Спосіб підземної газифікації твердих і текучих вуглеводнів на місці їх залягання

Номер патенту: 73689

Опубліковано: 10.10.2012

Автор: Бажал Анатолій Гнатович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб підземної газифікації твердих або текучих вуглеводнів на місці їх залягання, що включає розкриття покладів вуглеводнів свердловинами, подачу через труби в свердловину газифікуючих компонентів і видачу на поверхню отриманого газу, який відрізняється тим, що поклади вуглеводнів розкривають сіткою свердловин, пробурених нижче продуктивних пластів з перебуром на розрахункову глибину в підстилаючі гірські породи і при цьому свердловини розташовують на розрахунковій відстані одна від одної, що забезпечує суперпозицію хвиль стиснення-розтягнення, випромінюваних з декількох точок сусідніх свердловин або сусідніх пластів, а також сумарне хвильове і статичне навантаження продуктивного пласта і контактуючих підстилаючих порід, після чого здійснюють об'ємне дилатантне пороутворення в масиві, при цьому в зоні перебуру свердловин в підстилаючих гірських породах створюють не менше одного порожнистого об'єму-реактора, в який подають газифікаційні компоненти і створюють розрахунковий тиск і температуру, які забезпечують об'ємну газифікацію продуктивного пласта вуглеводнів в напрямку знизу вверх через дрібнокапілярну структуру, при цьому свердловини обсаджують експлуатаційними колонами, в які опускають став насосно-компресорних труб, а потім всередину нього опускають герметичний став труб меншого діаметра, при цьому тиск в газифікаційному просторі продуктивного пласта вуглеводнів підтримують вище капілярного тиску води в капілярах, розміри яких містять основний об'єм води в продуктивному пласті вуглеводнів і в контактуючих породах, а накопичення продукованої високотемпературної парогазової суміші здійснюють у зоні верхньої позначки продуктивного пласта з відводом на гирлі свердловин.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів, розділених вміщуючими породами, в умовах потужних пластів порівнянних з довжинами хвиль, які створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід, з утворенням в цих породах порожнистих об'ємів-реакторів.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання надпотужних продуктивних пластів, що перевищують по потужності довжини хвиль, які створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якій третю точку генерування хвиль розташовують в масиві продуктивного пласта на відстані, кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід, з утворенням в цих породах порожнистих об'ємів-реакторів.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання великої кількості малопотужних пропластків, за потужністю значно менших довжини хвиль, які створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять попередньо об'єднавши продуктивні пласти в загальну розрахункову потужність масиву, що піддається дилатантному об'ємному розущільненню, після чого здійснюють або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід, або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якому третю точку генерування хвиль, розташовують у масиві продуктивного пласта на відстані, кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід з утворенням в цих точках порожнистих об'ємів-реакторів.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при розташуванні продуктивного пласта покладу вуглеводнів близько до поверхні або при виході його на поверхню, зону залягання продуктивного пласта на поверхні покривають розрахунковим шаром твердих порід або ґрунтів, зцементованих глинистим розчином.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в об'ємі-реакторі залежно від гірничо-технологічних умов у зоні газифікації створюють термо-баро-хімічні умови для піролізу вуглеводнів з отриманням на гирлі піролізного газу або синтез-газу.

7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що синтез-газ отримують, синтезуючи вуглеводні, що залишилися після газифікації у вигляді напівкоксу, з воднем перегрітої пари в присутності каталізатора.

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розкритий поклад вуглеводнів залежно від умов підтримки розрахункових термо-баро-хімічних і технологічних параметрів у зоні газифікації поділяють на технологічні блоки, по периметру яких утворюють протифільтраційну завісу.

9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що протифільтраційну завісу виконують шляхом буріння спеціальних свердловин по периметру технологічних блоків з наступним хвильовим нагнітанням у свердловини текучих хімічно активних компонентів.

