199590. lajstromszámú szabadalom • Eljárás olajkutak kémiai begyújtására katalitikus kooxidációs rendszerek alkalmazásával
HU 199590 B és az oxigéntartalmú gáz adagolási sebességének változtatásával ismét lehetővé válik a kúttalp körüli zóna hőmérsékletének egyszerű szabályozása. A találmány szerinti eljárásban éghető anyagként a kémiai gyújtáshoz szokásosan felhasznált anyagokat, előnyösen legalább 120 jódszámú növényi olajokat, zsírsavakat alkalmazhatunk. Amennyiben a kezelendő tároló vagy a réteg elegendő mennyiségű kőolajat tartalmaz, éghető anyagot nem kell előzetesen a rétegbe juttatnunk; ekkor csak a gyújtókeverék komponenseiként kell éghető anyagot felhasználnunk. Katalizátorként változó vegyértékű fémek szerves vagy szervetlen vegyületeit használhatjuk fel. Ezek a katalizátorok ismert vegyületek, melyekkel szemben támasztott követelmény az, hogy az éghető anyaggal és az aldehiddel elegyedjenek. A megfelelő elegyedés biztosítására szükség esetén a keverékekhez segédoldószert, célszerűen acetont, toluolt is adhatunk. Aldehidként 30—100°C-on gyökösen bomló vagy gyököket iniciáló 4—12 szénatomos vegyületeket használhatunk fel, melyekkel szemben támasztott alapvető követelmény az, hogy az oxidációs katalizátorban vagy annak oldatában és az éghető anyagban oldódjanak, illetve azokkal tökéletesen elegyedjenek. Az oldódás, illetve tökéletes elegyedés elősegítésére szükség esetén az említett segédoldószereket is használhatjuk. A gyújtókeverék az éghető anyag tömegére vonatkoztatva 0,3—0,9 t%, célszerűen 0,4—0,6 t%. mennyiségű katalizátort tartalmaz. A katalizátor mennyiségének felső határa nem döntő jelentőségű tényező, és azt általában gazdaságossági szempontok szabják meg. 0,9 t%-nál nagyobb mennyiségű katalizátor alkalmazásával a gyújtókeverékben általában már nem érünk el további előnyöket. Az aldehid alapú keverék 0,3—0,9 t% — fentiekben megadott — katalizátort tartalmaz az aldehid tömegére vonatkoztatva. Ez a katalizátor az első komponensben szereplővel azonos vagy attól eltérő lehet. A gyújtókeverék mindkét komponense mind katalizátorként, mind aldehidként egynél több öszszetevőből is állhat, és az aldehid vagy aldehid típusú anyag-katalizátor keverék mindkét összetevőből egynél többet is tartalmazhat. A gyújtókeverék mindkét komponensének optimális összetételét a választott öszszetevők függvényében az egyes aldehid-katalizátor keverékekben a katalizátor optimális mennyiségét előkísérletekkel (folyadékfázisú oxidációval és az oxigénfogyás mérésével) könnyen meghatározhatjuk. A találmány szerinti eljárás előnyeit a komponensek kiválasztása biztosítja. így a legcélszerűbben alkalmazható éghető anyag a lenolaj, mely az ásványolajénál nagyobb viszkozitású és a rétegben kiválóan elhelyez3 hető. A kooxidációs rendszer első komponensének katalizátora változó vegyértékű fémek szervetlen vagy szerves vegyülete. Az aldehid katalizátor elegynek olyannak kell lennie, hogy az alacsonyabb kezdeti hőmérsékletű rétegek hőmérsékletét a megfelelő szintre emelje, hogy reakcióképessége révén a gyújtókeveréket olyan hőmérsékletre melegítse, melyen az öngyulladás' bekövetkezik. Ezt a hatást az anyagokban lezajló hőtermelő folyamatok hozzák létre, melyek egymást követően zajlanak le állandóan emelkedő hőmérséklet mellett, míg végül a kitermelendő kút olaja gyullad be. így az égésfront kialakulása biztosított és a gyújtási folyamat stabilizálható. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákkal kívánjuk részletesen ismertetni, anélkül azonban, hogy oltalmi igényünket az ezekben ismertetett megoldásokra korlátoznánk. Példák 1. példa Laboratóriumi vizsgálatot végeztünk 4 m hosszú 70 mm belső átmérőjű csőmodellben. A modell porózus töltete 90%-ban kvarchomok, 10%-ban Demjén-Kelet tárolóból származó kőzetanyag volt, a tárolóra jellemző szemcseösszetételben. A töltet porozitása 40%, kezdeti olajtelítettsége 50%, víztelítettsége 20% volt. (A telítő fluidumok a Demjén-Kelet mezőből származnak.) A 30°C-os réteghőmérsékletre felfűtött 2 MPa nyomású cső középső szakaszán 240 ml lenolaj és 24 ml siccosol 7204 (kobalt oktoát toluolos oldata 6t% Co tartalommal) előre elkészített keverékét sajtoltuk be 10 ml/ /min sebességgel. Besajtolás közben a besajtol ási nyomás 3,2 MPa-ra emelkedett. Ezt követően a besajtolási sebesség változtatása nélkül 50 ml butiraldehid és 5 ml siccosol keverékét juttattuk nitrogén áramban a csőmodellbe. Nyomáskiegyenlítődés után 600 1/h ütemmel megindítottuk a levegőbesajtolást. A levegőbesajtolás indításától számított 2 percnyi indukciós idő után a hőmérséklet 17°C/min sebességgel emelkedett (1. ábra). A 0 talppont az anyagok besajtolási helye és a cm-ben megadott értékeket ebből a helyzetből kiindulva mértük a csőmodellben. A gyújtóelegy hőmérséklete 485°C, illetve 470°C értéket ért el a besajtolási helytől balra, illetve jobbra. A levegőbesajtolás folytatásával a modellben mindkét irányban közel szimmetrikusan mozgó égőfront alakult ki, melynek átlagos hőmérséklete 450°C, sebessége 0,46 cm/min volt. A kísérleteket addig folytattuk, amíg a gyújtóelegy által létrehozott égésfront már a tárolót modellező kőolaj tartalmú zónában stabilizálódott. A kísérlet leállítása a levegőbesajtolás megszüntetésével történt. A termékgázok oxigén és széndioxid koncentrációjának alakulása a kísérlet során a 2. ábrán látható. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
