Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Принцип выкачивания нефти


способ извлечения нефти из отработанных нефтяных месторождений - патент РФ 2305178

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для нефтедобычи на нефтепромыслах для возобновления нефтеотдачи отработанных месторождений. Обеспечивает упрощение и повышение эффективности способа. Сущность изобретения: способ основан на создании давления в нефтеносных слоях за счет одновременного подрыва зарядов в скважинах. Согласно изобретению производят закладку зарядов и одновременный их подрыв в нефтеносных эксплуатационных скважинах, расположенных по внешнему периметру отработанного месторождения. Выкачивание образовавшейся свободной нефти производят через эксплуатационные скважины, расположенные внутри внешнего периметра. Затем в скважинах, расположенных по первому внутреннему по отношению к указанному внешнему периметру, производят закладку и одновременный подрыв зарядов. Выкачивание нефти производят из скважин, расположенных внутри по отношению к предыдущему периметру. Затем производят повторение этих операций до центра месторождения. 1 ил.

(56) (продолжение):

взрывов. - М.: Наука, 1991, №11, с.25-33. ДУВАНОВ A.M. и др. Методы интенсификации притоков в нефтяных и газовых скважинах с помощью энергии взрыва и горения взрывчатых веществ. - М.: ВИЭМС, 1990, с.6-25.

Рисунки к патенту РФ 2305178

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для нефтедобычи на нефтепромыслах для возобновления нефтеотдачи отработанных месторождений.

Независимо от способа генерации нефть под влиянием вулканических и тектонических процессов мигрировала по земной коре до тех пор, пока не нашла пласты осадочных пород, обладающих высокой пористостью и трещиноватостью. Такими породами могли оказаться кальцит, аргонит, катерит, магнезит, несквогенит, песчаник и другие породы, которые по условиям генезиса и залегания оказались высокопористыми. Эти высокопористые породы оказались нефтяными ловушками и, будучи пропитаны нефтью, затем в течение десятков и сотен миллионов лет сформировали нефтяные месторождения, современные нашей эпохе. Глубина их залегания весьма различна. Иногда они выходят на поверхность земли, но чаще залегают на глубине 1-2 километров, т.е. в тех местах, где залегали указанные осадочные пористые породы.

Для серьезной промышленной добычи нефти приходится бурить скважины, обсаживать их стальными трубами, а также снабжать запорной арматурой и транспортными трубопроводами. В зависимости от размеров пор нефть более или менее прочно удерживается в ловушке. Ясно, что чем мельче поры, тем больше их удельная внутренняя поверхность и тем большая часть содержащейся в ловушке нефти адсорбируется и удерживается на этой поверхности, тем меньшую ее часть удается извлечь в виде нефтяных фонтанов и с помощью насосов (качалок или «богомолок»). Мировой опыт нефтедобычи (добывается сейчас в мире ˜3 миллиарда тонн нефти ежегодно) показывает, что известными и экономичными методами извлечь удается из нефтяных месторождений не более 60% содержащейся там нефти, а в среднем нефтеотдача составляет 50-55%. Таким образом, от 45 до 50% нефти, содержащейся в нефтяных месторождениях после их исчерпания известными методами, остается в нефтяных ловушках и пока извлечь ее не удается.

Если бы удалось извлекать не 55, а 65% нефти, содержащейся в нефтяных ловушках (т.е. всего на 10% больше, чем сейчас), то это составило бы 300 миллионов тонн ежегодно, а извлеченная нефть при современных ценах будет стоить 120 миллиардов долларов.

Известен способ извлечения нефти из отработанных нефтяных месторождений (Приходько Н.К. и др. Применение химических взрывчатых веществ для интенсификации разработки нефтяных и газовых месторождений. Обзорная информация. Серия «Нефтепромысловое дело», Москва, ВНИИОЭНГ, 1981, с.12, 25) путем взрыва непосредственно в нефтеносных слоях, что создавало дополнительное давление на глубине залегания нефти и вызывало выдавливание нефти из пор.

Однако указанный способ применялся в отдельных нефтяных скважинах, что не давало возможности значительного увеличения нефтеотдачи месторождения.

