197066. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a termikus kőolajtermelési módszerek hatékony növelésére
1 197 066 2 mékeket használjuk fel aktivátorként, egyúttal a létrejövő gélgátban ezeket megkötjük, adott esetben — gőz-, melegvíz-, gőz/gázelegy besajtolásos termikus eljárásoknál önmagában ismert módon két- vagy többértékű fémsók vizes oldatával aktiváljuk a gélesedési folyamatot; és végül, hogy a tároló sajátosságai szerint az oxidációs zóna haladása közben lúgos kezeléssel, előnyösen NaOH és/vagy Na2C'03 oldatok injektálásával a gélgátat megszüntetjük, áthelyezzük, vagy az eljárás ismétlésével újra létrehozzuk. Az eljárással a termikus kőolajtermelési módszerek, különösen az in situ égetéses, a gőzbesajtolásos, a forró gázok/gőzök besajtolására épülő eljárások hatékonyságát lehet növelni úgy, hogy' a természetes kőzelheterogenitásokat, az égetés során bekövetkezett tárolókőzet-sérüléseket, kicsatornásodásokat a tárolókőzetbe sajtolt in situ gélrendszerré alakított szervetlen gélekkel, elsősorban vízoldható szilikátgélekkel az injektálókuíak környezetében végrehajtott beáramlás! profílszabályozásokkal a nagy áteresztőképességű zónák pórusszerkezetét programozottan meg tudjuk változtatni, így meg tudjuk akadályozni az olaj- vagy gáztestek iefűződését, azaz a kitermelésből való kiesését. A másod- és harmadlagos kőobjtermelési módszerek egész sorát dolgozták ki a primer termelés után visszamaradó kőolajkészletek minél nagyobb hányadának felszínre közhatósága céljából. E módszerek közt külön csoportként kell kezelni az ún. termikus módszereket, amelyek magukba foglalják a földalatti elégetést, a gőz- és forrővíz-besajtolást, kevert gőzök/gázokbesajtolását, továbbá a parciális oxidációs megoldás különböző változatait. Anélkül, hogy az önmagukban ismertnek tekintett termikus módszerek mechanizmusait, részfolyamatait taglalnánk, megállapíthatjuk, hogy valamennyi megoldás hatékonyságát — egyéb tényezők mellett — meghatározóan befolyásolja az adott tároló heterogenitása és a maradék olajtelítettség eloszlása. Bármely másod-, harmadlagos termelési módszer egyik fő jellemzője, hogy a felszínről fluidumoí/okat sajtolnak az olajtároló formációba, akár abból a célból, hogy ezek a fiúidumok önmaguk mobilizálják a maradékolajat, akár pedig azért, hogy a fluidumok részt vegyenek, segítsék, fenntartsák a módszer technikai lényegét képező alapvető folyamatot (pl. égetéses eljárásnál a visszasajtolt levegő vagy oxigén az égés-oxidáció fenntartására szükséges.) Minden, a kőolajat a pórusos tárolóból kitermelő vagy minél jobban kitermelni akaró eljárás, a Darcyféle alapegyenlet egyes változói módosításának a termelés hatékonyságára gyakorolt hatásában testesülnek meg. Mivel a termelékenység (kitermeihetőség) fordítottan arányos a viszkozitással, elvái ható, hogy a hőenergia közlése drasztikusan befolyásolja az eredményességet. A megállapítás természetesen nem új, ezt Lewis már 1917-ben kimondta: „Az ismert termelési módszerrel a gazdaságos termelés határáig kimerített tárolókban visszamaradt olaj, a szűk kapillárisokban olyan erős kapillarirással kötődnek, az adhéziós erő a homokszemcsék felületén olyan mértékű, hogy eltávolítása csak hőközléssel vagy oldószerekkel lehetséges” [J. O. Lewis, U.S. Bureau of Mines Bulletin, 148 (1917) p. 128.) Az in situ elégetés elveit 1923-ban Howard (F. A. Howard, U.S. Patent, 1473 348,1923) dolgozta ki, majd különös érdeklődés nyilvánult meg iránta 1934-ben a Szovjetunióban (A. B. Sheinman, K. K. Dubrovaj: Underground Gasification of Oil Formation and Thermal Methods of Oil Production, Moscow, 1934, p. 26). Ezután sikeresnek nem nevezhető próbálkozásokra is sor került (1939. Szovjetunió), majd az 1950-es években intenzíven megindult laboratóriumi kutatások tették ismét ígéretessé a termikus módszereket, amelyeket rendkívül sok műszaki közlemény taglal, összefoglalásuk pedig Smith munkájában található meg (Ch. R, Smith: Mechanics of Secondary Oil Recovery, Reinhold, New York, 1966- p. 373: Oil Recovery by In Situ Combustion). Nyilvánvaló tehát, hogy a tárolók hidrodinamikai sajátságai egyetlen eljárásból sem rekeszthetők ki, mert a termelvéuy minden esetben konvektiv transzport folyamatban kerül a felszín re, legyen az folyadék vagy gáz halmazállapotú. Ahhoz, hogy a visszasajtolt fluidumok a maradék olajat mobilizálni tudjak, a lehető legnagyobb intenzitású kontaktusba kell kerülniük az izolált olajtestekkel, illetve közvetett hatás esetén, azzal a fázissal, amelyen keresztül, amellyel közösen biztosítják az olaj mobilizálását. Különösen fontos az egyenletes, megbízható, nagy tárolózónára szabályozottan kiterjesztett fliúdumkontaktus akkor, ha a másod-, harmadlagos beavatkozás során besajtolt fluidum gáz halmazállapotú, mert ebben az esetben a kiujjasodás, az előretörő gázcsatornák kialakulása, továbbá szegregáció szinte' minden esetben előfordul, ami az olaj mobilizálásának gyengüléséhez vagy elmaradásához vezet, egyidejűleg tekintélyes anyag (pb oxigén, szén-dioxid stb.) ás energiatöbblet befektetését is igényli A tárolókőzet hidrodinamikai paramétereinek javítására proliik iegyenlítés útján több megoldás ismeretes. Ezek közül találmányunk szempontjából leglényegesebbek azok, amelyek egy vagy több kemponensű folyadékot, vagy folyadéké!egyet sajtolnak a nagy áteresztőképességű zónákba, ahol kémiai vagy fizikokémiai reakciók Íratására szilárd vagy szilárdan viselkedő fázis jön létre, és így kiegyenlíthetők a heterogén profilok. A gyakorlatban legelterjedtebbek ezek közül az eljárások közül a magukban a tárolókban való gélképzési módszerek, amely gélek lehetnek szerves vagy szervetlen anyagokból. Termikus eljárások esetén — természetszerűleg — a szabályozásra felhasználható anyagok, vegyszerek skálája nem bőséges, mivel a hasonló célokra cíterjedten alkalmazott kémiai anyagok (pl. különböző polimerek, diszperziók stb.) az extrém hőmérsékleteket nem tűrik, vagyis a termikus kezelés kezdetétől hatástalanok, ugyanakkor a termikus bomlás következtében ezekből képződő reakciótermékek erősen korrozfvak, mérgezők, és a termelvényeket károsan •szennyezik. Hátránya az is, hogy különösen nagy kiterjedésű tárolók esetén a gélképző anyagok és aktivátorok annyira megdrágítják az eljárást, hogy a kitermelés gazdaságtalanná válhat. Szervetlen gélképző módszert javasol a 179 512 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
