184546. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a földalatti égetéses szénhidrogéntermelés kihozatalának javítására
184 546 2 A találmány tárgya eljárás a föld alatti égetéses szénhidrogéntermelés-kihozatal javítására. A föld alatti in situ elégetéssel való szénhidrogéntermelés gondolata már a múlt században is felmerült. A kőolajnak helyben való elégetésével létrehozott hőhullám hasznosítására az első találmányt F. A. Howard 1923-ban jelentette be. Az azóta eltelt több mint fél évszázados időszak alatt az in situ elégetéses eljárások egész sorát dolgozták ki. A kidolgozott eljárások közül az égő frontnak a levegőbesajtoló, illetve a termelő kutakhoz viszonyított mozgása alapján két fő változatát: az egyenáramú és az ellenáramú eljárást lehet megkülönböztetni. A gyakorlatban elsősorban az egyenáramú égetés terjedi el, az ellenáramú égetésnek főképpen a nehéz, viszkózus kőolajok esetén van jelentősége. A föld alatti elégetéses eljárások alkalmazhatóságánál kitüntetett jelentőségű a folyamat stabil fenntartásához szükséges tüzelőanyag-tartalom. Az égési folyamat fenntartásához szükséges tüzelőanyag-tartalom első közelítésben az olaj sűrűségével hozható összefüggésbe. Nevezetesen, a tüzelőanyag-tartalom az olaj sűrűségével ará nyosan növekszik. Ezért az egyszerű íevegőbesajtolás, az úgynevezett száraz elégetéses eljárás egy meghatározott sűrűségen felüli olajok (0,82 t/m3-nél nagyobb sűrűségű olajok) esetén alkalmazható. A könnyebb kőolajat tároló rétegek elégetéses művelésére kidolgozták a nedves égetést, a különböző kémiai adalékokkal, valamint a felszínről pótlólagosan az égésfrontra juttatott tüzelőanyagokkal a könnyebb kőolajat tároló rétegekben is stabil égő frontot lehet biztosítani. Ilyen eljárást ismertet például a 146 756 sz. csehszlovák szabadalmi leírás, amely szerint 0,98 t/m3-nél nagyobb sűrűségű és 1000 cP feletti viszkozitású olajat nyomnak a tárolóba. Az ismert eljárásnál jelentős technológiai problémát képez a besajtolásra kerülő kőolaj mennyiségének helyes megválasztása, a tárolóban való eloszlásának ellenőrzése, az égő front létrehozása, fenntartása és előrehajlása. Az 1 168 493 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás szerinti eljárásnál a kőolaj viszkozitását begyújtás előtt széndioxid besajtolásával csökkentik. Ennél az ismert eljárásnál a viszkozitás beállítása még nagyobb nehézségbe ütközik. Az 1 176 375 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás szerint, miután éghető anyagot juttattak a begyújtandó rétegbe, oxigéntartalmú gázzal, például levegővel begyújtják az olajat. Ennek az ismert eljárásnak alapvető problémája az optimális éghető anyagmennyiség megválasztása, s jelentős hátrány, hogy a begyújtást követően a folyamat spontán módon játszódik le. A fenti ismert eljárásoknál a legnagyobb probléma a réteg előkezelésének bizonytalansága miatt a begyújtás, az égő front létrehozása, stabilizálása és előrehajtása a termelő kút vagy kutak felé, valamint a gazdaságosságot befolyásoló tényezők kedvező értéken tartása az igen jelentős energiaveszteségek miatt. A 173 636 sz. magyar szabadalmi leírás szerint adalékanyagok alkalmazásával kívánnak a fenti hátrányokon segíteni. A folyamat biztonságos kézbentartása, gazdaságos vezetése azonban továbbra is számos problémát vet fel. Az égő frontból és az égő front előtt párolgási és kondenzációs zónával érintett tárolóterekből igen jó hatásfokú olajkihozatalt lehet elérni. Azonban az égő fronttól a tárolótérnek csak kisebb hányadát, mintegy egyharmad részét érintik az elégetéses eljárások alkalmazása során. A folyamat többnyire úgy valósul meg, hogy meghatározott irányokban az égő front előresiet, és ez a folyamat előrehaladásával fokozódik, mivel ezekben az irányokban a tároló hidraulikus ellenállása csökken a besajtolt közegekkel (levegő, víz) szemben. Ezt a viszonylag kedvezőtlen körülményt a tároló paraméterei, elsősorban a tároló inhomogenitása, a kőzetjellemzőknek a tér minden irányában való változása, valamint a folyamat során létrejött hidraulikai ellenállásoknak kitüntetett irányokban fellépő csökkenése okozzák. Az égő frontnak a tároló kitüntetett irányában (termelő-besajtoló kút) való eiőresietése veszélyezteti az égő f'ont stabilitását, esetleg az égés megszűnéséhez vezethet, mivel a folyamat hőmérlege kedvezőtlen irányba tolódik el. Az égő front mozgásának szabályozására eddig elsősorban vízben oldódó szilikátokat és habképző anyagok hesajíolását javasolták. Lényegében mindkét eljárás az előresietés zónájában a hidraulikus ellenállás növelésével bizonyos mértékig csökkenti az előresietést. Ezzel a szabályozási móddal nem lehet összefüggő égési frontot kialakítani a két szomszédos levegőbesajtoló kút között, illetve az egyesülés csak bizonyos távolságban a termelő kút irányában jöhet létre, és az előresietés miatti hidraulikus ellenállás csökkenése folytán a köztes zónákban lefűződések jelentkezhetnek. A találmány célja e kedvezőtlen hatás kiküszöbölése, illetve minimálisra csökkentése. A fenti célt úgy érjük el, hogy a levegőbesajtoló kulikba levegőt sajtolunk a kőolajtároló kívánt előtelítettségének eléréséig, ezután a termelő kutak zárása mellett begyűjtési műveletet végzünk az összes besajtoló kútban vagy minden második besajtoló kútban, míg minden közbülső besajtoló kútban termelést végzünk, majd az égő front megfelelő helyzetében begyújtjuk az ideiglenesen termelő besajtoló kutat is, és az összes besajtoló kútba levegőt és/vagy vizet és adalékanyagokat sajtolunk, s a termelő kutakat termelésbe állítjuk, végül, kívánt esetben, a művelés utolsó fázisában megszüntetjük a levegő bssajtolását, és csak vizet sajtolunk az összes besajtoló kúíba. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a kőolajtáraid kívánt előtelítettségének elérése érdekében végzett Íevegőbesajtolás előtt a besajtoló kutak egy részét termelésbe állítjuk, míg a besajtoló kutak másik részébe levegőt sajtolunk levegőáttörésig vagy levegőtelítettségig. A találmány szerint lényegében úgy járunk el, hogy a besajtoló rendszer minden második kútjának funkcióját meghatározott állapotok eléréséig megváltoztatjuk az alábbi ütemek szerint: a) A tárolót előteiítjük levegővel, illetve a folyamat stabilitását biztosító kémiai adalékanyaggal. Az előtelítés során minden második besajtoló kútba (begyújtó kút) megkezdjük a levegő besajtolását, és minden második besajtoló kutat ideiglenesen termelésbe állítunk. Az ideiglenesen termelésbe állított kút termeltetését levegőáttörésig, illetve kellő levegőtelítettség eléréséig folytatjuk. Ezt követően az összes besajtoló kúton keresztül megkezdjük a levegő besajtolását, amelyet a tároló kellő mértékű előtelítéséig vagy meghatározott nyomásérték eléréséig folytatunk. Kedvező esetben elegendő a két szomszédos besajtoló kút között a levegő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
