RU2546694C1 - Method to stimulate oil production process - Google Patents
Method to stimulate oil production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546694C1 RU2546694C1 RU2014102666/03A RU2014102666A RU2546694C1 RU 2546694 C1 RU2546694 C1 RU 2546694C1 RU 2014102666/03 A RU2014102666/03 A RU 2014102666/03A RU 2014102666 A RU2014102666 A RU 2014102666A RU 2546694 C1 RU2546694 C1 RU 2546694C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction
- temperature
- formation
- well
- nitrate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам стимулирования процесса добычи нефти путем оптимизации режима термохимических реакций, протекающих в скважинах и в продуктивных пластах с использованием реакции бинарных смесей БС.The invention relates to the oil industry, and in particular to methods of stimulating the oil production process by optimizing the regime of thermochemical reactions occurring in wells and in reservoirs using the reaction of binary mixtures BS.
БС - бинарные смеси - водные растворы химических реагентов, которые закачивают по двум отдельным каналам. БС реагируют в скважине и в продуктивном пласте, выделяя газ и тепло, входящие в пласт под давлением, создаваемым самой реакцией.BS - binary mixtures - aqueous solutions of chemical reagents that are pumped through two separate channels. BS react in the well and in the reservoir, generating gas and heat entering the reservoir under the pressure created by the reaction itself.
Основным компонентом БС является селитра, которая выделяет тепло в реакции разложения при взаимодействии с инициатором реакции (ИР).The main component of BS is nitrate, which releases heat in the decomposition reaction when interacting with a reaction initiator (IR).
Второй компонент БС-ИР - нитрит, или гидрид щелочного металла, преимущественно натрия.The second component of BS-IR is nitrite, or an alkali metal hydride, mainly sodium.
Известно, что средний коэффициент извлечения нефти (КИН) на месторождениях США близок к 0,6, а на месторождениях России близок к 0,4. При этом в недрах этих стран остается нефть, масса которой близка к массе нефти, извлеченной из недр за всю историю ее добычи. В последние годы наметился технологический прорыв в результате создания в России системы управления процессом реакции бинарных смесей. КПД процесса повысился в 2,5 раза (Стимулирование добычи нефти продуктами реакций бинарных смесей (БС) как альтернатива технологиям, обводняющим нефтяной пласт. Александров Е.Н., Варфоломеев С.Д., Лиджи-Горяев В.Ю., Петров А.Л., журнал «Точка опоры», ноябрь 2012. №158, с.14-15). Была разработана и использована 2-уровневая схема безопасности работ с потенциально опасным реагентом - селитрой (Масштабный нагрев продуктивного пласта и оптимизация добычи нефти. Е.Н. Александров, Н.М. Кузнецов, НТЖ «Каротажник», 2007, 4, с.113 - 127, Александров Е.Н., Александров П.Е., Варфоломеев С.Д., Технология добычи нефти на выработанных месторождениях на основе реакций бинарных смесей, журнал «Точка опоры», №168, с.15, июнь 2013).It is known that the average oil recovery factor (ORF) in US fields is close to 0.6, and in Russian fields close to 0.4. At the same time, oil remains in the bowels of these countries, the mass of which is close to the mass of oil extracted from the bowels of the entire history of its production. In recent years, a technological breakthrough has emerged as a result of the creation in Russia of a system for controlling the reaction process of binary mixtures. The efficiency of the process increased by 2.5 times (Stimulation of oil production by the reaction products of binary mixtures (BS) as an alternative to technologies that flood the oil reservoir. Aleksandrov E.N., Varfolomeev S.D., Lidzhi-Goryaev V.Yu., Petrov A. L., the journal "Point of support", November 2012. No. 158, p.14-15). A 2-level safety scheme for working with a potentially hazardous reagent, nitrate, was developed and used (Large-scale heating of the reservoir and optimization of oil production. EN Alexandrov, NM Kuznetsov, NTZ Karotazhnik, 2007, 4, p. 113 - 127, Aleksandrov E.N., Aleksandrov P.E., Varfolomeev S.D., Oil production technology at developed fields based on binary mixtures reactions, Point of Support journal, No. 168, p.15, June 2013).