Кроме того, известен способ извлечения нефти из отработанных месторождений (патент РФ №2066741 от 20.09.1996), являющийся прототипом предлагаемого изобретения, основанный на создании давления в нефтеносных слоях, за счет одновременного взрыва зарядов в специальных взрывных скважинах (проходка до середины водонепроницаемого слоя, находящегося непосредственно над нефтеносным пористым слоем). Эти взрывные скважины создают равномерно между эксплуатационными скважинами по всему месторождению нефти. В них закладываются малые, а затем многотонные взрывные заряды. Их одновременно подрывают в два приема (малые, затем многотонные) во всех взрывных скважинах одного месторождения нефти. После взрывов через период времени во взрывные скважины производят подачу топливной смеси из природного газа и воздуха с последующим одновременным воспламенением топливной смеси. На последнем этапе производят закачку воды под большим давлением для поддержания пластового давления. На каждом этапе производится откачка нефти. Последующий этап начинается при снижении нефтеотдачи.

Однако указанный способ очень экономически затратный (создание огромного количества взрывных скважин), а также очень сложный в исполнении (после взрывов малых зарядов в эти же взрывные скважины закладываются многотонные взрывчатые заряды, что требует их восстановления). Кроме того, создаваемое давление в нефтеносных слоях создается опосредованно через водонепроницаемый слой над нефтеносным. Следовательно, выдавливание нефти из пор пород нефтеносного слоя будет значительно ниже, чем при взрыве в нефтеносном слое. Все это указывает на низкую эффективность данного способа. А закачка на предпоследнем этапе топливной смеси из природного газа и воздуха с последующим одновременным воспламенением вызывает сомнение о возможности такой операции, так как после мощного взрыва взрывные скважины будут уничтожены.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение и повышение эффективности способа.

Поставленная задача достигается тем, что в способе извлечения нефти из отработанных нефтяных месторождений, основанном на создании давления в нефтяных слоях за счет одновременного подрыва зарядов в скважинах, производят закладку зарядов и одновременный их подрыв в нефтеносных эксплуатационных скважинах, расположенных по внешнему периметру отработанного месторождения, а выкачивание образовавшейся свободной нефти производят через эксплуатационные скважины, расположенные внутри внешнего периметра, затем в скважинах, расположенных по первому внутреннему по отношению к указанному внешнему периметру, производят закладку и одновременный подрыв зарядов, а выкачивание нефти производят из скважин, расположенных внутри по отношению к предыдущему периметру, затем производят повторение этих операций до центра месторождения.

Предложенный способ поясняется чертежом, где 1 - нефтяные эксплуатационные скважины, 2 - внешний периметр расположения эксплуатационных скважин, 3 - первый внутренний периметр расположения эксплуатационных скважин. Способ осуществляется следующим образом. Сначала производят закладку взрывных зарядов в нефтяных эксплуатационных скважинах 1 по внешнему периметру 2 исчерпанного месторождения, одновременный их подрыв и выкачивание образовавшейся свободной нефти через эксплуатационные скважины 1, расположенные внутри внешнего периметра 2. Затем в скважинах, расположенных по первому внутреннему 3 по отношению к указанному внешнему 2 периметру, производят закладку и одновременный подрыв зарядов. Выкачивание нефти производят через эксплуатационные скважины внутри первого внутреннего периметра 3. В дальнейшем производят повторение этих операций до центра месторождения. Такая система закладки взрывчатых зарядов и одновременность взрывов создает вектор движения освободившейся нефти от периферии месторождения к центру, что позволит выкачать всю освободившуюся из пор нефть.

С помощью подземного взрыва зарядов большой мощности как раз на глубинах залегания нефтяных ловушек извлекается связанная нефть из пор и трещин путем резкого уменьшения их объема (разрушения ловушек). В качестве действующего заряда может быть использовано любое взрывчатое вещество. Главными критериями выбора будут служить дешевизна и доступность этого вещества; максимальные мощности взрыва и объем выделяемого при взрыве газа; максимальная безопасность доставки взрывчатого вещества на месторождения и непосредственно к месту взрыва. Наиболее подходящими по этим критериям являются тротил и гексоген. Примерно 1,2 тонны любого из этих веществ может выдавить из пор и трещин нефтяной ловушки порядка 1000 тонн нефти.

