно до 110°С, чтобы его перевести в состояние с достаточно низкой вязкостью.
Специально при применении газовой турбины, особенно для пуска из холодного старта, необходимо временно применять обычный легкий мазут. После достижения достаточной температуры камеры сгорания и после нагрева битума, что может осуществляться из частичного потока пара из котла-утилизатора, система снабжения топливом газовой турбины может перестраиваться на сжигание битума. Если турбина должна останавливаться, то сначала нужно возвратиться в режим с использованием мазута, так что весь битум из подводящих трубопроводов к горелкам вымывается.
Другие особенности и преимущества изобретения вытекают из последующего описания со ссылками на чертежи примеров выполнения в связи с формулой изобретения.
На чертежах показано:
Фиг. 1 - пространственное представление части месторождения нефтеносного песка, которое имеет средства для известного SAGD-способа и в которое введены дополнительные средства для индуктивного нагрева резервуара,
Фиг. 2 - первая форма выполнения технических средств для генерации электрической мощности, с одной стороны, и парогенерации, с другой стороны, и
Фиг. 3 - вторая форма выполнения технических средств для генерации электрической мощности, с одной стороны, и парогенерации, с другой стороны.
На чертежах одинаковые блоки обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Фиг. 2 и 3 описываются совместно настолько, что их различия становятся ясными.
На фиг. 1 представлена часть месторождения нефтеносного песка, который может находиться на глубине несколько сотен метров под землей.
В соответствии с этим в более ранней неопубликованной немецкой патентной заявке AZ 10 2007 040 605.5 согласно уровню техники показанная на фиг. 1 элементарная ячейка 100 резервуара содержит инжектор пара с инжекционной трубой 101 и продуктопровод 102 для добычи битума/особо тяжелой фракции нефти с одновременным возвращением воды. В частности, для индуктивного нагрева имеются отдельные проводники 10, 20 в качестве индукторов, которые либо под землей, либо над землей замкнуты через шлейф 25. Другие ячейки 100', 100” резервуара выполнены соответствующим образом.
С помощью фиг. 2 и 3 иллюстрируются различные производственные средства для реализации комбинированного ЕМ-SAGD-способа с индуктивным нагревом.
На фиг. 2 показана газовая турбина 1 с компрессором. Газовая турбина 1 может быть обычной промышленной турбиной, которая может обогреваться различным топливом. С обратной стороны имеется воздухозаборник, а сбоку - подвод для топлива.
Газовая турбина 1 включена за электрическим генератором 2, причем газовая турбина 1 и генератор 2 механически связаны. Генератором 2 управляется распределительное устройство или электрический распределительный блок 3 для распределения мощности. Блоком 3 для электрического распределения мощности управляется общий блок 4 распределителя и накопления для распределения пара и тока, с одной стороны, и для накопления продукта, с другой стороны. В технике такое устройство 4 обычно называется «блоком скважин».
Блоком 4 распределителя управляются отдельные, находящиеся в ячейках 100, 100', 100”… по фиг. 1 пары скважин из соответствующей пары труб с инжекционным трубопроводом 101. Осуществляется распределение энергии в форме пара, с одной стороны, и в форме электрической мощности, с другой стороны.
Блок 4 скважин содержит для этого не показанную отдельно паровую сборную шину, электрическое распределительное устройство и приемное устройство для транспортируемого продукта. Тем самым реализуются средства для управления потоками материалов при добыче битума и/или особо тяжелой фракции нефти, включая возвращаемую воду. Ссылочные позиции 8, 8', 8”… представляют преобразователь переменного тока для электропитания переменного тока, которое запитывается от распределительного устройства.