Ранее количество селитры, закачиваемой в область пласта, ограничивали менее 1 т, т.к. селитра взрывоопасна. Однако многочисленные эксперименты показали, что количество селитры, закачиваемой в скважину, можно увеличить до 40-50 т и более и тем самым значительно увеличить эффективность добычи нефти и времени рентабельной работы скважин (Е.Н. Александров, П.Е. Александров, Н.М. Кузнецов, В.В. Лунин, Д. А. Леменовский, Р.С. Рафиков, М.В. Чертенков, П.А. Ширяев, А.Л. Петров, В.Ю. Лиджи-Горяев, Высокотемпературный режим реакции бинарных смесей и стимулирование добычи нефти на обводненных месторождениях, журнал «Нефтехимия», 2013, №4, с.312-320; Александров Е.Н., Александров П.Е., Варфоломеев С.Д. Технология добычи нефти на выработанных месторождениях на основе реакций бинарных смесей, журнал «Точка опоры», №168, с.15, июнь 2013).Previously, the amount of nitrate pumped into the reservoir was limited to less than 1 ton, as saltpeter is explosive. However, numerous experiments have shown that the amount of nitrate injected into the well can be increased to 40-50 tons or more, and thereby significantly increase the efficiency of oil production and the time of profitable well operation (E.N. Aleksandrov, P.E. Aleksandrov, N. M. Kuznetsov, V.V. Lunin, D.A. Lemenovsky, R.S. Rafikov, M.V. Chertenkov, P.A. Shiryaev, A.L. Petrov, V.Yu. Lidzhi-Goryaev, High temperature reactions of binary mixtures and stimulation of oil production in flooded fields, journal "Neftekhimiya", 2013, No. 4, p.312-320; Aleksandrov E.N., Alexander Rov P.E., Varfolomeev S.D. Technology of oil production at the developed fields based on the reactions of binary mixtures, Point of Support journal, No. 168, p.15, June 2013).
Такая технология предлагается авторами данного изобретения.Such a technology is proposed by the authors of this invention.
Уровень техникиState of the art
Основу часто применяемой при обработке пластов тяжелых нефтей с высоким теплогазовыделением составляют бинарные составы БС на основе неорганических и органических селитр, преимущественно аммиачной NH4NO3.Binary compositions of BS based on inorganic and organic nitrate, mainly ammonia NH 4 NO 3, are often used in the processing of heavy oil with high heat and gas seams.
Известен способ термохимической обработки ПЗП, который заключается в последовательной закачке в скважину водного раствора неорганической селитры (нитрата аммония, натрия или калия), кислородсодержащего органического вещества и 30-35% раствора соляной кислоты, причем в качестве кислородсодержащего органического вещества используют диметиловый и уксусный эфиры, метиловый и этиловый спирты, глицерин, ацетон и другие (RU 2023874, E21B 43/24, 43/27, 1994 г.). Недостатком способа, кроме использования дорогих реагентов является отсутствие средств контроля полноты протекания реакции и относительно низкая эффективность разогрева пласта, зачастую недостаточная для перевода в текучее состояние тяжелых нефтей.A known method of thermochemical processing of PPP, which consists in sequentially injecting into the well an aqueous solution of inorganic nitrate (ammonium nitrate, sodium or potassium), an oxygen-containing organic substance and a 30-35% hydrochloric acid solution, with dimethyl and acetic esters being used as an oxygen-containing organic substance, methyl and ethyl alcohols, glycerin, acetone and others (RU 2023874, E21B 43/24, 43/27, 1994). The disadvantage of this method, in addition to the use of expensive reagents, is the lack of control over the completeness of the reaction and the relatively low efficiency of heating the formation, often insufficient to transfer heavy oils into a fluid state.
Известен горюче-окислительный состав для термохимической обработки призабойной зоны пласта, содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: селитра 2,0-25,0; комплексное соединение алканоламина с азотной кислотой до 100, при этом в качестве алканоламина состав содержит, по крайней мере, один из ряда: этаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, преимущественно этаноламин, связанный с азотной кислотой в эквимолярном соотношении, а в качестве селитры состав содержит аммиачную, калиевую, натриевую, кальциевую, преимущественно аммиачную селитру (RU 2192543 C1, E21B 43/22, E21B 43/25, 10.11.2002).Known fuel-oxidizing composition for thermochemical treatment of the bottom-hole formation zone containing the starting components in the following ratio, wt.%: Nitrate 2.0-25.0; a complex compound of alkanolamine with nitric acid up to 100, while the composition contains at least one of the series alkanolamine: ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, predominantly ethanolamine bound to nitric acid in an equimolar ratio, and the composition contains ammonium nitrate, as potassium, sodium, calcium, mainly ammonium nitrate (RU 2192543 C1, E21B 43/22, E21B 43/25, 11/10/2002).
Известное изобретение имеет существенный недостаток - комплексное соединение органических аминов промышленность в настоящее время не производит, а масштабное нитрование (азотирование) органических аминов в условиях промыслов, как правило, неосуществимо.The known invention has a significant drawback - the industry does not currently produce a complex compound of organic amines, and large-scale nitration (nitriding) of organic amines in commercial conditions is usually not feasible.
