Спосіб видобування газу з морських газогідратних покладів

Реферат: UA 68424 U UA 68424 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до газодобувної галузі промисловості і конкретно до способу видобутку газів (метану та інших газів) із газогідратів у донних відкладеннях морів, океанів і може бути використана для видобутку газу з морських газогідратних покладів. Відомий спосіб видобутку метану з морських газогідратних покладів, що включає буріння свердловин до глибини залягання шару із газогідратів, підвищення проникності цього шару деформацією, розкладання газогідратів під впливом води, що отеплює, на газ та воду і відкачку газу, що виділяється (Патент України № 60461 від 11.02.2008, Бюл. № 3). Недоліком відомого способу є висока вартість газовидобутку, яка обумовлена накачуванням у шар із газогідратів дуже великої кількості води з температурою навколишнього середовища для розкладання газогідратів, тобто низька його ефективність. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, і прийнятим як прототип є спосіб видобутку газу з газогідратних покладів, що включає буріння свердловин до підошви шару із газогідратів, підвищення проникності цього шару деформацією, розкладання газогідратів під впливом періодичних дій (Патент України № 90587 від 11.05.2010, Бюл. № 9, 2010 р.) Недоліком відомого способу є також висока вартість газовидобутку та низька ефективність способу, що обумовлено накачуванням у шар із газогідратів дуже великої кількості води для періодичних дій з температурою навколишнього середовища або при необхідності її підігрівом для розкладання газогідратів у шарі. Крім того, дисоціація газогідрату більш ефективна від втомленого руйнування, для чого треба виконувати багатоциклові дії на масив. Задача корисної моделі- підвищення ефективності розробки газогідратного пласта на дні морів за рахунок зниження термінів його виробки, зменшення витрат на бурові роботи і процес дисоціації газогідрату. В основу корисної моделі поставлена задача зниження вартості та збільшення ефективності газовидобутку за рахунок використання свердловинних випромінювачів імпульсів з періодично змінною формою хвилі. Поставлена задача вирішується тим, що згідно із способом, розтин газогідратного пласта, здійснюється, щонайменше, двома свердловинами, через які виконують подачу водного агента через закачувані свердловини, діють на газогідратний пласт хвилевими імпульсами та виконують видачу газо-водяної суміші через відкачувані свердловини. На газогідратне тіло впливають випромінюваними зі свердловин імпульсами з періодично змінною формою хвилі і несиметричним розподілом хвилевої енергії в часі відносно нульової амплітуди. При цьому на газогідратний пласт у напрямі закачуваних свердловин впливають імпульсами розтягування, що випромінюються з відкачуваних свердловин. А у напрямі відкачуваних свердловин впливають імпульсами стискування, які подаються із закачуваних свердловин. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: - на фіг. 1 зображена загальна схема способу; - на фіг. 2 зображено форми полів, діючих на шар газогідрату. На фіг. 1 і 2 зображені схеми видобутку газогідрату і форми хвилевих полів, діючих на газогідрат. Суть способу пояснюється наступним. На дні моря 1 під шаром донних відкладень (осадкових порід) 2 розташований шар газогідратних покладів у вигляді деякого пласта 3. Із спеціальних платформ або з інших плавучих засобів 4 буряться свердловини в тіло пласта газогідрату 5 і 6. У свердловині встановлюється випромінювачі 7. Випромінювач передає хвилі, що мають деякий фронт дії 8. Для подачі реагентів і викачування рідини використовують системи трубопроводів 9, спеціальних насосів 10 та свердловинних клапанів 11, які працюють в різних напрямках. Дія на масив може виконуватися не менш двома типами хвилів: розтягування або стискування, та мати різний період форму півхвилі. На фіг. 2а, б, в приведені їх різні типи 12, 13, 14. Знаком (+) показана амплітуда хвилі розтягування, а знаком (-) хвиля стискування. Спосіб здійснюється таким чином. Спочатку проводять геолого-розвідницькі роботи з визначення координат морських газогідратних покладів і глибини їхнього залягання. Відповідно до отриманих даних спочатку роблять розмітку сітки далі використовуваних свердловин, які умовно розділяють на парні і непарні, причому надалі непарні використовують для подачі агента (рідини) в пласт газогідрату, а парні - для відкачування газо-водяної суміші. Газогідратний пласт 3 розкривають, щонайменше, двома свердловинами: закачуваною 5 і відкачуваною 6. У закачувану свердловину 5 встановлюють імпульсний випромінювач 7, що забезпечує необхідну діаграму спрямованості імпульсу 8. Одночасно з цим здійснюють подачу реагенту (рідини, наприклад, з температурою вище за температуру газогідрату) для розкладання газогідрату через закачувані свердловини 5, наприклад, в режимі гідророзриву 1 UA 68424 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 пласта і виконують викачування суміші газогідрату з водою через відкачувані свердловини 6. Подачу реагентів у свердловину виконують за допомогою системи трубопроводів 9, спеціальних насосів 10 та