В блоке электропитания с производственными средствами, кроме того, имеется устройство для отделения добываемого битума/особо тяжелой фракции нефти от возвращаемой воды, которое обозначено ссылочной позицией 13. В него также может быть встроен блок для обработки и восстановления возвращаемой воды, причем, кроме того, имеется блок 14 для подачи и отвода воды. Подготовленная вода может затем также применяться для генерации пара и посредством насоса 15 с мотором 15' подается в котел-утилизатор 16 для генерации пара. Выработанный таким образом пар подается через клапанное устройство 22 на блок 4 распределителя. Через внутреннюю шину распределителя электрическая мощность и пар подаются на соответствующие выходы блока 4 распределителя.
Ссылочной позицией 17 на фиг. 2 обозначен накопитель для добытого битума и/или особо тяжелой фракции нефти, из которого, в частности, отходит отводной трубопровод для обогащения и очистки добытого продукта. Малая часть добытого битума и/или особо тяжелой фракции нефти подается через блок 18 теплообменника, который имеет выход для обогрева газовой турбины 1.
На фиг. 3 представлены, в качестве альтернативы или дополнения к фиг. 2, производственные средства для реализации комбинированного SAGD-способа и электрического нагрева, особенно индуктивного нагрева.
На фиг. 3 паровая турбина обозначена ссылочной позицией 11. Паровая турбина 11 представляет собой специфическую промышленную турбину, которая приводится в действие исключительно паром. За паровой турбиной 11 включен электрический генератор 2, причем паровая турбина 11 и генератор 2 механически связаны. Генератором 2 вновь управляется блок 3 для электрического распределения мощности, а также общий блок 4 распределителя и накопителя для распределения пара и тока, с одной стороны, и для накопления продукта, с другой стороны, который выше уже упоминался как «блок скважин» («WellPad»). Тем самым в англоязычной специальной терминологии определяется компоновка нескольких скважин в единый технический блок (well - скважина, pad - блок, поле (участок)).
Блоком 4 распределителя управляются отдельные пары скважин из соответствующей пары труб через распределение энергии в форме пара, с одной стороны, и в форме электрической мощности, с другой стороны.
Блок 4 скважин содержит для этого не показанную отдельно паровую сборную шину, электрическое распределительное устройство и приемное устройство для транспортируемого продукта. Тем самым реализуются средства для управления потоками материалов при добыче битума и/или особо тяжелой фракции нефти, включая возвращаемую воду. Ссылочная позиция 8 представляет рабочий блок для электропитания, которое запитывается от распределительного устройства.
В блоке электропитания с производственными средствами, кроме того, имеется устройство для отделения добываемого битума/особо тяжелой фракции нефти от возвращаемой воды, которое обозначено ссылочной позицией 13. В него также может быть встроен блок для обработки и восстановления воды, причем ссылочной позицией 14 обозначена система питающей воды.
Ссылочной позицией 17 на фиг. 2 и фиг. 3 обозначен накопитель или хранилище для добытого битума и/или особо тяжелой фракции нефти, из которого, в частности, отходит отводной трубопровод для обогащения и очистки добытого продукта. Определенная часть добытого битума и/или особо тяжелой фракции нефти направляется через блок 18 и служит для генерации пара в котле, то есть одновременно пара для SAGD-способа и пара для генерации электрической мощности в паровой турбине с целью индуктивного нагрева месторождения.
Обе концепции способа отличаются, таким образом, конкретно выполнением промышленной турбины: одна газовая турбина может эксплуатироваться с различными топливами, причем с помощью имеющегося отходящего тепла генерируется пар для SAGD-способа. Паровая турбина может, напротив, эксплуатироваться только с паром, который сначала генерируется в котле посредством электрического нагрева воды.
В конкретном примере выполнения в основу положена установка с 50 парами скважин, чтобы добывать примерно 50000 bl битума в сутки. Применяются три газовые турбины с электрической мощностью 17 МВт каждая. Каждая пара скважин требует 1 МВт электрической энергии и 3… 4 МВт пара. Необходимый для собственного потребления для работы установки ток и пар ответвляется. При выходе из строя одной газовой турбины потребление тока для производства битума управляемым образом уменьшается и соответственно также распределяется подлежащее распределению количество пара.