Известен способ термохимической обработки продуктивного пласта, который включает закачку в зону обработки пласта энерговыделяющего горюче-окислительного состава ГОС, содержащего аммиачную селитру, мочевину, азотную кислоту, уксусную кислоту и воду, введение в зону расположения ГОС инициатора реакции ИР, спрессованного в виде таблеток, и дополнительно порохового заряда из твердотопливного материала, изготовленного из баллиститного пороха или из баллиститного переделочного артиллерийского пороха, или из смесевого топлива, содержащего в качестве окислителя перхлорат аммония, с последующим освоением пласта, при этом заряд вводят в зону обработки пласта либо после закачки ГОС и введения в него инициатора реакции, либо до закачки ГОС, либо одновременно с инициатором реакции (RU 2233976 C1, E22B 43/248, 10.08.2004). В качестве последнего используют, по крайней мере, один из ряда: гидрид кальция, гидрид магния, гидрид бария, гидрид титана, алюминий, при содержании последнего в смеси указанных гидридов 10-50 мас.% инициатор горения вводят в количестве не более 5,0% от массы ГОС. Недостатком способа является использование указанных гидридов, которые могут привести к пожаро-взрывоопасной ситуации.A known method of thermochemical treatment of a productive formation, which includes the injection into the treatment zone of an energy-generating fuel-oxidizing composition of GOS containing ammonium nitrate, urea, nitric acid, acetic acid and water, introducing into the zone of GOS location an initiator of the IR reaction, compressed in the form of tablets, and additionally a powder charge of solid propellant material made from ballistic powder or from ballistic rework artillery powder, or from mixed fuel containing o as an oxidizing agent, ammonium perchlorate, followed by development of the formation, while the charge is introduced into the treatment zone of the formation either after the GOS is injected and the reaction initiator is introduced into it, either before the GOS is injected, or simultaneously with the reaction initiator (RU 2233976 C1, E22B 43/248 08/10/2004). At least one of the series is used as the latter: calcium hydride, magnesium hydride, barium hydride, titanium hydride, aluminum; when the content of the latter in the mixture of these hydrides is 10-50 wt.%, The combustion initiator is introduced in an amount of not more than 5.0 % of the mass of GOS. The disadvantage of this method is the use of these hydrides, which can lead to a fire and explosion hazard situation.
Известен способ термохимической обработки нефтяного пласта, включающий раздельную закачку компонентов ГОС и инициатора реакции (горения) по двум коаксиально расположенным относительно друг друга насосно-компрессорным трубам НКТ, при этом конец внешней НКТ опущен ниже конца внутренней НКТ на расстояние, достаточное для обеспечения времени контакта ГОС и ИР в реакционном объеме, ГОС подают в обрабатываемую зону нефтяного пласта через кольцевое пространство между внешней и внутренней НКТ, ИР подают по внутренней НКТ, ГОС - водный раствор с водородным показателем pH 4-7, включающий, мас.%: селитру (аммиачную, калиевую или натриевую) 5-25, карбамидно-аммиачную смесь КАС-32 остальное, ИР - водный раствор с pH 12-14, включающий, мас.%: нитрит щелочного металла 15-45, воду остальное, или борогидрид щелочного металла 15-45, щелочь 3-45, воду остальное, причем масса ИР, содержащего нитрит щелочного металла, составляет 1-80% от массы ГОС, масса ИР, содержащего борогидрид щелочного металла, составляет 1-30% от массы ГОС (RU 2401941 C1, E21B 43/22; E21B 43/24; C09K 8/524, 20.10.2010).There is a method of thermochemical treatment of an oil reservoir, including the separate injection of the GOS components and the reaction (combustion) initiator through two tubing tubing coaxially located relative to each other, while the end of the outer tubing is lowered below the end of the inner tubing for a sufficient time to ensure the GOC contact time and IR in the reaction volume, GOS is fed into the treated zone of the oil reservoir through the annular space between the external and internal tubing, IR is fed through the internal tubing, GOS is an aqueous solution with a pH value of pH 4-7, including, wt.%: nitrate (ammonia, potassium or sodium) 5-25, urea-ammonia mixture KAS-32 the rest, IR - an aqueous solution with a pH of 12-14, including, wt.% : alkali metal nitrite 15-45, water the rest, or alkali metal borohydride 15-45, alkali 3-45, water the rest, and the mass of TS containing alkali metal nitrite is 1-80% by weight of GOS, the mass of TS containing borohydride alkali metal, accounts for 1-30% of the mass of GOS (RU 2401941 C1, E21B 43/22; E21B 43/24; C09K 8/524, 10.20.2010).
При всех положительных преимуществах способа основным его недостатком является невозможность контролировать и регулировать температуру призабойной зоны пласта ПЗП при закачке реагентов, что ограничивает использование способа. Кроме того, общее количество, закачанных реагентов в зону пласта при отсутствии текущего контроля реакции не превышает 2 т, что позволяет прочищать только ближайшую зону пласта («скин-слой»).With all the positive advantages of the method, its main disadvantage is the inability to control and adjust the temperature of the bottom-hole zone of the PZP formation when injecting reagents, which limits the use of the method. In addition, the total amount of reagents injected into the formation zone in the absence of current control of the reaction does not exceed 2 tons, which allows you to clean only the nearest formation zone (“skin layer”).