Текст

Реферат: Спосіб підземної газифікації твердих або текучих вуглеводнів на місці їх залягання включає розкриття покладів вуглеводнів свердловинами, подачу через труби в свердловину газифікуючих компонентів і видачу на поверхню отриманого газу. Поклади вуглеводнів розкривають сіткою свердловин, пробурених нижче продуктивних пластів з перебуром на розрахункову глибину в підстилаючі гірські породи. Здійснюють об'ємне ділатантне пороутворення в масиві. В зоні перебуру свердловин в підстилаючих гірських породах створюють не менше одного порожнистого об'єму-реактора. Свердловини обсаджують експлуатаційними колонами. Накопичення продукованої високотемпературної парогазової суміші здійснюють у зоні верхньої позначки продуктивного пласта з відводом на гирлі свердловин. UA 73689 U (12) UA 73689 U UA 73689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі вилучення корисних копалин через свердловини і може бути використана при видобутку важковидобуванних або невидобуванних твердих і текучих вуглеводнів шляхом переведення їх у газоподібний стан на місці їх залягання. Відомий спосіб газифікації вуглеводнів, наприклад, бурого вугілля [1], в якому газифікували потужний горизонтальний пласт бурого вугілля через свердловини повітрям у поверхневому режимі газифікації. Для цього до вугільного пласту прокладають ряд свердловин під кутом, який менше кута укосу покриваючих порід. Спочатку свердловини використовують для підведення газифікуючого агента, потім, коли реакційна зона пройде через основу свердловин, для газовідводу. Для збільшення проникності між свердловинами перед початком газифікації за допомогою стиснутого повітря у вугіллі випалюються вузькі канали. Інтервал між свердловинами досягає приблизно 50 м. Цей спосіб опробуваний в промислових умовах. Недоліком відомого технічного рішення є невисока ефективність використання свердловини при поверхневому режимі газифікації, обумовлена тим, що на поверхню піднімається не продуктивний газ, а продукти його згоряння, які виникають внаслідок горіння новоутвореного продуктивного газу в спеціально випалених каналах, по яких рухається газифікуючих агент і продукований газ. Крім того, до недоліків слід віднести обов'язкове утворення каналів між свердловинами шляхом випалювання, що ускладнює процес газифікації. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є спосіб підземної газифікації твердих або текучих вуглеводнів на місці їх залягання [2], який включає розкриття покладів вуглеводнів свердловинами, подачу через труби в свердловину газифікуючих компонентів і видачу на поверхню отриманого газу. Спосіб дозволяє газифікувати повітрям крутопадаючі пласти в поверхневому режимі газифікації. При цьому свердловини для відбору продуктивного газу бурять по падінню пласта на передбачену глибину (близько 300м). Свердловини для підведення газифікуючого агента розташовують у породах лежачого боку. При досягненні пласта свердловини повертають і продовжують бурити вздовж пласта. Відстань між газовідбірними і повітропідвідними свердловинами становить від 20 до 35 м. У цьому випадку горіння відбувається уверх по пласту без зміни геометричної форми, таким чином на окремій ділянці газифікації протягом тривалого часу можуть досягатися порівняно стабільні результати. Даний спосіб газифікації опробуваний в промисловій практиці в Південно-Абінську. Недоліком даного способу є невисока ефективність використання свердловин, а також необхідність безперервного регулювання подачі газифікуючого агента залежно від тривалості експлуатації, потужності пласта, вмісту золи та її поведінки, а також стійкості гірської породи, що призводить до великого споживання газифікуючого агента, яке безперервно зростає в процесі експлуатації. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу підземної газифікації твердих і текучих вуглеводнів на місці їх залягання, в якому шляхом впливу сумарного хвильового і статичного навантаження продуктивного пласта і контактуючих підстилаючих порід досягається збільшення продуктивності, підвищення ефективності використання свердловин, а також прибутковий режим видобутку твердих і текучих вуглеводнів на місці їх залягання. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі підземної газифікації твердих або текучих вуглеводнів на місці їх залягання, який включає розкриття покладів вуглеводнів свердловинами, подачу через труби в свердловину газифікуючих компонентіві видачу на поверхню отриманого газу, згідно корисної моделі, поклади вуглеводнів розкривають сіткою свердловин, пробурених нижче продуктивних пластів з перебуром на розрахункову глибину в підстилаючі гірські породи і при цьому свердловини розташовують на розрахунковій відстані одна від одної, що забезпечує суперпозицію хвиль стиснення-розтягнення, випромінюваних з декількох точок сусідніх свердловин або сусідніх пластів, а також сумарне хвильове і статичне навантаження продуктивного пласта і контактуючих підстилаючих порід, після чого здійснюють об'ємне дилатантне гороутворення в масиві, при цьому в зоні перебуру свердловин в підстилаючих гірських породах створюють не менше одного порожнистого об'єма-реактора, в який подають газифікаційні компоненти і створюють розрахунковий тиск і температуру, які забезпечують об'ємну газифікацію продуктивного пласта вуглеводнів в напрямку знизу вверх через дрібнокапілярну структуру, при цьому свердловини обсаджують експлуатаційними колонами, в які опускають став насосно-компресорних труб, а потім всередину нього опускають герметичний став труб меншого діаметра, по яким здійснюють підведення газифікаційних компонентів в нижню точку об'єма-реактора в перебурі, при цьому тиск в газифікаційному просторі продуктивного пласта вуглеводнів підтримують вище капілярного тиску води в капілярах, розміри яких містять основний об'єм води в продуктивному пласті вуглеводнів і в 1 UA 73689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контактуючих породах, а накопичення продукованої високотемпературної парогазової суміші здійснюють у зоні верхньої позначки продуктивного пласта з відводом на гирлі свердловин. Крім того, розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів, розділених вміщуючими породами, в умовах потужних пластів порівнянних з довжинами хвиль, що створюються для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарі гірських порід, з утворенням в цих породах порожнистих об'ємів-реакторів. Крім того, розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання надпотужних продуктивних пластів, що перевищують по потужності довжини хвиль, які створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якій третю точку генерування хвиль, розташовують в масиві продуктивного пласта на відстані кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарі гірських порід з утворенням в цих точках порожнистих об'ємівреакторів. Крім того, розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання великої кількості малопотужних пропластків, за потужністю значно менших довжин хвиль, які створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять попередньо об'єднавши продуктивні пласти в загальну розрахункову потужність масиву, що піддається дилатантному об'ємному розущільненню, після чого здійснюють або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарі гірських порід, або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якій третю точку генерування хвиль, розташовують в масиві продуктивного пласта на відстані кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарі гірських порід з утворенням в цих точках порожнистих об'ємів-реакторів. Причому при розташуванні продуктивного пласта покладу вуглеводнів близько до поверхні або при виході його на поверхню, зону залягання продуктивного пласта на поверхні покривають розрахунковим шаром твердих порід або ґрунтів, зцементованих глинистим розчином. При цьому, в об'ємі-реакторі в залежності від гірничо-технологічних умов у зоні газифікації створюють термо-баро-хімічні умови для піролізу вуглеводнів з отриманням на гирлі піролізного газу або синтез-газу. Причому синтез-газ отримують синтезуючи вуглеводні, що залишилися після газифікації у вигляді напівкоксу, з воднем перегрітої пари в присутності каталізатора. Крім того, розкритий поклад вуглеводнів в залежності від умов підтримки розрахункових термо-баро-хімічних і технологічних параметрів у зоні газифікації поділяють на технологічні блоки, по периметру яких утворюють протифільтраційні завіси. При цьому протифільтраційні завіси виконують шляхом буріння спеціальних свердловин по периметру технологічних блоків з наступним хвильовим нагнітанням у свердловини текучих хімічно активних компонентів. Розкриття покладу вуглеводнів сіткою свердловин, пробурених нижче продуктивних пластів з перебуром на розрахункову глибину в підстилаючі гірські породи і розташування свердловин на розрахунковій відстані одна від одної, яке забезпечує суперпозицію хвиль стисненнярозтягнення, випромінюваних з декількох точок сусідніх свердловин або сусідніх пластів, а також сумарне хвильове і статичне навантаження продуктивного пласта і контактуючих підстилаючих порід, дозволяє здійснювати об'ємне дилатантне пороутворення в масиві як уздовж радіуса свердловин, так і вздовж осі свердловини в навколоскважинному просторі, що дозволяє