В целом в обоих примерах выполнения выработка необходимой для добычи энергии осуществляется путем сжигания добываемого битума или особо тяжелой фракции нефти в автономном, замкнутом контуре циркуляции. Для сжигания применяется битум или битумная смесь, состоящая из битума/легкой фракции нефти или из битума/растворителя, причем в качестве растворителя применяется нафта. Если в качестве промышленной турбины применяется газовая турбина, то предварительная обработка топлива перед камерами сгорания газовой турбины может обеспечивать то, что посредством нагрева топлива до 150°С может достигаться достаточная вязкость и может осуществляться впрыскивание в камеры сгорания. При предварительной обработке топлива могут применяться сепараторы и фильтры, которые извлекают тяжелые металлы, золу и иные частицы. Может также быть предварительно включен дистиллятор, дистиллят которого подается на предварительную обработку топлива промышленной турбины, причем тяжелые полиароматы, то есть асфальтены, добавляются к добытому битуму, который транспортируется как продукт на перерабатывающее устройство. Вместо дистиллята может предусматриваться так называемый крекинг-процесс, который углеводороды с длинными цепочками восстанавливает до пригодного топлива.
При обеих отдельно описанных схемах установок существенным является то, что реализуется замкнутый, независимый цикл циркуляции для битума/особо тяжелой фракции нефти, который не требует никакого дополнительного внешнего электропитания. Тем самым имеет место независимость от существующих сетей, так что вся установка готова к использованию мобильным образом и на изменяющихся местах использования месторождения нефтеносного песка или битуминозных горючих сланцев с уже имеющейся SAGD-установкой добычи.
Claims (26)
1. Способ добычи битума и/или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, при котором вязкость особо тяжелой фракции нефти снижают "in situ" на месте эксплуатации, для чего в месторождение подают энергию, с одной стороны, в форме пара, протекающего через месторождение, а, с другой стороны, - электрическую мощность для индуктивного и/или резистивного электрического нагрева, со следующими признаками:
- энергию для выработки пара и одновременно для электрического нагрева децентрализовано вырабатывают на месте устройств добычи,
- для этого часть добытого битума и/или особо тяжелой фракции нефти применяют для эксплуатации промышленной турбины со связанным генератором,
- причем, с одной стороны, включенный за промышленной турбиной генератор вырабатывает электрическую мощность для нагрева, и, с другой стороны, относящийся к промышленной турбине котел служит для генерации пара посредством выпаривания воды,
- и предусмотрен по меньшей мере один блок скважин, к которому подают выработанные в генераторе электрическую мощность и мощность в форме пара в соотношении от 1 к 3 до 1 к 4.
- энергию для выработки пара и одновременно для электрического нагрева децентрализовано вырабатывают на месте устройств добычи,
- для этого часть добытого битума и/или особо тяжелой фракции нефти применяют для эксплуатации промышленной турбины со связанным генератором,
- причем, с одной стороны, включенный за промышленной турбиной генератор вырабатывает электрическую мощность для нагрева, и, с другой стороны, относящийся к промышленной турбине котел служит для генерации пара посредством выпаривания воды,
- и предусмотрен по меньшей мере один блок скважин, к которому подают выработанные в генераторе электрическую мощность и мощность в форме пара в соотношении от 1 к 3 до 1 к 4.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для выработки электрической мощности, с одной стороны, и водяного пара, с другой стороны, используют примерно 20% добываемого битума и/или особо тяжелой фракции нефти.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вырабатываемую электрическую мощность и водяной пар реализуют в соотношении примерно 1:4 относительно содержания энергии.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что сжигание и использование битума и/или особо тяжелой фракции нефти осуществляют в независимом замкнутом контуре.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для сжигания применяют битум и/или битумную смесь, состоящую из битума/легкой фракции или битума/растворителя - нафта.
