Спосіб добування нафти турівненка і.п.

1. Спосіб видобутку нафти, який включає буріння свердловин в підземний нафтоносний пласт, монтаж продуктовідвідної транспортної системи на денну поверхню, зміну фізичного стану нафти шляхом теплової дії, який відрізняється тим, що 3 рдловину і закачуються в нафтовий пласт при температурі 150-300 С. Нафтовий кокс, що містить асфальтовосмолисті речовини, метали та інші зольні компоненти, а також горюча нафта останніх деметалізованих и деасфальтованих фракцій виводяться з установки ТКК. Горючий теплоносій-розчинник, який нагнітають в пласт викликає нагрів нафтового пласта, що призводить до зниження в’язкості нафти до змінення молекулярно-поверхневих сил, до розширення нафти та гірських порід, розбавленню високов'язкої нафти менш в'язким розріджувачем. Під впливом цих факторів суттєво підвищується нафтовіддача пласта. При виборі параметрів автори керувалися тим, що в промислово-нафтоносних пластах, що залягають на глибинах 250-550м, міститься важка нафта з щільністю 950кг/м3. Нафта містить до 24,5% смол і асфальтенів, 2% сірки і 0,035% п'ятиокисів ванадію. В'язкість нафти при 20 С складає 864,8мПа с. У пласт подаються фракції з температурою кипіння вище 210 С, кількість яких в даній нафті складає 64,8% отримуваних на установці термоконтактного крекінгу (ТКК). Для пласта завтовшки 10м, що залягає на глибині 250-320м, оптимальна температура закачування складає 150 С, а для пласта 20м, що залягає на глибині 350-460м, температура закачки складає 200 С. На установці ТКК потужністю 500 тис.т/год по сировині (нафта) буде отримано і може бути закачано в пласт 324 тис.т/год фракцій з температурою кипіння вище 210 С. Залежно від кількості закачуваного теплоносія-розчинника змінюватимуться темпи розробки родовища. Описаний процес не лише складний технологічно, але і енергозатратний. Вимагає на місці видобутку установки термоконтактного крекінгу, реверсного і аверсного трубопроводів. Спосіб вочевидь малорентабельний. Відомий спосіб добування в'язкої нафти тепловою дією на пласт (патент RU №2211318), що містить буріння безперервної свердловини з входом та виходом її на денну поверхню, установку в ній обсадної колони, цементаж затрубного простору, перфорацію обсадної колони, установку в ній колон насосно-компресорних труб, подачу по ним теплоносія до розрідження нафти навколо ствола свердловини, після чого ведеться відбір продукції по вихідному участку при продовженні закачки Теплоносія по вхідному участку свердловини. Спосіб дозволяє проводити добування в'язкої нафти з горизонтальної свердловини за рахунок під’єму її з свердловини теплоносієм. Проте приплив нафти в ствол свердловини незначний через протидію на пласт, при значних тепловтратах, обумовлених винесенням теплоносія із свердловини при підйомі продукції. Цей недолік частково усунений рішенням (по патенту РФ № 2191895), що, включає спуск в обсадну колону концентрично двох колон насоснокомпресорних труб, подачу по внутрішній колоні теплоносія в крайову частину обсадної колони, подачу газу між обсадною і колоною насоснокомпресорних труб в початок горизонтальної час 48960 4 тини ствола і відбір продукції з цієї частини між колонами насосно-компресорних труб. Спосіб дозволяє проводити добування в'язкої нафти з горизонтальної свердловини за рахунок підйому її із свердловини газом и знизити тепловтрати, які зв’язані з виносом теплоносія із свердловини разом з продукцією, але тепловтрати залишаються значними через те, що винос теплоносія із свердловини при підйомі продукції теж залишається. У способі видобутку високов'язкої нафти по патенту РФ № 2307242 представлено рішення, спрямоване на збільшення припливу нафти з пласта в свердловину через зниження протидії на пласт, зниження тепловтрат за рахунок зменшення винесення теплоносія із свердловини при підйомі продукції. Суть корисної моделі: в пробурюванні горизонтальної скважини встановлюють перфоровану обсадну колону та цементують її до горизонтальної частини. Додатково бурять вертикальну свердловину, якою перетинають пробурену в кінцевій горизонтальній частині та сполучають з нею. Подають теплоносій до горизонтальної свердловини вздовж колони насосно-компресорних труб в початок горизонтальної частини, а продукцію відбирають з вертикальної свердловини до забезпечення заданої приємистості. Подачу теплоносія в пласт продовжують до розрідження нафти навколо стволу горизонтальної частини. Свердловину зупиняють на витримку для термокапілярного просякання. Після цього відбирають продукцію з вертикальної свердловини до розрахункового зниження дебіту. При цьому динамічний рівень підтримують нижче перетинання свердловин. Цикл подача - витримка - відбір повторюють аналогічним способом до раздренування призабойної зони. Загальною ознакою для описаних запатентованих рішень є теплова дія на пласт за допомогою закачування в нього різних теплоносіїв. Відомі і інші способи розрідження нафти при її видобутку (Патент РФ № 2195549). Спосіб видобутку високов'язкої нафти, що включає закачування через нагнітальну свердловину витісняючого агента, відбір продукції через добувні свердловини, використання при нагнітанні розріджуючого агенту. Як розріджуючий агент використовують углеводньоокислюючі бактерії з живильними солями у водному розчині при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: углеводньоокисляючі бактерії - 0,05-0,15, живильні солі - 0,07-0,3, вода - останнє. Склад закачують циклічно. Відомий спосіб мікробіологічної обробки нафтового пласта, що включає закачування мікробної біомаси біохімічного виробництва білкововітамінних концентратів (патент РФ 2118677). Даний спосіб недостатньо ефективний внаслідок того, що зниження в'язкості нафти відбувається лише за рахунок утворення газу, використовувана мікробна біомаса не впливає на важкі фракції нафти, а також живильні речовини, що містяться у відході, але є хорошим середовищем для утво 5 рення сульфатпоновлюючих бактерій, які викликають корозію нафтопромислового устаткування. Відомий спосіб видобутку високов'язкої нафти, що обводнює, включає зниження в'язкості нафти шляхом закачування суміші поверхнево-активної речовини з розчинником (а.с. СРСР 1798487). Даний спосіб недостатньо ефективний, а також при використанні способу необхідний постійний промисловий контроль. Таким чином, способи розрідження нафти методами мікробіологічної і хімічної дії не ефективні і не знайшли застосування в добувній промисловості. Відома стаття Воробйова А.Е. (РУДН), Джімієва Р.Б. (Гірський технікум Владикавказа). «Природоохоронна розробка родовищ горючого сланцю і високов'язкої нафти», в якій приведено аналіз ефективності різних способів видобутку нафти у тому числі термошахтного як найбільш перспективного. Термошахтна розробка описана на прикладі Ярегського нафтового родовища, де вона реалізується у вигляді декількох систем: одногоризонтної, двухгоризонтної, двох'ярусної, з оконтурюючими нагнітальними виробками. Всі вони відрізняються один від одного розташуванням підземних добувних і нагнітальних свердловин відносно пласта. Об'єм закачування пари при термошахтной системі розробки родовищ високов'язкої нафти дорівнює 0,5-0,8 об'єму порового простору продуктивного нафтоносного пласта. Проте, автор визнає, що «термошахтний спосіб видобутку високов'язкої нафти має наступні недоліки: великий об'єм гірничопрохідницьких і бурових робіт, значні витрати на підтримку і вентиляцію гірських виробок, великі втрати тепла на нагрівання вміщаючих гірських порід і копальневої атмосфери (що призводять до зниження ефективності процесу і порушення теплового режиму в гірських виробках), складність контролю і регулювання процесу видобутку високов'язкої нафти із-за великого числа необхідних свердловин», крім того, необхідність в неодноразових закачуваннях теплоносія приводить до великих втрат корисного тепла, що зростають у міру здійснення робіт. Тому надалі в пошуках більш ефективного джерела теплової енергії був розроблений інноваційний метод електротермо-видобутку високов'язких нафт. Цей спосіб видобутку в'язкої нафти з пласта (патент РФ № 2273499), що включає буріння в нафтовий пласт рядів електродних свердловин, що повстають, між якими протікає електрострум, і добувних свердловин перед електродними свердловинами для видачі нафти в збірний колектор, ряди свердловин, що повстають, бурять з польових штреків, розташованих під нафтовим пластом, а в електродні свердловини польового штреку зверху подають водний розчин електроліту під тиском 1,5-5 атм одночасно з подачею струму, забезпечуючи рух нафти, що витісняється, по всьому фронту розповсюдження пласта у бік добувних свердловин. Електроліт є водним розчином солей NaCI, або НСl, або H2SO4. Спосіб електротермодобичі має перевагу в тому, що не виключає необхідності закачування 48960 6 високотемпературного рідкого або газоподібного теплоносія, організації на денній поверхні інфраструктур, що виробляють ці теплоносії. Хоча вживання водного розчину солей також відноситься до його недоліків. Джерело тепла є стабільним і регульованим в сенсі тепловіддачі. Виходячи з цього, вказаний патент прийнятий авторами як прототип. До цього способу повною мірою відносяться все ті недоліки, які властиві іншим описаним вище способам, але до них додаються ще пов'язані з особливостями вживання електроенергії як джерела тепла в пожаронебезпечних умовах, а також складність реалізації, потреба в забезпеченні електроенергією і створенні її джерела. Аналізуючи приведені описи до патентів можна зробити один висновок: всі вони є окремими прикладами розвитку одних і тих же відомих технологій і не привносять до них жодних радикально нових підходів. Узагальнено їх можна охарактеризувати як способи переводу нафти в текучий стан, тобто просте зниження в'язкості методом дії на пласт активним агентом (гарячої води, пари, хімічним розчинником, накладенням електричного поля, тощо) і у такому вигляді транспортування її на нафтопереробні заводи для проведення крекінгу. В даний час, коли розвиток техніки вимагає все більше продуктів переробки нафти, технології її видобутку, при яких не витягнутою залишається значна (залежно від величини теплової дії) частина нафти або її фракцій, екологічно і економічно неефективні: всі вони трудоємні, оскільки передбачають великі земляні роботи, забруднення ґрунту в зоні нафтовидобування, великі енерговтрати, обмежену можливість температури нагріву колектора блоку, в якому знаходиться нафта. Таким чином, якими б різними не були відомі технології видобутку нафти, всюди присутня така температура теплової дії, яка забезпечує лише зміни в'язкості нафти, при цьому мінімальна визначається температурою плавлення речовин парафіно-смолисто-асфальтенів і коливається в межах 45-55°С, а максимальна обмежується можливістю утворення коксу і на практиці дорівнює 150-180°С. Паралельно робиться змога збільшення кількості нафти, витягуваної з пласта. У основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу видобутку нафти за рахунок зміни її агрегатного стану до газової фази тепловою дією в умовах природного залягання, транспортування і розділення газової фази нафти дією, що охолоджує, до конденсації на окремі складові фракції і, як результат, зниження трудомісткості, енергоємності видобутку, повне витягання нафти з продуктивного пласта, зниження собівартості видобутку із-за постійного зниження енерговитрат, гарантованого безперервністю тепловіддачі джерела. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі видобутку нафти, заснованому на бурінні свердловин в підземний нафтоносний пласт, монтажі продуктовідводящої транспортної системи на денну поверхню, зміні фізичного стану нафти шляхом теплової дії згідно з винахідницьким задумом зміну фізичного стану нафти доводять до стадії агрегатного перетворен 7 48960 ня на газову фазу в місцях її природного залягання, теплову дію здійснюють енергією джерела ядерного випромінювання, закладеного в радіонепроникний закритий контейнер, де енергія поглиненого випромінювання перетворюється в теплову та розміщують його безпосередньо в нафтовий пласт, або біля нього, а розділення газової фази ведуть в умовах її охолоджування до конденсації на окремі складові фракції нафти. Конденсування на окремі фракції ведуть, наприклад, в колоні ректифікації з режимом роботи, що охолоджує. Перевагами пропонованого способу в порівнянні з і іншими відомими способами і прототипом є: природа джерела теплової енергії - закритий радіонепроникний контейнер, тугоплавкість якого перевершує технологічні температури перетворення нафти в газ, джерелом тепла в ньому є джерело ядерного випромінювання, рівень радіоактивності якого і час тепловіддачі розраховують відомими в ядерній енергетиці методами. Джерело ядерного випромінювання, знаходячись в обмеженому просторі контейнера, енергію поглиненого випромінювання перетворює на теплову практично необмеженої температури. Час роботи такого джерела в стабільному режимі відповідає періоду напіврозпаду ядерного джерела і визначається розрахунками. Тому процес видобутку нафти шляхом її агрегатного перетворення не вимагатиме поновлення теплоносіїв через відсутність теплових втрат джерела, що знизить ресурсо- і енерговитрати; екологічна безпека забезпечена великим досвідом використання та транспортування ядерних відходів на поверхні на будь-які відстані; Комп’ютерна верстка А. Крулевський 8 перетворення покладу нафти на газ забезпечує повне витягання всіх фракцій нафти з пласта без втрат; виключення трудомістких операцій. корисневикористання відходів атомної енергетики, які зараз захоронюються, що створює великі проблеми екологічного, економічного та соціального характеру. Спосіб здійснюють таким чином: На підставі результатів геологічних досліджень, вивчення характеристик нафтоносного пласта виробляють дренування ділянки сіткою свердловин або однією свердловиною з виходом на денну поверхню - транспортну і продуктовідводящу в залежності від об'єму пласта. Виходячи з об'єму пласта, глибини його залягання, характеру довколишньої породи, розраховують джерело теплової енергії. Контейнер після зняття з нього транспортного захисту, чим приводять його в робочий стан, опускають в нафтоносний пласт. Продуктовідводяща свердловина має клапан, який відкриється після досягнення певного тиску газу з надр. Підвищення тиску за рахунок зміни агрегатного стану нафти, теплове розширення довколишніх порід сприятимуть виштовхуванню газу на поверхню можливо навіть без насосно-компресорної станції. Газ спрямовують до, наприклад, ректифікаційної колони, в якій реалізовано режим охолодження. Фракції нафти в порядку зворотному по відношенню до такого, при якому відбувається нагрів та розділення на фракції, які осідають на тарілках колони. З патентної і науково-технічної літератури нам не відома сукупність відмітних ознак, що заявляється. Просимо надати рішенню юридичний захист у вигляді патенту України на корисну модель. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601