проводити процес газифікації в об'ємному режимі. В результаті того, що в зоні перебуру свердловин в підстилаючих гірських породах створюють не менше одного порожнистого об'єм-реактора, в який подають газифікаційні компоненти і створюють розрахунковий тиск і температуру, забезпечують об'ємну газифікацію продуктивного пласта вуглеводнів в напрямку знизу вверх через дрібнокапілярну структуру з накопиченням продукованої високотемпературної парогазової суміші в зоні верхньої позначки продуктивного пласта і з відведенням її на гирлі свердловин. Внаслідок того, що свердловини обсаджують експлуатаційними колонами, в які опускають став насосно-компресорних труб, а потім всередину нього опускають герметичний став труб меншого діаметра забезпечують підведення газифікаційних компонентів в нижню точку об'ємареактора в перебурі, а тиск в газифікаційному просторі продуктивного пласта вуглеводнів підтримують вище капілярного тиску води в капілярах, розміри яких містять основний об'єм 2 UA 73689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 води в продуктивному пласті вуглеводнів і в контактуючих породах. Це призводить до того, що відбувається розігрів зони порожнистого об'єму-реактора і продукується високотемпературний газ, який по дилатантних каналах піднімається вгору і розігріває прилеглу зону продуктивного пласта, виводячи його на режим об'ємної газифікації. В результаті того, що процес газифікації в кожній свердловині здійснюється на своєму власному оптимальному режимі (тиску і температурі), незалежно від довколишніх свердловин, а при утворенні канальності між свердловинами газифікація в них переводиться на загальний режим з усередненими параметрами, досягається найбільша ефективність процесу. Завдяки тому, що розкриття покладів вуглеводнів проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарі гірських порід, з утворенням в цих породах порожнистих об'ємів-реакторів, здійснюють газифікацію складно-залягаючих продуктивних пластів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів, розділених вміщуючими породами, в умовах потужних пластів порівнянних з довжинами хвиль, що створюються для об'ємного дилатантного розущільнення масиву. Завдяки тому, що розкриття покладів вуглеводнів проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якій третю точку генерування хвиль, розташовують в масиві продуктивного пласта на відстані кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарі гірських порід з утворенням в цих точках порожнистих об'ємів-реакторів, здійснюють газифікацію покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання надпотужних продуктивних пластів, що перевищують по потужності довжини хвиль, які створюються для об'ємного дилатантного розущільнення масиву. Завдяки тому, що розкриття покладів вуглеводнів проводять попередньо об'єднавши продуктивні пласти в загальну розрахункову потужність масиву, що піддається дилатантному об'ємному розущільненню, після чого здійснюють або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарі гірських порід, або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якій третю точку генерування хвиль, розташовують в масиві продуктивного пласта на відстані кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарі гірських порід з утворенням в цих точках порожнистих об'ємів-реакторів, здійснюють розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання великої кількості малопотужних пропластків, за потужністю значно менших довжин хвиль, що створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву. Завдяки тому, що зону залягання продуктивного пласта, розташованого близько до поверхні або при виході його на поверхню, покривають розрахунковим шаром твердих порід або ґрунтів, зцементованих глинистим розчином, здійснюють газифікацію покладів вуглеводнів розташованих на малих глибинах. В результаті того, що в зоні газифікації в об'ємі-реакторі залежно від гірничо-технологічних умов створюють термо-баро-хімічні умови для піролізу вуглеводнів з отриманням на гирлі піролізного газу або синтез-газу при контакті з нагрітими до розрахункової температури вуглеводнями перегрітої водяної пари в зоні газифікації на поверхню піднімаються пари легких вуглеводневих фракцій, які конденсуються в конденсаційних колонах з метою отримання рідких вуглеводневих палив, що дозволяє максимально використати свердловину і підвищити її продуктивність. В результаті того, що вуглеводні, що залишилися після газифікації у вигляді напівкоксу, синтезують з воднем перегрітої пари в присутності каталізатора (рідинного або газоподібного) за інших розрахункових термо-баро-хімічних умов, отримують