6. Способ по любому из пп.1-3, 5, отличающийся тем, что в качестве промышленной турбины применяют газовую турбину, выполненную с возможностью сжигать различные газообразные топлива.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что при подготовке топлива перед камерами сгорания газовой турбины обеспечивает то, что за счет нагрева топлива до 150°С достигают такой вязкости топлива, которая позволяет выполнять впрыскивание в камеры сгорания.
8. Способ по любому из пп.1-3, 5, 7, отличающийся тем, что в качестве промышленной турбины применяют паровую турбину, выполненную с возможностью эксплуатировать с паром, выработанным посредством сжигания битума/особо тяжелой фракции нефти.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что применяют сепараторы и фильтры для подготовки топлива, которыми удаляют тяжелые металлы, золу.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что предварительно включен дистиллятор, дистиллят которого подают на подготовку топлива промышленной турбины, причем добавляют тяжелые полиароматы - асфальтены к добытому битуму, который транспортируют в качестве продукта на перерабатывающую установку.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что предусмотрен крекинг-процесс, с помощью которого расщепляют длинноцепные углеводороды до пригодного топлива.
12. Установка для добычи битума и/или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, которое для уменьшения вязкости особо тяжелой фракции нефти обогревают, для чего в месторождение, с одной стороны, вводят и проводят через него водяной пар и для чего месторождение дополнительно обогревают электрически, отличающаяся тем, что имеется промышленная турбина (1, 11) с последующим электрическим генератором (2), причем промышленную турбину (1) обогревают с помощью битума и/или особо тяжелой фракции нефти, которую добывают из подземного месторождения (100), причем предусмотрен по меньшей мере один блок скважин, к которому подают выработанную в генераторе электрическую мощность и мощность в форме пара в соотношении от 1 к 3 до 1 к 4.
13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что промышленная турбина представляет собой газовую турбину (1).
14. Установка по п.12, отличающаяся тем, что промышленная турбина представляет собой паровую турбину (11).
15. Установка по п.12, отличающаяся тем, что имеется наземное промежуточное хранилище (17) для добываемого битума и/или особо тяжелой фракции нефти.
16. Установка по п.15, отличающаяся тем, что перед промежуточным хранилищем (17) включено устройство для разделения смеси воды - битума - особо тяжелой фракции нефти и для обработки битума и/или особо тяжелой фракции нефти.
17. Установка по п.12, отличающаяся тем, что имеется распределительное устройство (4) для управления электрическим нагревательным устройством (8, 10, 20, 25).
18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что электрическое нагревательное устройство состоит из по меньшей мере одного индуктора (10, 20, 25), которые проложены как замкнутые электрические контуры в месторождении (100).
19. Установка по п.12, отличающаяся тем, что с промышленной турбиной (1, 11) соотнесен котел-утилизатор (16) в качестве накопителя тепла, накопленное тепло которого служит для выпаривания воды.
20. Установка по любому из пп.12-19, отличающаяся тем, что промышленная турбина (1, 11), включая генератор (2) и накопитель (16) отходящего тепла, а также блоки электропитания для устройств (16, 16') для получения пара и индукторов (10, 20, 25) образуют объединенный в сеть контур.
21. Установка по п.20, отличающаяся независимым режимом работы при снабжении промышленной турбины (1, 11) добываемым битумом и/или особо тяжелой фракцией нефти.
22. Установка по п.17, отличающаяся тем, что промышленная турбина (1, 11) имеет возможность регулирования в соответствии с потребностями нагрева тем, что необходимое для нагревания резервуара тепло может быть вычислено в устройстве регулирования, и подано топливо, необходимое для промышленной турбины (1, 11), включая генерацию электричества и пара.
23. Установка по п.22, отличающаяся тем, что с помощью промышленной турбины (1, 11) может быть выработано столько пара, сколько необходимо для процесса, и избыточная электрическая мощность может быть введена в сеть.