Описание предлагаемого изобретенияDescription of the invention
Задачей изобретения является создание новой высокоэффективной термохимической технологии, разработка схемы непрерывной масштабной закачки в скважину массы бинарных смесей (до сотен и тысяч тонн) и извлечения нефти из скважины способом, в котором энергия реакции БС используется для роста давления и напорного дренажа (НД) с выходом флюида из пласта в скважину и термохимического газлифта (ТГ) с выходом флюида на поверхность.The objective of the invention is the creation of a new highly efficient thermochemical technology, the development of a scheme for continuous large-scale injection into the well of a mass of binary mixtures (up to hundreds and thousands of tons) and oil recovery from the well in a way in which the reaction energy of the BS is used to increase pressure and pressure drainage (ND) with the output fluid from the formation into the well and thermochemical gas lift (TG) with the release of fluid to the surface.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности добычи нефти (увеличение коэффициента извлечения нефти) на выработанных месторождениях, повышение безопасности процесса за счет усовершенствования способа контроля подачи БС в обрабатываемую зону пласта необходимого количества БС.The technical result of the invention is to increase the efficiency of oil production (increase the oil recovery coefficient) in the developed fields, increase the process safety by improving the method of controlling the supply of BS to the treated zone of the formation of the required number of BS.
Технический результат достигается тем, что способ стимулирования процесса добычи нефти путем оптимизации режима термохимических реакций, протекающих в скважинах и в продуктивных пластах с использованием водных растворов бинарных смесей БС: неорганической или органической селитры, нитрита или гидрида щелочного металла, закачиваемых по отдельным каналам, согласно изобретению, способ включает последовательность операций: монтаж оборудования скважин на выбранном участке месторождения, оснащенных устройствами для контроля температуры, давления и состава продуктов реакции разложения бинарных смесей в режиме реального времени при закачке реагентов в скважины, предварительный нагрев участков пласта около каждой скважины объемом не менее 20 м3 до температуры не менее 100°C при закачке не менее 2-х тонн реагентов БС и циклический режим реакции, нагревающей пласт около скважины объемом не менее 100 м3 (массой не менее 250 тонн), до температуры не менее 140°C за счет реакции не менее 12 тонн реагентов БС, при этом контролируют: первый уровень взрывобезопасности в стволе скважины путем чередования в канале закачки порций раствора селитры массой не более 1 т каждая, с порциями технической воды (не менее 0,05 т каждая); второй уровень взрывобезопасности в стволе скважины путем непрерывных контроля и регулирования процесса реакции с ограничением температуры в стволе скважины ниже предвзрывной (Тпр), которая определяется по появлению признаков ускорения реакции на регистрируемых кривых зависимости температуры и давления от времени; прекращение закачки инициатора разложения селитры в скважину и последующая закачка раствора селитры массой не менее 10 тонн в предварительно нагретый пласт, при этом реализуется третий уровень взрывобезопасности при протекании в пласте реакции, катализируемой накопленным теплом в предыдущих циклах, который (третий уровень) связан с отношением массы селитры, закачиваемой в поры и трещины пласта, к массе породы, при их соотношении, преимущественно, 1 к 20, и с низкой, близкой к нулю вероятностью взрыва смеси, в среднем, 95 мас.% породы и 5 мас.% селитры, причем закачку реагентов на всех циклах проводят при непрерывном контроле температуры в зоне реакции; давления и температуры - в районе пакера, давления и температуры в районе пакера и в процессе закачки реагентов с целью своевременного прекращения реакции при выходе параметров реакции за пределы допустимых режимов.The technical result is achieved by the fact that a method of stimulating the oil production process by optimizing the regime of thermochemical reactions in wells and reservoirs using aqueous solutions of binary mixtures of BS: inorganic or organic nitrate, nitrite or alkali metal hydride, injected through separate channels, according to the invention , the method includes a sequence of operations: installation of well equipment in a selected area of the field, equipped with devices for temperature control , pressure and composition of the reaction products of the decomposition of binary mixtures in real time when injecting reagents into wells, pre-heating sections of the formation near each well with a volume of at least 20 m 3 to a temperature of at least 100 ° C when injecting at least 2 tons of BS reagents and the cyclic reaction mode, heating the formation near the well with a volume of at least 100 m 3 (weighing at least 250 tons), to a temperature of at least 140 ° C due to the reaction of at least 12 tons of BS reagents, while monitoring: the first level of explosion safety in the wellbore by eredovaniya nitrate solution in portions injection channel content not exceeding 1 m each, a technical portions of water (not less than 0.05 m each); the second level of explosion safety in the wellbore by continuously monitoring and regulating the reaction process with the temperature in the wellbore limited to below the pre-explosive (T ol ), which is determined by the appearance of signs of accelerated response to recorded curves of temperature and pressure versus time; termination of injection of nitrate decomposition initiator into the well and subsequent injection of nitrate solution with a mass of at least 10 tons into a preheated formation, while the third level of explosion safety is realized when the reaction proceeds in the formation catalyzed by the accumulated heat in previous cycles, which (third level) is associated with the mass ratio saltpeter, injected into the pores and fractures of the formation, to the mass of the rock, with their ratio mainly 1 to 20, and with a low, close to zero probability of explosion of the mixture, on average, 95 wt.% rock and 5 wt.% se itry, wherein the injection of the reagents on all cycles carried out in continuous monitoring of the temperature in the reaction zone; pressure and temperature - in the area of the packer, pressure and temperature in the area of the packer and in the process of pumping reagents in order to timely terminate the reaction when the reaction parameters exceed the limits of acceptable modes.
1. Для достижения эффективности (рентабельности) процесса добычи нефти проводят дополнительно контролируемую закачку атмосферного воздуха в предварительно нагретый пласт. Для поддержания температуры пласта в диапазоне 150°C<Т<300°C после прогрева пласта проводят закачку ингибитора, например фенолов или фенолсульфидов, или катализатора реакции, например борогидрида щелочного металла, в процессе чего при окислении не более 5% пластовой нефти происходит газификация пластового флюида и облегчается его выход на поверхность. На всех стадиях закачки используют водные растворы аммиачной селитры, преимущественно, концентрации 67 мас.%, нитрита натрия или гидрида натрия, преимущественно, концентрации 50 мас.%, в качестве органической селитры используют, преимущественно, моноэтаноламиннитрат, при этом закачка и разложение в нагретом пласте моноэтаноламиннитрата без выделения кислорода приводит к крекингу нефти за счет экзотермической реакции разложения селитры, продуктами которых, в основном, являются азот, углекислый газ и вода.1. To achieve the efficiency (profitability) of the oil production process, an additionally controlled injection of atmospheric air into a preheated formation is carried out. To maintain the temperature of the formation in the range of 150 ° C <T <300 ° C after heating the formation, an inhibitor, for example phenols or phenolsulfides, or a reaction catalyst, for example, alkali metal borohydride, is injected, during which the formation is gasified with oxidation of not more than 5% fluid and facilitates its exit to the surface. At all stages of injection, aqueous solutions of ammonium nitrate, mainly of a concentration of 67 wt.%, Sodium nitrite or sodium hydride, mainly of a concentration of 50 wt.%, Are used as organic nitrate, mainly monoethanolamine nitrate, with injection and decomposition in a heated formation monoethanolamine nitrate without oxygen evolution leads to cracking of oil due to the exothermic decomposition of nitrate, the products of which are mainly nitrogen, carbon dioxide and water.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В 2010 году в ИБХФ РАН была разработана схема непрерывного контроля и оптимизации реакции БС в скважинах с использованием БС и получено разрешение органов Ростехнадзора №25-ИД-19542-2010 от 15.11.2010 г. на закачку в скважину селитры без ограничения ее массы.In 2010, the Institute of Chemical Physics and Chemistry, Russian Academy of Sciences, developed a scheme for continuous monitoring and optimization of BS reactions in wells using BSs and received permission from Rostekhnadzor No. 25-ID-19542-2010 dated 11/15/2010 to pump nitrate into the well without restricting its mass.
Система закачки селитры и инициатора ее разложения в скважину работает как термохимический газогенератор (ТГ), в котором вся закачиваемая в пласт селитра превращается в газ и тепло по реакции:The system for injecting nitrate and the initiator of its decomposition into the well works as a thermochemical gas generator (TG), in which all nitrate injected into the reservoir is converted into gas and heat by reaction:
разогревающей пласт и создающей условия для газлифта, который работает, в основном, за счет энергии окисления нефти кислородом, выделившимся в реакции. Газированная нефть, как правило, после повышения давления и открытия вентилей фонтанирует. ТГ - двигатель нового типа - двигатель внутрипластового сгорания нефти, предназначенный в разработанной схеме для откачки горячего флюида из скважины при температуре, значительно превышающей предельную для работы промысловых механических насосов.heating the formation and creating the conditions for a gas lift, which works mainly due to the energy of oil oxidation by oxygen released in the reaction. Carbonated oil, as a rule, gushes out after increasing pressure and opening valves. TG - a new type of engine - an in-situ oil combustion engine designed in the developed scheme for pumping hot fluid from a well at a temperature significantly exceeding the limit for the operation of field mechanical pumps.
Предложенный способ в соответствии с совокупностью признаков формулы был испытан на низкодебитных скважинах в России, на двух скважинах №№1242 и 3003 Усинского месторождения (ООО «ЛУКОЙЛ -Коми»). Масса растворов селитры и инициатора ее разложения (нитрита натрия), закачанных в указанные скважины, составила около 25 тонн. Суммарный дебит двух скважин после обработки возрос от 1,93 т/сутки до 16,42 т/сутки. КПД реакции, при неуправляемом режиме реакции обычно близкий к 0,3-0.4, удалось увеличить до 0.8. Коэффициент продуктивности добычи нефти увеличился более чем в 6 раз. В течение года после обработки скважин №№1242 и 3003 было получено более 2500 тонн добавочной нефти.The proposed method, in accordance with the totality of the features of the formula, was tested on low-rate wells in Russia, on two wells Nos. 1242 and 3003 of the Usinskoye field (LUKOIL-Komi LLC). The mass of solutions of nitrate and the initiator of its decomposition (sodium nitrite), pumped into these wells, amounted to about 25 tons. The total production rate of two wells after treatment increased from 1.93 tons / day to 16.42 tons / day. The reaction efficiency, in an uncontrolled reaction mode, usually close to 0.3-0.4, could be increased to 0.8. The oil production productivity coefficient increased by more than 6 times. During the year after processing wells Nos. 1242 and 3003, more than 2500 tons of additional oil were produced.