синтез-газ, що забезпечує високу повноту вилучення вуглеводнів. Завдяки тому, що розкритий поклад вуглеводнів поділяють на технологічні блоки залежно від умов підтримки розрахункових термо-баро-хімічних і технологічних параметрів у зоні газифікації, при необхідності по периметру технологічних блоків утворюють протифільтраційну завісу, що дозволяє ізолювати технологічні блоки газифікаційних свердловин від водоносних, пухких і легко проникних гірських структур і ефективно проводити процес газифікації в складних гірничо-технологічних умовах. В результаті того, що протифільтраційну завісу виконують шляхом буріння спеціальних свердловин по периметру технологічних блоків з наступним хвильовим нагнітанням у свердловини текучих хімічно активних компонентів, забезпечують різне розташування 3 UA 73689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 протифільтраційних завіс як по всій потужності продуктивного пласта, так і по контакту з проникними гірськими структурами, в тому числі водоносними залежно від конкретних умов. Спосіб підземної газифікації твердих або текучих вуглеводнів на місці їх залягання здійснюється наступним чином. Масив покладів вуглеводнів розкривають сіткою свердловин, пробурених нижче продуктивних пластів з перебуром на розрахункову глибину в підстилаючі гірські породи. Свердловини розташовують на розрахунковій відстані одна від одної, при якій забезпечується суперпозиція (векторне складання) хвиль стиснення-розтягнення, випромінюваних з декількох точок сусідніх свердловин або з сусідніх пластів, при якій в міжсвердловинному просторі масиву здійснюється сумарне хвильове і статичне навантаження продуктивного пласта і контактуючих підстилаючих порід, що забезпечує об'ємне дилатантне пороутворення в масиві. Дилатантне об'ємне розущільнення продуктивного пласта і підстилаючих контактуючих порід здійснюють як уздовж радіуса свердловини, так і вздовж осі свердловини в навколосвердловинному просторі. Свердловини обсаджують експлуатаційними колонами, в які опускають став насоснокомпресорних труб, а потім всередину нього опускають герметичний став труб меншого діаметра. У зоні перебуру свердловин в підстилаючих гірських породах створюють порожнистий об'ємреактор, в нижню точку якого в перебурі здійснюють підведення газифікаційних компонентів, створюють і підтримують тиск і температуру, які забезпечують об'ємну газифікацію продуктивного пласта вуглеводнів в напрямку знизу вверх через утворену дилатансією об'ємну дрібнокапілярну структуру з накопиченням і відкачуванням високотемпературної парогазової суміші в зоні верхньої позначки продуктивного пласта. При цьому тиск в газифікаційному просторі продуктивного пласта вуглеводнів підтримують вище капілярного тиску води в капілярах, розміри яких містять основний об'єм води в продуктивному пласті вуглеводнів і в контактуючих породах. У кожній свердловині процес газифікації здійснюється на своєму власному оптимальному режимі (тиску і температурі), незалежному від довколишніх свердловин, а при утворенні канальності між свердловинами або між пластами вздовж осі свердловини, газифікація в них переводиться на загальний режим з усередненими параметрами і рухом теплового потоку від об'єма-реактора однієї свердловини уздовж об'ємно-проникного газифікованого пласта до іншої свердловини. При багатошаровому заляганні продуктивних пластів, розділених вміщуючими породами, об'ємне дилатантне пороутворення в масиві здійснюється за однією із схем залежно від умов залягання. При багатошаровому заляганні продуктивних пластів, розділених вміщуючими породами, в умовах потужних пластів порівнянних з довжинами хвиль, що створюються для дилатантного розущільнення масиву, продуктивний пласт навантажують суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід, з утворенням в цих породах порожнистих об'ємів-реакторів. При багатошаровому заляганні продуктивних пластів, в умовах надпотужних продуктивних пластів, що перевищують по потужності довжини хвиль, що створюються для дилатантного розущільнення масиву, об'ємне дилатантне пороутворення в масиві проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якій третю точку генерування хвиль розташовують в масиві продуктивного пласта на відстані, кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід з утворенням в цих точках порожнистих об'ємів-реакторів. При багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання великої кількості малопотужних пропластків, за потужністю значно менших довжин хвиль, що створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, об'ємне дилатантне пороутворення в масиві проводять попередньо об'єднавши продуктивні