Наиболее вероятный механизм действия взрывного заряда - это резкое уменьшение объема пор и трещин вмещающих пород и выдавливание нефти в образовавшиеся (или имеющиеся там) пустоты. Поскольку выработанное нефтяное месторождение обустроено всей необходимой арматурой, себестоимость полученных предлагаемым методом 1000 тонн нефти будет не на много превышать стоимость 1,2 тонны заряда.

Релаксации горных пород, вмещающих нефть, не следует опасаться, т.к., как правило, рядом находятся месторождения тех же пород, не обладающих пористостью и трещиноватостью и не представляющих собой нефтяные ловушки.

Предлагаемый способ более технологически удобен своей простотой закладки зарядов, а также из-за использования уже готовых эксплуатационных скважин и значительно эффективен из-за создания большего давления из-за огромного объема выделяемого газа при взрыве в нефтеносном слое, что приводит к значительному выдавливанию нефти из пористой породы как из губки, а также созданием направленного движения освобождаемой нефти от периферии к центру месторождения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ извлечения нефти из отработанных нефтяных месторождений, основанный на создании давления в нефтеносных слоях за счет одновременного подрыва зарядов в скважинах, отличающийся тем, что производят закладку зарядов и одновременный их подрыв в нефтеносных эксплуатационных скважинах, расположенных по внешнему периметру отработанного месторождения, а выкачивание образовавшейся свободной нефти производят через эксплуатационные скважины, расположенные внутри внешнего периметра, затем в скважинах, расположенных по первому внутреннему по отношению к указанному внешнему периметру, производят закладку и одновременный подрыв зарядов, а выкачивание нефти производят из скважин, расположенных внутри по отношению к предыдущему периметру, затем производят повторение этих операций до центра месторождения.

www.freepatent.ru

Принцип действия - Оборудование и методы добычи нефти

Глубинный насос в простейшем виде состоит из поршня, движущегося вверх-вниз по хорошо подогнанному цилиндру. Поршень снабжен обратным клапаном, который позволяет жидкости течь вверх, но не вниз. Обратный клапан, называемый также выкидным, в современных насосах обычно представляет собой клапан типа шар-седло. Второй клапан, всасывающий, — это шаровой клапан, расположенный внизу цилиндра, и, подобно обратному клапану, позволяет жидкости течь вверх, но не вниз.

Принцип действия простого штангового насоса показа. Вначале поршень находится в стационарном состоянии в нижней точке хода. В этот момент и всасывающий, и выкидной клапаны закрыты. Столб жидкости в насосно-компрессорной колонне создает гидростатическое давление над всасывающим клапаном. Нагрузкой на сальниковый шток (верхний шток из колонны насосных штанг) и насосный блок является только вес колонны насосных штанг. При движении поршня вверх обратный клапан остается закрытым и колонна насосных штанг принимает на себя вес жидкости в насосно-компрессорной колонне — вес колонны насосных штанг и вес столба жидкости. При минимальной утечке между поршнем и насосным цилиндром давление между выкидным и всасывающим клапанами уменьшается, так что всасывающий клапан открывается и жидкость из ствола скважины поступает в цилиндр насоса.

В верхней точке рабочего хода поршень останавливается, и оба клапана снова закрываются, при этом вес жидкости снова приходится на поршень и выкидной клапан. Предположим, что теперь цилиндр насоса заполнился жидкостью и жидкость несжимаема. При начале движения поршня вниз выкидной клапан откроется. Вес столба жидкости в насосно-компрессорной колонне перенесется на всасываюший клапан и рабочую колонну, а нагрузка на сальниковый шток и насосный узел опять будет состоять только из веса штанг. Дальнейшее движение поршня вниз заставит жидкость перетечь из цилиндра в поршень через обратный клапан. Возвращение поршня в нижнюю точку рабочего хода закончит цикл.