В 2013 г. технология БС по предлагаемому способу была испытана в США (Eastland, штат Техас). На месторождении, признанном выработанным и оставленном в 1994 г. промысловиками, выбрали две скважины (№№ 8B и 10B). В скважины закачали 55 тонн растворов БС (аммиачную селитру и нитрит натрия), реакция в стволах скважин протекала при температуре 200-340°C. Оценки, произведенные на основе опыта, полученного на скважинах России в Усинске, привели авторов к выводу о повышении температуры до 600-700°C в пласте около скважины №8B, в основном, за счет окисления нефти кислородом, выделившимся в реакции (1). После выдержки скважины в течение 4-х суток в закрытом состоянии, открыли вентили. Скважина начала фонтанировать нефтью с примесью воды. Дебит увеличился с нуля до 17 тонн в сутки. Фонтанирование и самоизлив горячего флюида продолжались 4 суток. После падения температуры флюида ниже 150°C откачку начали производить промысловыми насосами. В течение недели доля воды в флюиде понизилась от 30% до 1%. При этом добыча, в среднем, составила около 11 тонн нефти в сутки. Несмотря на последующее монотонно нарастающее обводнение, затраты на обработку скважин окупились полностью в течение 4-х последующих месяцев.In 2013, BS technology according to the proposed method was tested in the United States (Eastland, Texas). Two wells were selected at the field recognized as developed and abandoned in 1994 by field workers (No. 8B and 10B). 55 tons of BS solutions (ammonium nitrate and sodium nitrite) were pumped into the wells, the reaction in the wellbores proceeded at a temperature of 200-340 ° C. Estimates based on the experience obtained at Russian wells in Usinsk led the authors to conclude that the temperature increased to 600-700 ° C in the reservoir near well No. 8B, mainly due to the oxidation of oil by oxygen released in reaction (1). After holding the well for 4 days in a closed state, the valves were opened. The well began to gush with water mixed with oil. The flow rate increased from zero to 17 tons per day. Gushing and self-discharge of hot fluid lasted 4 days. After the fluid temperature dropped below 150 ° C, pumping began to be carried out by field pumps. Within a week, the proportion of water in the fluid decreased from 30% to 1%. At the same time, production, on average, amounted to about 11 tons of oil per day. Despite the subsequent monotonously increasing flooding, the costs of processing the wells paid off in full within the next 4 months.
Во время проведения испытаний в России и США процесс осуществлялся при непрерывном контроле температуры и давления и регулирования процесса реакции с удержанием температуры в стволе скважины ниже предвзрывной (Тпр), которая определялась по появлению признаков самоускорения реакции на кривых зависимости температуры и давления от времени. Непрерывный контроль параметров реакции позволяет своевременно прекратить процесс при выходе реакции за пределы допустимого режима.During testing in Russia and the United States, the process was carried out with continuous monitoring of temperature and pressure and regulation of the reaction process with the temperature in the wellbore kept below the pre-explosive (T ol ), which was determined by the appearance of signs of self-acceleration of the reaction on the curves of temperature and pressure versus time. Continuous monitoring of reaction parameters allows the process to be terminated in a timely manner when the reaction goes beyond the permissible mode.
Для повышения рентабельности добычи нефти в схеме предусмотрена также закачка атмосферного воздуха в предварительно нагретый пласт, контролируемая по параметрам взрывобезопасности.To increase the profitability of oil production, the scheme also provides for the injection of atmospheric air into a preheated formation, controlled by explosion safety parameters.
Для поддержания температуры пласта в диапазоне 200°C<Т<300°C, после прогрева пласта проводят закачку ингибиторов окисления углеводородов (например, фенолов, или фенольных соединений) или катализаторов реакции разложения селитры, например борогидрида щелочного металла натрия или калия, в процессе чего при окислении не более 5% пластовой нефти происходит газификация пластового флюида и облегчается его выход из пласта в скважину и по скважине на поверхность.To maintain the temperature of the formation in the range of 200 ° C <T <300 ° C, after heating the formation, hydrocarbon oxidation inhibitors (for example, phenols or phenolic compounds) or nitrate decomposition reaction catalysts, for example, sodium or potassium alkali metal borohydride, are injected, during which when no more than 5% of reservoir oil is oxidized, formation fluid is gasified and its exit from the formation into the well and through the well to the surface is facilitated.
На всех стадиях закачки используют водные растворы селитры, преимущественно, аммиачной, концентрации 67 мас.%, нитрита и гидрида натрия концентрации 50 мас.%, а в качестве органической селитры используют, преимущественно, моноэтаноламиннитрат, при этом закачку порций раствора селитры чередуют с порцией технической воды, при массовом отношении воды к раствору селитры, преимущественно, 1 к 20.At all stages of the injection, aqueous solutions of nitrate, mainly ammonia, with a concentration of 67 wt.%, Nitrite and sodium hydride with a concentration of 50 wt.% Are used, and monoethanolamine nitrate is used as organic nitrate, while the injection of portions of the nitrate solution is alternated with a portion of technical water, with a mass ratio of water to a solution of nitrate, mainly 1 to 20.
Закачка в нагретый пласт моноэтаноламиннитрата приводит к его экзотермическому разложению, продуктами которого в основном, являются азот, углекислый газ и вода и сопровождается частичным крекингом нефти.The injection of monoethanolamine nitrate into the heated formation leads to its exothermic decomposition, the products of which are mainly nitrogen, carbon dioxide and water and are accompanied by partial cracking of oil.
Управление процессом циклического режима реакции БС в объеме продуктивного пласта (обрабатываемой зоны пласта) осуществляют мобильной лабораторией, оснащенной средствами регистрации температуры и давления.The process of the cyclic reaction mode of the BS in the volume of the reservoir (the treated zone of the reservoir) is controlled by a mobile laboratory equipped with means for recording temperature and pressure.
Обработка продуктивной зоны пласта указанных скважин в циклическом режиме согласно формуле изобретения показала на возможность безопасного применения больших порций потенциально опасных реагентов. Кроме того, была подтверждена воспроизводимость термохимического газлифта, создаваемого реакцией БС.The treatment of the productive zone of the formation of these wells in a cyclic mode according to the claims showed the possibility of the safe use of large portions of potentially dangerous reagents. In addition, the reproducibility of the thermochemical gas lift generated by the BS reaction was confirmed.
Таким образом, предлагаемый способ термохимического стимулирования добычи нефти с использованием неограниченного количества селитры позволяет увеличить эффективность добычи нефти, контролировать безопасный прогрев нефтяного пласта в диапазоне температур от начальной до 700°C, использовать термохимический газлифт для откачки пластового флюида, нагретого до высоких температур, возможность управления реакцией на забое скважины и безопасность пакера, стабильность реакции водных растворов БС в скважине при температурах 200-320°C и при подаче селитры с катализатором ее разложения, при этом характерное время реакции (τ) - от нескольких минут до долей минуты, стабильность реакции разложения селитры в пласте, нагретом до температур 320-700°C, протекающей и без закачки в пласт катализатора ее разложения, при этом величина τ исчисляется часами и сутками.Thus, the proposed method of thermochemical stimulation of oil production using an unlimited amount of nitrate allows to increase the efficiency of oil production, control the safe heating of the oil reservoir in the temperature range from initial to 700 ° C, use a thermochemical gas lift to pump the reservoir fluid heated to high temperatures, the ability to control reaction to the bottom of the well and the safety of the packer, the stability of the reaction of aqueous BS solutions in the well at temperatures of 200-320 ° C and when nitrate with a catalyst for its decomposition, while the characteristic reaction time (τ) is from several minutes to fractions of a minute, the stability of the decomposition of nitrate in a reservoir heated to temperatures of 320-700 ° C, which proceeds without pumping a catalyst for its decomposition into the reservoir, at this value τ is calculated in hours and days.
Основные технологические преимущества БС по сравнению с аналогами: быстрота ввода тепла в пласт; низкое обводнение пласта; повышение эффективности и рентабельности добычи нефти за счет быстрого извлечения нагретой нефти с помощью термохимического газлифта, функционирующего за счет энергии окисления малой доли пластовой нефти кислородом, выделившимся при разложении селитры.The main technological advantages of BS in comparison with analogues: speed of heat input into the formation; low water cut; improving the efficiency and profitability of oil production due to the rapid extraction of heated oil using a thermochemical gas lift, which operates due to the oxidation energy of a small fraction of the reservoir oil with oxygen released during the decomposition of nitrate.