пласти в загальну розрахункову потужність масиву, що піддається дилатантному об'ємному розущільненню, після чого здійснюють або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід, або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якому третю точку генерування хвиль розташовують в масиві продуктивного пласта на відстані, кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих в нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід з утворенням в цих точках порожнистих об'ємів-реакторів. При розташуванні продуктивного пласта покладу вуглеводнів близько до поверхні або при виході його на поверхню, для здійснення об'ємного дилатантного пороутворення в масиві, зону 4 UA 73689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 залягання продуктивного пласта на поверхні покривають розрахунковим шаром твердих порід або ґрунтів, зцементованих глинистим розчином. У конкретних гірничо-технологічних умовах в об'ємі-реакторі в зоні газифікації створюють термо-баро-хімічні умови для піролізу вуглеводнів з отриманням на гирлі піролізного газу або синтез-газу (метану) при контакті з нагрітими до розрахункової температури вуглеводнями перегрітої водяної пари в зоні газифікації, при цьому перегрітий пар одержують із внутрішньої вологи у вуглеводнях і в навколишній гірській породі, або подають воду з поверхні, але в обох випадках з піролізним газом або з синтез-газом на поверхню піднімаються пари легких вуглеводневих фракцій, які конденсуються в конденсаційних колонах, де з них отримують рідкі вуглеводневі палива. Вуглеводень, що залишився після газифікації у вигляді напівкоксу на місці залягання, синтезують з воднем перегрітої пари в синтез-газ в присутності каталізатора (рідинного або газоподібного) при інших розрахункових термо-баро-хімічних умовах. Режими газифікації задають і підтримують на гирлі свердловин шляхом регулювання подачі газифікуючих компонентів і відбору продукованої газифікацією парогазової суміші. Розкритий поклад вуглеводнів в залежності від умов підтримки розрахункових термо-барохімічних і технологічних параметрів у зоні газифікації поділяють на технологічні блоки. При необхідності по периметру технологічного блоку утворюють протифільтраційну завісу, як по всій потужності продуктивного пласта, так і по контакту з проникними гірськими структурами, в тому числі водоносними. Протифільтраційну завісу виконують шляхом буріння спеціальних свердловин по периметру технологічних блоків з наступним хвильовим нагнітанням у свердловини текучих хімічно активних компонентів, що забезпечують в результаті хімічної реакції з гірською породою об'ємну хімічну кольмотацію порових просторів в розрахунковій зоні протифільтраційних завіс. Свердловини для створення протифільтраційних завіс закривають герметично і повторно використовують для ремонтів і відновлення протифільтраційних завіс в процесі газифікації твердих і текучих вуглеводнів. Таким чином, спосіб забезпечує збільшення продуктивності процесу газифікації в об'ємному режимі і дозволяє підвищити повноту переведення в газ твердих і рідких вуглеводнів, що підвищує ефективність використання свердловин за складних умов залягання продуктивних пластів, а також забезпечує прибутковий режим видобутку твердих і текучих вуглеводнів на місці їх залягання при різних гірничо-технологічних умовах. Джерела інформації: 1. Н. В. Лавров та ін. Підземна газифікація на Ангренському родовищі бурого вугілля. Хімія твердого палива, 1971, № 1, с. 73-79. 2. М.М. Альтшуллер та ін. Технічний та економічний аналіз станцій підземної газифікації в Ангрені, Південно-Абінську і Лисичанську протягом 1963 року. Наукові праці ВНДІ Подземгаз, № 13, 1965р., С. 107-116. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб підземної газифікації твердих або текучих вуглеводнів на місці їх залягання, що включає розкриття покладів вуглеводнів свердловинами, подачу через труби в свердловину газифікуючих компонентів і видачу на поверхню отриманого газу, який відрізняється тим, що поклади вуглеводнів розкривають сіткою свердловин, пробурених нижче продуктивних пластів з перебуром на розрахункову глибину в підстилаючі гірські породи і при цьому свердловини розташовують на розрахунковій відстані одна від одної, що забезпечує суперпозицію хвиль стиснення-розтягнення, випромінюваних з декількох точок сусідніх свердловин або сусідніх пластів, а також сумарне хвильове і статичне навантаження продуктивного пласта і контактуючих підстилаючих порід, після чого здійснюють об'ємне дилатантне пороутворення в масиві, при цьому в зоні перебуру свердловин в підстилаючих гірських породах створюють не менше одного порожнистого