24. Способ эксплуатации установки по любому из пп.12-23 с промышленной турбиной, отдельными накопителями для легкой фракции нефти, а также для битума и/или особо тяжелой фракции нефти и относящимися к ним трубопроводами, отличающийся следующими этапами способа:
- промышленную турбину сначала запускают с использованием обычной легкой фракции нефти,
- после пуска в промышленную турбину подают битум и/или особо тяжелую фракцию нефти и
- сжигание битума и/или особо тяжелой фракции нефти используют, с одной стороны, для генерации электрической мощности, а, с другой стороны, для получения пара.
- промышленную турбину сначала запускают с использованием обычной легкой фракции нефти,
- после пуска в промышленную турбину подают битум и/или особо тяжелую фракцию нефти и
- сжигание битума и/или особо тяжелой фракции нефти используют, с одной стороны, для генерации электрической мощности, а, с другой стороны, для получения пара.
25. Способ эксплуатации по п.24, отличающийся тем, что применяют битум и/или особо тяжелую фракцию нефти из промежуточного хранилища.
26. Способ эксплуатации по п.24, отличающийся тем, что перед остановкой промышленной турбины (1, 11) переключают на режим работы с использованием мазута и вымывают битум и/или особо тяжелую фракцию нефти из всех подводящих трубопроводов.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008047219.0 | 2008-09-15 | ||
| DE102008047219A DE102008047219A1 (de) | 2008-09-15 | 2008-09-15 | Verfahren zur Förderung von Bitumen und/oder Schwerstöl aus einer unterirdischen Lagerstätte, zugehörige Anlage und Betriebsverfahren dieser Anlage |
| PCT/EP2009/060132 WO2010028917A1 (de) | 2008-09-15 | 2009-08-05 | Verfahren zur förderung von bitumen und/oder schwerstöl aus einer unterirdischen lagerstätte, zugehörige anlage und betriebsverfahren dieser anlage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011114802A RU2011114802A (ru) | 2012-10-20 |
| RU2480579C2 true RU2480579C2 (ru) | 2013-04-27 |
Family
ID=41211755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011114802/03A RU2480579C2 (ru) | 2008-09-15 | 2009-08-05 | Способ добычи битумов или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, установка для его осуществления и способ эксплуатации этой установки |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8739866B2 (ru) |
| EP (1) | EP2324194B1 (ru) |
| AT (1) | ATE547588T1 (ru) |
| CA (1) | CA2737083C (ru) |
| DE (1) | DE102008047219A1 (ru) |
| RU (1) | RU2480579C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010028917A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2741642C1 (ru) * | 2020-02-18 | 2021-01-28 | Прифолио Инвестментс Лимитед | Технологический комплекс для добычи трудноизвлекаемых углеводородов (варианты) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8646527B2 (en) * | 2010-09-20 | 2014-02-11 | Harris Corporation | Radio frequency enhanced steam assisted gravity drainage method for recovery of hydrocarbons |
| DE102010041329A1 (de) | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Erwärmung von Erdreich |
| CN102393149B (zh) * | 2011-11-15 | 2013-10-30 | 东方希望重庆水泥有限公司 | 利用水泥生产***余热的热工联动动力***及其使用方法 |
| DE102012000092B4 (de) * | 2012-02-24 | 2014-08-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen aus Ölsanden |
| US9228738B2 (en) | 2012-06-25 | 2016-01-05 | Orbital Atk, Inc. | Downhole combustor |
| DE102012014656A1 (de) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung vonkohlenstoffhaltigen Substanzen aus Ölsand |
| DE102012014658B4 (de) | 2012-07-24 | 2014-08-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen aus Ölsand |
| DE102012014657A1 (de) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von kohlenstoffhaltigen Substanzen aus Ölsand |
| US9291041B2 (en) | 2013-02-06 | 2016-03-22 | Orbital Atk, Inc. | Downhole injector insert apparatus |