Возрождение добычи нефти на выработанных месторождениях следует считать новым перспективным направлением промысловой термохимии.The revival of oil production in the developed fields should be considered a new promising area of field thermochemistry.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014102666/03A RU2546694C1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | Method to stimulate oil production process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014102666/03A RU2546694C1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | Method to stimulate oil production process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2546694C1 true RU2546694C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53295947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014102666/03A RU2546694C1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | Method to stimulate oil production process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2546694C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605852C1 (en) * | 2015-08-14 | 2016-12-27 | Равиль Сафович Рафиков | Method for initiation and control of exothermal reaction of thermal gas-chemical action on formation in well |
| RU2696714C1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-08-05 | Акционерное общество "Сибнефтемаш" | Method for thermo-chemical treatment of oil reservoir |
| RU2742090C1 (en) * | 2020-08-20 | 2021-02-02 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method of pumping binary mixtures into formation |
| RU2808345C1 (en) * | 2023-05-11 | 2023-11-28 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for stimulating oil production process |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4471839A (en) * | 1983-04-25 | 1984-09-18 | Mobil Oil Corporation | Steam drive oil recovery method utilizing a downhole steam generator |
| RU2219332C1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-12-20 | Александров Евгений Николаевич | Method of thermochemical treatment of a productive stratum |
| RU2224103C1 (en) * | 2002-05-28 | 2004-02-20 | Институт биохимической физики РАН | Device and method for thermochemical treatment of a productive layer |
| RU2363837C2 (en) * | 2007-09-05 | 2009-08-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Method and installation for thermo-gas-chemical treatment of oil reservoir and completion of production and pressure wells |
| RU2399755C1 (en) * | 2009-07-20 | 2010-09-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Development method of oil deposit by using thermal action on formation |
| RU2401941C1 (en) * | 2009-06-05 | 2010-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (ОАО "Татнефть") | Procedure for thermo-chemical treatment of oil formation |
-
2014
- 2014-01-29 RU RU2014102666/03A patent/RU2546694C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4471839A (en) * | 1983-04-25 | 1984-09-18 | Mobil Oil Corporation | Steam drive oil recovery method utilizing a downhole steam generator |
| RU2219332C1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-12-20 | Александров Евгений Николаевич | Method of thermochemical treatment of a productive stratum |
| RU2224103C1 (en) * | 2002-05-28 | 2004-02-20 | Институт биохимической физики РАН | Device and method for thermochemical treatment of a productive layer |
| RU2363837C2 (en) * | 2007-09-05 | 2009-08-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Method and installation for thermo-gas-chemical treatment of oil reservoir and completion of production and pressure wells |
| RU2401941C1 (en) * | 2009-06-05 | 2010-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (ОАО "Татнефть") | Procedure for thermo-chemical treatment of oil formation |
| RU2399755C1 (en) * | 2009-07-20 | 2010-09-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Development method of oil deposit by using thermal action on formation |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605852C1 (en) * | 2015-08-14 | 2016-12-27 | Равиль Сафович Рафиков | Method for initiation and control of exothermal reaction of thermal gas-chemical action on formation in well |
| RU2696714C1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-08-05 | Акционерное общество "Сибнефтемаш" | Method for thermo-chemical treatment of oil reservoir |
| WO2019240627A1 (en) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | Акционерное общество "Сибнефтемаш" | Method of thermochemically treating an oil reservoir |
| CN112272731A (en) * | 2018-06-14 | 2021-01-26 | “西布涅弗捷玛什”股份公司 | Method for thermochemical treatment of oil reservoirs |
| RU2742090C1 (en) * | 2020-08-20 | 2021-02-02 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method of pumping binary mixtures into formation |
| RU2808345C1 (en) * | 2023-05-11 | 2023-11-28 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for stimulating oil production process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2525386C2 (en) | Thermal gas chemical composition and its application for well bottom and remote zones of productive stratum | |
| US20170037716A1 (en) | 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 | |
| CA2744556C (en) | Methods of treating the near-wellbore zone of the reservoir | |
| CA2736894C (en) | A method for performing thermochemical treatment of an oil reservoir | |
| US20090308613A1 (en) | Method and apparatus to treat a well with high energy density fluid | |
| RU2696714C1 (en) | Method for thermo-chemical treatment of oil reservoir | |
| RU2546694C1 (en) | Method to stimulate oil production process | |
| US20140332206A1 (en) | Stimulation method | |
| RU2401941C1 (en) | Procedure for thermo-chemical treatment of oil formation | |
| RU2399755C1 (en) | Development method of oil deposit by using thermal action on formation | |
| CZ2015614A3 (en) | A method of extracting hydrocarbons, including very heavy ones, using chemical reactions generating heat and gases in quantities enabling rock splitting | |
| RU2751694C2 (en) | Method for complex influence on near-wellbore area of productive formation | |
| RU2440490C2 (en) | Development method of bottom-hole formation zone | |
| RU2459946C2 (en) | Treatment method of bottom-hole zone of formation with liquid combustible oxidation compound | |
| RU2615543C2 (en) | Energy-gas-forming composition and processing technology of bottom-hole zone of productive stratum | |
| RU2224103C1 (en) | Device and method for thermochemical treatment of a productive layer | |
| Aleksandrov et al. | Production of Hard-to-recover and Non-recoverable Oil Reserves by means of Binary Mixtures Technology | |
| RU2605852C1 (en) | Method for initiation and control of exothermal reaction of thermal gas-chemical action on formation in well | |
| RU2509883C1 (en) | Carbonate formation hydraulic fracturing method | |
| RU2527437C2 (en) | Method of thermochemical fracturing | |
| RU2812983C1 (en) | Method for producing high-viscosity oil with in-well thermal activation of binary solution | |
| RU2812996C1 (en) | Method for producing high-viscosity oil with in-well thermal activation of binary solution | |
| RU2812385C1 (en) | Method for producing high-viscosity oil with in-well thermal activation of binary solution | |
| RU2153065C1 (en) | Method for thermochemical treatment of productive formation and combustive and oxidative composition for implementation of the method | |
| RU2812985C1 (en) | Method for producing high-viscosity oil with in-well thermal activation of binary solution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170130 |