об'єму-реактора, в який подають газифікаційні компоненти і створюють розрахунковий тиск і температуру, які забезпечують об'ємну газифікацію продуктивного пласта вуглеводнів в напрямку знизу вверх через дрібнокапілярну структуру, при цьому свердловини обсаджують експлуатаційними колонами, в які опускають став насоснокомпресорних труб, а потім всередину нього опускають герметичний став труб меншого діаметра, при цьому тиск в газифікаційному просторі продуктивного пласта вуглеводнів підтримують вище капілярного тиску води в капілярах, розміри яких містять основний об'єм води в продуктивному пласті вуглеводнів і в контактуючих породах, а накопичення продукованої 5 UA 73689 U 5 10 15 20 25 30 35 40 високотемпературної парогазової суміші здійснюють у зоні верхньої позначки продуктивного пласта з відводом на гирлі свердловин. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів, розділених вміщуючими породами, в умовах потужних пластів порівнянних з довжинами хвиль, які створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід, з утворенням в цих породах порожнистих об'ємів-реакторів. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання надпотужних продуктивних пластів, що перевищують по потужності довжини хвиль, які створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять шляхом навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якій третю точку генерування хвиль розташовують в масиві продуктивного пласта на відстані, кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід, з утворенням в цих породах порожнистих об'ємів-реакторів. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розкриття покладів вуглеводнів при багатошаровому заляганні продуктивних пластів в умовах залягання великої кількості малопотужних пропластків, за потужністю значно менших довжини хвиль, які створюють для об'ємного дилатантного розущільнення масиву, проводять попередньо об'єднавши продуктивні пласти в загальну розрахункову потужність масиву, що піддається дилатантному об'ємному розущільненню, після чого здійснюють або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід, або навантаження продуктивного пласта суперпозицією хвиль, випромінюваних з трьох точок, при якому третю точку генерування хвиль, розташовують у масиві продуктивного пласта на відстані, кратній довжині хвилі до двох точок, розташованих у нижньому підстилаючому і верхньому покриваючому шарах гірських порід з утворенням в цих точках порожнистих об'ємів-реакторів. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при розташуванні продуктивного пласта покладу вуглеводнів близько до поверхні або при виході його на поверхню, зону залягання продуктивного пласта на поверхні покривають розрахунковим шаром твердих порід або ґрунтів, зцементованих глинистим розчином. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в об'ємі-реакторі залежно від гірничотехнологічних умов у зоні газифікації створюють термо-баро-хімічні умови для піролізу вуглеводнів з отриманням на гирлі піролізного газу або синтез-газу. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що синтез-газ отримують, синтезуючи вуглеводні, що залишилися після газифікації у вигляді напівкоксу, з воднем перегрітої пари в присутності каталізатора. 8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розкритий поклад вуглеводнів залежно від умов підтримки розрахункових термо-баро-хімічних і технологічних параметрів у зоні газифікації поділяють на технологічні блоки, по периметру яких утворюють протифільтраційну завісу. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що протифільтраційну завісу виконують шляхом буріння спеціальних свердловин по периметру технологічних блоків з наступним хвильовим нагнітанням у свердловини текучих хімічно активних компонентів. 45 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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 6

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for underground gasification of solid and fluid hydrocarbons at final resting place thereof

Автори англійською

Bazhal Anatolii Hnatovych

Назва патенту російською

Способ подземной газификации твердых и текучих углеводородов на месте их залегания

Автори російською

Бажал Анатолий Игнатович

МПК / Мітки

МПК: E21B 7/04

Мітки: залягання, вуглеводнів, текучих, підземної, місці, газифікації, твердих, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-73689-sposib-pidzemno-gazifikaci-tverdikh-i-tekuchikh-vuglevodniv-na-misci-kh-zalyagannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб підземної газифікації твердих і текучих вуглеводнів на місці їх залягання</a>

Подібні патенти