179039. lajstromszámú szabadalom • Kémiai gyújtáson és égetésen alapuló eljárás, tárolórétegek kútkörüli zónájának begyújtására, illetve kezelésére mélyfúrásokban
5 179039 6 A szabad gyökös iniciátorokat a gyújtókeverékben szereplő éghető anyag mennyiségére vonatkoztatva 1 —50%-ban használjuk fel. Az adott esetben felhasználandó iniciátor-mennyiséget szakember előkísérletekekkel könnyen meghatározhatja. Gazdaságossági szempontokból célszerű az iniciátor mennyiségét a lehető legkisebb értéken tartani, ugyanis ha a gyújtókeverék gyulladási hőmérsékletét egyszer már a kútban uralkodó hőmérsékletre szorítottuk vissza, az iniciátor-többlet jelenlétéből külön előnyök már nem adódnak. Alacsony tárolóhőmérséklet esetén nagyobb iniciátormennyiségre van szükség. A találmány szerinti eljárás igen nagy előnye, hogy a gyújtókeverék előzetes felmelegítésére nincs szükség, így semmiféle külön berendezés- és energiaigény nem jelentkezik. A gyújtókeverék nem korrozív és belőle égés során sem képződnek korrozív anyagok, így az ismert exoterm vegyi folyamatokon alapuló felmelegítéssel és gyújtással kapcsolatos hátrányok is elesnek, A gyújtókeverék két ütemben (éghető anyag + katalizátor először, ezután az iniciátor) a szokásos szivattyúkkal lejuttatható a kútba. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy az oxigéntartalmú gáz adagolásának sebességét változtatva a kúttalp körüli zóna hőmérséklete széles határok között (például 200 °C és 1000 °C között) szabályozható. így elérhető, hogy az adott réteg állapotától függő, az elérni kívánt változásokhoz szükséges hőmérsékletet tudjuk beállítani, például tapadóvíz és kirakodott nehezebb szénhidrogének eltávolítására alacsonyabb, a kőzetszerkezet módosítására magasabb hőmérséklet szükséges. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy lehetővé válik egy kúton belül megfelelő kútszerkezet kialakítása esetén több réteg egyidejű begyújtása, illetve kezelése. Ez az előny egyenesen következik abból, hogy nincs szükség az oxigéntartalmú gáz előmelegítésére. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. 1. példa A kísérletet rozsdamentes acélból készült, 25 mm belső átmérőjű, 245 mm hosszú adiabatikus csőreaktorban végeztük. A csőreaktor elejére 145 mm hosszban szerves szennyeződéseket és fémzárványokat nem tartalmazó, 0,25—0,5 mm részecskeméretű homokot helyeztünk el, ez a szakasz modellezi a kútba történő bevezetés szakaszát. A csőreaktor fennmaradó, 100 mm hosszú szakaszát argon-atmoszférában 50 g, szerves szennyeződéseket és fémzárványokat nem tartalmazó, 0,25—0,5 mm részecskeméretű homok, 7 ml savazott szappancsapadék-zsírsav és 0,5 ml kobalt-naftenát keverékével töltöttük meg, és erre argon atmoszférában 3 ml butiraldehidet rétegeztünk. Ez a szakasz modellezi a gyújtás szakaszát. A csőreaktor kezdeti hőmérsékletét 40 °C-ra állítottuk be, ugyanis a gyakorlatban a kutak alján rendszerint ilyen hőmérséklet uralkodik. Ezután a reaktorba 38 atmoszféra nyomáson szobahőmérsékletű levegőt fúvattunk be. A csőreaktor végén 310°C-os véghőmérsékletet észleltünk, ami azt igazolja, hogy a találmány szerinti összetételű gyújtóelegy alkalmazásakor szobahőmérsékletű levegő befúvatásakor is megindul az oxidációs folyamat. 2. példa A kísérletet az 1. példában ismertetett berendezésben és az ott közölt körülmények között hajtottuk végre, azzal a különbséggel, hogy savazott szappancsapadék-zsírsav helyett azonos mennyiségű repceolaját használtunk fel, és a reaktor kezdeti hőmérsékletét 50 °C-ra állítottuk be. A szobahőmérsékletű levegőt 50 atmoszféra nyomáson fúvattuk be a reaktorba. A csőreaktor végén 200 °C-os véghőmérsékletet észleltünk, ami azt igazolja, hogy a találmány szerinti összetételű gyújtóelegy' alkalmazásakor szobahőmérsékletű levegő befúvatásakor is megindul az oxidációs folyamat. Megjegyezzük, hogy a gyakorlatban kutak kezelésekor közömbös gáz atmoszféra alkalmazására nincs szükség, mert a kollektorban az olajhoz képest elhanyagolható mennyiségű oxigén van, így a levegő befúvatása előtt nem indulhat be oxidációs folyamat. 3. példa Ebben a kísérletben azt vizsgáltuk, hogy a találmány szerinti összetételű gyújtókeverék oxidációja folyamán termelt hő elegendő-e ahhoz, hogy meggyújtsa a tárolóban levő (vagy a tárolóba előzetesen bevezetett) éghető anyagot. 69 mm átmérőjű, 4 m hosszú csőreaktort a tárolóban levő anyagot modellező összetételű keverékkel, azaz olajjal átitatott homokkal töltöttünk meg. A csőreaktor elejére 20 cm hosszban helyeztük el a gyújtás szakaszát modellező réteget: 1100 g Si02, 220 ml savazott szappancsapadék-zsírsav, 22 ml Siccosol No. 6 katalizátor, majd 33 ml butiraldehid egymásra rétegezésével. Az égési front haladásának vizsgálata érdekében a reaktor hossza mentén 9 db termoelemet helyeztünk el a következő sorrendben: az 1. sz. termoelemet a cső elejétől számított 2 cm, a 2. sz. termoelemet a cső elejétől számított 15 cm, a 3-9. sz. termoelemet pedig a megelőző termoeleintől számított 10-10 cm távolságban helyeztük el. Az 1. és 2. sz. termoelem ennek megfelelően a gyújtókeverék hőmérsékletét regisztrálja, míg a további termoelemek az égési front tovahaladását észlelik. Az egyes termoelemek által észlelt hőmérséklet-értékeket az idő függvényében az 1. ábrán mutatjuk be. A reaktort 45 °C-ra (a kútban uralkodó hőmérsékletre) fűtöttük fel, és a reaktorba 20 bár nyomáson 300 liter/óra sebességgel levegőt vezettünk. Miként az 1. ábra görbéi igazolják, ilyen körülmények között a tárolót modellező tartományban stabilis égőfront alakult ki 15-20 cm/óra haladási sebességgel. A kísérlet eredményei tehát igazolják, hogy a találmány szerinti összetételű gyújtóelegy oxidációja szobahőmérsékletű levegővel is meg5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