| CA2929750C (en) | 2013-11-06 | 2018-02-27 | Nexen Energy Ulc | Processes for producing hydrocarbons from a reservoir |
| WO2018223232A1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-12-13 | 643096 Alberta Limited | Methods and systems for water treatment and steam production |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3848671A (en) * | 1973-10-24 | 1974-11-19 | Atlantic Richfield Co | Method of producing bitumen from a subterranean tar sand formation |
| RU2060378C1 (ru) * | 1993-04-06 | 1996-05-20 | Александр Константинович Шевченко | Способ разработки нефтяного пласта |
| US6357526B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-03-19 | Kellogg Brown & Root, Inc. | Field upgrading of heavy oil and bitumen |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1008861B (de) * | 1953-05-25 | 1957-05-23 | Svenska Skifferolje A B | Verfahren zur Gewinnung von kohlenwasserstoffhaltigen Stoffen aus Teersand in seiner natuerlichen Lagerstaette im Erdboden |
| US4037655A (en) * | 1974-04-19 | 1977-07-26 | Electroflood Company | Method for secondary recovery of oil |
| DE2636590A1 (de) * | 1976-08-13 | 1978-02-16 | Fisher | Extraktion von kohlenwasserstoffen |
| US4160479A (en) * | 1978-04-24 | 1979-07-10 | Richardson Reginald D | Heavy oil recovery process |
| US4679626A (en) * | 1983-12-12 | 1987-07-14 | Atlantic Richfield Company | Energy efficient process for viscous oil recovery |
| CA2055549C (en) | 1991-11-14 | 2002-07-23 | Tee Sing Ong | Recovering hydrocarbons from tar sand or heavy oil reservoirs |
| EP1276965B1 (en) * | 2000-04-24 | 2005-12-14 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | A method for treating a hydrocarbon containing formation |
| CN1875168B (zh) | 2003-11-03 | 2012-10-17 | 艾克森美孚上游研究公司 | 从不可渗透的油页岩中采收碳氢化合物 |
| US7091460B2 (en) | 2004-03-15 | 2006-08-15 | Dwight Eric Kinzer | In situ processing of hydrocarbon-bearing formations with variable frequency automated capacitive radio frequency dielectric heating |
| EA012900B1 (ru) | 2005-04-22 | 2010-02-26 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способы соединения подземных нагревателей под землей |
| CA2505449C (en) * | 2005-04-27 | 2007-03-13 | Steve Kresnyak | Flue gas injection for heavy oil recovery |
| EA016412B9 (ru) * | 2005-10-24 | 2012-07-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способы крекинга сырого продукта с целью получения дополнительных сырых продуктов и способ получения транспортного топлива |
| US7562708B2 (en) * | 2006-05-10 | 2009-07-21 | Raytheon Company | Method and apparatus for capture and sequester of carbon dioxide and extraction of energy from large land masses during and after extraction of hydrocarbon fuels or contaminants using energy and critical fluids |
| WO2008049201A1 (en) | 2006-10-24 | 2008-05-02 | Acs Engineering Technologies Inc. | Steam generation apparatus and method |
| DE102007008292B4 (de) * | 2007-02-16 | 2009-08-13 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur In-Situ-Gewinnung einer kohlenwasserstoffhaltigen Substanz unter Herabsetzung deren Viskosität aus einer unterirdischen Lagerstätte |
| US20090020456A1 (en) * | 2007-05-11 | 2009-01-22 | Andreas Tsangaris | System comprising the gasification of fossil fuels to process unconventional oil sources |
| DE102007036832B4 (de) | 2007-08-03 | 2009-08-20 | Siemens Ag | Vorrichtung zur In-Situ-Gewinnung einer kohlenwasserstoffhaltigen Substanz |
| DE102007040607B3 (de) | 2007-08-27 | 2008-10-30 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur "in situ"-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl |
| DE102007040605B3 (de) | 2007-08-27 | 2008-10-30 | Siemens Ag | Vorrichtung zur "in situ"-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl |
| US8176982B2 (en) * | 2008-02-06 | 2012-05-15 | Osum Oil Sands Corp. | Method of controlling a recovery and upgrading operation in a reservoir |
-
2008
- 2008-09-15 DE DE102008047219A patent/DE102008047219A1/de not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-08-05 AT AT09781501T patent/ATE547588T1/de active
- 2009-08-05 CA CA2737083A patent/CA2737083C/en active Active
- 2009-08-05 EP EP09781501A patent/EP2324194B1/de active Active
- 2009-08-05 WO PCT/EP2009/060132 patent/WO2010028917A1/de active Application Filing
- 2009-08-05 US US13/063,500 patent/US8739866B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-08-05 RU RU2011114802/03A patent/RU2480579C2/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3848671A (en) * | 1973-10-24 | 1974-11-19 | Atlantic Richfield Co | Method of producing bitumen from a subterranean tar sand formation |
| RU2060378C1 (ru) * | 1993-04-06 | 1996-05-20 | Александр Константинович Шевченко | Способ разработки нефтяного пласта |
| US6357526B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-03-19 | Kellogg Brown & Root, Inc. | Field upgrading of heavy oil and bitumen |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2741642C1 (ru) * | 2020-02-18 | 2021-01-28 | Прифолио Инвестментс Лимитед | Технологический комплекс для добычи трудноизвлекаемых углеводородов (варианты) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8739866B2 (en) | 2014-06-03 |
| EP2324194A1 (de) | 2011-05-25 |
| ATE547588T1 (de) | 2012-03-15 |
| CA2737083C (en) | 2015-04-21 |
| WO2010028917A1 (de) | 2010-03-18 |
| CA2737083A1 (en) | 2010-03-18 |
| DE102008047219A1 (de) | 2010-03-25 |
| RU2011114802A (ru) | 2012-10-20 |
| US20110227349A1 (en) | 2011-09-22 |
| EP2324194B1 (de) | 2012-02-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2480579C2 (ru) | Способ добычи битумов или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, установка для его осуществления и способ эксплуатации этой установки | |
| CN102365495B (zh) | 应用含氧燃料燃烧器直接发生蒸汽的方法 | |
| CA2742565C (en) | Methods and systems for providing steam | |
| CN105189942B (zh) | 处理排放物以提高油采收率 | |
| CA2621991C (en) | Method and system for generating steam in the oil industry | |
| CA2782308C (en) | Geometry of steam assisted gravity drainage with oxygen gas | |
| CA2742563C (en) | Methods and systems for providing steam | |
| CA2986916C (en) | Plasma assisted, dirty water, direct steam generation system, apparatus and method | |
| WO2014039553A1 (en) | Direct steam generation co2 output control | |
| CN104612912A (zh) | 基于热管的利用地热能预热燃煤机组凝结水的互补发电*** | |
| US20140144626A1 (en) | Superheated steam water treatment process | |
| CA2917909C (en) | Electric and fired steam generation systems | |
| RU2741642C1 (ru) | Технологический комплекс для добычи трудноизвлекаемых углеводородов (варианты) | |
| RU2627791C2 (ru) | Устройство и способ добычи углеродосодержащих веществ из нефтеносного песка | |
| US20090235633A1 (en) | Integrated process plant utilizing a fractionating auxiliary treatment system | |
| RU190546U1 (ru) | Утилизирующая попутный нефтяной газ энергетическая установка для выработки пара, подаваемого в нагнетательные скважины | |
| RU2181159C1 (ru) | Комплекс для разработки залежей углеводородного сырья (варианты) | |
| RU2377393C1 (ru) | Комплекс для обустройства морского месторождения углеводородов | |
| RU2656056C1 (ru) | Способ и устройство для освоения месторождений высоковязких нефтей | |
| RU2334882C1 (ru) | Способ работы тепловой электрической станции | |
| Di Fraia et al. | Low enthalpy geothermal source for sustainable energy production in small islands: a real case study | |
| RU2376457C1 (ru) | Морская буровая платформа | |
| UA61811A (en) | Method for utilization of geo-thermal energy and installation for its implementation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20211201 |