свердловинних клапанів 11. Відкачку рідини із свердловин виконують також за допомогою системи трубопроводів 9, спеціальних насосів та свердловинних клапанів 11, які працюють в іншому напрямку. Для інтенсифікації процесу розкладання газогідратного пласту на масив впливають імпульсами з періодично змінною формою хвилі і не симетричним розподілом енергії в часі відносно нульової амплітуди. На кресленні (див. фіг. 2) показані різні форми хвиль в координатах напруга (s) - час (t) (або відстань h), представлені залежностями 12, 13 і 14 з періодом 1,2 . Як випромінювачі використовують, наприклад, електромагнітні випромінювачі, що працюють на єдину мембрану за загальноприйнятою схемою, або свердловинні механічні генератори хвиль - вібраційні або віброударні. Дія на газогідрат різними вказаними формами хвилевих обурень забезпечує несиметричну, відносно напружено рівноважного стану масиву, деформацію газогідратного пласта. В результаті тіло газогідрату піддається малоцикловим вантаженням, які приводять до втомного накопичення пошкоджень в ньому і є первинним етапом підготовки тіла газогідрату до руйнування. При цьому додатково, за рахунок динамічної дії, періодичні зсуви пласта відбуваються з більшою амплітудою або більш тривалий час, або з більшою швидкістю у напрямі масопереносу рідкої фази, чим забезпечується додаткова умова «вібротранспортування» газо-водяної суміші. В цьому випадку хвилевий зсув масиву і рідини використовується безпосередньо для масопереносу рідкої фази, що різко збільшує ефективність процесу дисоціації газогідрату. При цьому необхідно, щоб напрям швидкості часток в хвилі (напрям обурення) збігався з напрямом масопереносу при максимальній амплітуді імпульсу, більшій або рівній величині перепаду тиску на заданій відстані, в т.ч. на довжині масиву, охопленого хвилею, необхідного для здобуття заданої швидкості масопереносу, але такого, що не перевищує межі пружності середовища. При дії на газогідратний пласт асиметричними хвилевими полями рідкій газогідратній фазі повідомляють, у напрямі масопереносу більше енергії, ніж в протилежному напрямі. Тому відстань переміщення рідкої фази газогідрату у напрямі масопереносу більша, ніж у зворотну сторону, що забезпечує направлений рух рідкої фази з газом. Для змішування рідкої фази з газом, переважно в одному напрямі на газогідратний пласт впливають хвилевими полями з імпульсною структурою. При цьому частоту повторень імпульсів визначають з врахуванням величини коефіцієнта загасання хвилі на ділянці тіла газогідрату між закачаними і відкачуваними свердловинами. Залежно від прийнятої технології інтенсифікації процесу дисоціації газогідрату і розмірів технологічних свердловин, які пробурені на газогідратний пласт у напрямі закачаних свердловин впливають імпульсами розтягування з відкачуваних свердловин, або ж на газогідратне тіло, в напрям відкачуваних свердловин, впливають імпульсами стискування, які впливають імпульсами розтягування з відкачуваних свердловин, або ж на газогідратне тіло, в напрям відкачуваних свердловин, впливають імпульсами стискування, які випромінюють із закачаних свердловин. Вживання пропонованого способу видобутку газу з газогідратного пласта з дна моря дозволить значно понизити витрати часу на видобуток газогідратних покладів, собівартість газу, що добувається, за рахунок зменшення втрат і витрат часу на дисоціацію, скорочення кількості свердловин, а також дозволить залучити у видобуток родовища додаткові зони, що мають чисельні значення коефіцієнта фільтрації, недостатні для розкладання і викачування газу з родовища. Використані джерела: 1. Патент України № 60461 від 11.02.2008 Спосіб та газодобувний комплекс для обування та переробки метану з морських газогідрат них покладів / Смірнов Л.Ф. - З-ка № 2002097340. Опубл. - Бюл. № 3, 2008 р. 2. Патент України № 90587 від 11.02.2008 Спосіб видобування газу з морських покладів/ Денисов Ю.П. - З-ка № а200811719, Опубл. - Бюл.№ 9, 2010 р. 2 UA 68424 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Спосіб видобутку газу з морських газогідратних покладів, що включає буріння свердловин до підошви шару із газогідратів, підвищення проникності цього шару гідророзривом, розкладання газогідратів на газ і воду за рахунок введення в шар із газогідратів води з температурою навколишнього середовища, відкачку газу у вигляді газо-водяної суміші, що акумулюється в газодгідратній порожнині, в режимі пульсації, який відрізняється тим, що пробурені свердловини поділяють на непарні, які використовують для подачі агента в шар газогідрату і парні, які використовують для відкачування газо-водяній суміші, потім діють на шар імпульсами зі встановлених в свердловинах випромінювачів, при цьому імпульси використовують з періодично змінюваною формою хвилі і несиметричним розподілом імпульсної енергії в часі відносно нульової амплітуди, зокрема, через парні свердловини на шар газогідрату впливають імпульсами розтягування у напрямі непарних свердловин, а через непарні свердловини на шар газогідрату впливають імпульсами стискування у напрямі парних свердловин. 3 UA 68424 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4