На практике сальниковый шток никогда не принимает на себя такую нагрузку. На нагрузку влияет инерция, эффективность работы насоса меньше 100%, трение изменяет нагрузку, штанги под нагрузкой растягиваются, и динамика процесса вносит свои коррективы. Нагрузка на сальниковый шток оказывается, тем не менее, близкой к описанной при выкачивании однофазной жидкости из очень мелкой скважины при очень длинных, медленных рабочих ходах насоса. Реальные диаграммы нагрузки, применяемые для оценки работы насоса, называются динамограммами.

Добавить комментарий

infoneft.ru

Выкачка - нефть - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Выкачка - нефть

Cтраница 1

Выкачка нефти и нефтепродуктов из наливных судов должна производиться на водных распределительных и перевалочных нефтебазах средствами флота либо насосными станциями нефтебаз в зависимости от местных условий по согласованию с Министерством речного флота или Министерством морского флота.  [1]

При выкачке нефти или нефтепродуктов из вагонов-цистерн, нефтеналивных судов или резервуаров насосами оптимальная температура подогрева определяется допустимой высотой всасывания насесов.  [2]

При выкачке нефти из емкости в освобождающийся объем газового пространства всасывается атмосферный воздух. При этом концентрация паров в газовом пространстве уменьшается и начинается испарение нефти.  [3]

Чтобы ускорить выкачку нефтей и нефтепродуктов с высокой упругостью паров, проводят различные мероприятия. Так, в Волжском бассейне несколько лет практиковалась выкачка сырой нефти из барж двумя поршневыми насосами, соединенными последовательно.  [5]

Все станции для выкачки нефтей из барж были оборудованы громоздкими и сложными в эксплуатации паровыми поршневыми насосами.  [6]

Наиболее эффективным методом выкачки нефти и нефтепродуктов с высокой упругостью паров является эжекторный метод.  [8]

Наиболее эффективным методом выкачки нефтей и нефтепродуктов с высокой упругостью паров, если не считать нижний слив, является эжекторный метод.  [9]

Если для подпорных насосов температура выкачки нефти из резервуаров определяется только условием их бескавитационной работы, то для основных насосов температура перекачиваемой нефти заранее неизвестна. Для первого варианта расчета ее можно принять равной максимально допустимой величине [ TJ, что позволяет сразу учесть третье ограничение в решении оптимизационной задачи.  [10]

Это является наилучшим мероприятием по ускорению выкачки нефтей и нефтепродуктов с высокой упругостью паров.  [11]

Вариант применения погружного насоса для операции по выкачке нефти и нефтепродуктов из резервуаров в типовых проектах не приводится, так как такие насосы на необходимую производительность пока еще не освоены промышленностью.  [12]

При отсутствии н пласте давления часто применяют способ выкачки нефти глубинными насосами, которые поднимают нефть с больших глубин на поверхность земли.  [13]

Подогрев в резервуарах производится до температуры, обеспечивающей выкачку нефти с заданной подачей. Нагрев нефти в резервуарах до температуры перекачки нецелесообразен из-за больших потерь тепла и легких, наиболее ценных фракций нефти. Поэтому после резервуаров нефть до температуры перекачки должна нагреваться в специальных теплообменниках. Для кожуха трубчатых подогревателей в качестве теплоносителя применяются водяной пар, горячая вода или горячая нефть. Для резервуаров используются стационарные змеевиковые или секционные подогреватели, располагающиеся над днищем резервуара с уклоном по ходу теплоносителя с целью удаления конденсата и обеспечивающие общин подогрев всей массы нефти.  [14]

Подогрев в резервуарах производится до температуры, обеспечивающей выкачку нефти с заданной производительностью; нагрев нефти до заданной температуры перекачки в резервуарах нецелесообразен из-за больших потерь в окружающую среду тепла и легких, наиболее-ценных, фракций нефти. Нефть в резервуарах нагревается с помощью трубчатых теплообменников. В качестве-теплоносителя применяется водяной пар, иногда горячая вода или горячая нефть. Применяются стационарные ( змеевиковые и секционные) подогреватели, располагающиеся над днищем резервуара, с уклоном по ходу теплоносителя для удаления конденсата, и обеспечивающие-общий подогрев всей массы нефти в резервуаре.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru