188432. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kőolajtárolók termikus módszerekkel történő művelésének ellenőrzésére és szabályozására
1 188 432 2 elvégzett üzemi próbáknál a módszerrel kapott eredmények ellentmondó jellegűek voltak. Az égő front által érintett terület utólagos magfúrása az egyetlen olyan módszer, amely megfelelő sűrűségű kúthálózat lemélyítése, és a magok teljes 5 feldolgozása esetén a folyamat lejátszódása után megbízható információt ad a tárolóban lejátszódott folyamatról. A szakirodalom adatai alapján kísérleti körülmények között végrehajtott elégetéses leművelési eljárások utólagos ellenőrzésére 10 10-12 magfúrást mélyítettek le 50-100 m-es kúttávolságok esetén. A kifúrt magok feldolgozása és területi korrelációja alapján nem csupán az égés folyamatáról lehetett értékelhető képet kapni, hanem a hőmérsékleti és telítettségi viszonyokról is. 15 Ez a módszer igen költséges és csak utólagos információt ad, a folyamatba történő beavatkozásra nem ad lehetőséget. A találmányunk szerinti eljárás lényege arra a jól ismert tényre épül, hogy a molekulákban és ato- 20 mokban lévő elektronoknak saját mágneses nyomatéka és mechanikai impulzusnyomatéka (spinje) van. Az elektronok rendszerint úgy helyezkednek el, hogy a kémiai vegyületekben lévő elektronok igyekeznek mágnesesen semlegesíteni egymást. Ez 25 az általános törvényszerűség nem mindig teljesül. A paramágneses anyagok esetén pl. (ritka földfémek, a vascsoport sói) az atomok egyes belső energiaszintjein maradnak kompenzálatlan elektronok. Az ilyen atomnak alapállapotban is van mágneses 30 nyomatéka. Jól ismert tény az, hogy egyes molekulákban kémiai kötések átmenetileg - esetleg állandó jelleggel - felszabadulnak. Az így létrejövő szabadgyök szintén páratlan elektronokat tartalmaz, hiszen a felszabadult kötés elektronjának nincs 35 mágneses párja. A hőmérséklet változtatásával a szabadgyök koncentrációja megváltozik. A hőmérséklet hatására történő koncentrációváltozás a kőolajtelepek termikus művelésénél a termikus folyamatról közvetlen információt ad. A begyújtó- 40 besajtoló kút visszatermeltetésénél, vagy a termelő kutak termelvényeinek vizsgálatával információt kaphatunk a rétegben lejátszódó folyamatok hőhatásáról. A kitermelt fluidum vagy olaj vizsgálatából megállapítható, hogy pl. az égésfront kialakult-e 45 vagy milyen irányba mozog. A találmány szerinti eljárás felhasználható a kőolajtárolók termikus módszerekkel történő művelésének ellenőrzésére és szabályozására. A szakirodalomban több olyan közlemény talál- 50 ható, amely például a nyersolaj paramágneses tulajdonságát vizsgálja eleklronspin - rezonancia (ESR) vagy másnéven paramágneses elektron-rezonancia (EPR) módszerrel. ratlan elektronokat tartalmaznak. A páratlan elektron tartalmú atom, ion vagy molekula, mágneses térben általában két meghatározott energiaállapotban lehet. Ha a mágneses térben lévő anyagot elektronmágneses térbe is helyezzük, amelynek frekvenciája v teljesíti a hv = W,-W, = gßH0 g - a spektroszkópiai felbontási tényező ß - a Bohr-féle magnetofon H() - a mágneses térerősség feltételt, akkor az anyag az elektromágneses térből energiát vesz fel (rezonancia abszorpció). Az energia a kisebb (W,) energiájú állapotban lévő atomokat, ionokat illetve molekulákat a nagyobb energiaállapotba (W2) emeli. Az olajmintákban megfigyelhető szabadgyökök ESR spektruma egy vonalból áll, amelynek a v analszélessége AHpps 5 gauss és a g tényezője g= 2 Miné! több szabadgyök van jelen a mintában, annál nagyobb az abszorpció mértéke, illetve a mért spektrumvonal intenzitása. A spektrumvonal intenzitása egyenesen arányos a szabadgyök koncentrációval. A szabadgyök koncentráció pedig a hőkezeléstől függően változik. A jelenséget az alábbi modellkísérlettel igazoljuk: 4300 mm hosszú 69 mm belső átmérőjű égetőcsőben nedves égetéses laboratóriumi kísérletet hajtottak végre. A töltet 90"o-a kvarchomok, 10%-a tárolókozet volt. 870 kg/m3 sűrűségű olajjal és vízzel az alábbi kezdeti telítettség értékeket állítottuk be. S0 = 61°„ (olajra vonatkoztatott kezdeti telítettség) Sg=)70o (gázra vonatkoztatott kezdeti telítettség) Sw=32l’„ (vízre vonatkoztatott kezdeti telítettség) összesen: 100"o. Az égetöcsö besajtoló oldalán 2000 W teljesítményű csőfűtőtesttel történt a begyújtás, majd levegő és 0,002-0,005 m3/m3 víz-levegő arányú víz adagolásával az égő frontot 1700 mm-ig hajtottuk. Itt a víz túladagolása miatt az égő front kialudt. A rendszer lehűlése után a töltetből különböző helyekről 15 db mintát vettünk. A. szabadgyök koncentrációt Varian E típusú ESR spektrométerrel mértük. A minta származási helye, a mintát ért maximális hőmérséklet és a meghatározott szabadgyök koncentrációk az alábbi táblázatban láthatók: A paramagneses anyagokban szabadgyökök pa-Minta sorszáma B csoport A csoport 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Mintavétel helye (cm) 70 85 100 115 130 145 160 175 190 205 220 258 318 370 400 Maximális hőmérséklet, °C 435 465 420 405 425 435 380 445 200 200 200 190 180 150 110 Szabadgyök-koncentráció 4 5 4 3 4 9 3 5 65 109 20 33 47 49 53 1014 spin/gramm átlag: 4,62 ■ 10 14 átlag: 53,7 I0'4 3
