197064. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széndioxid vagy nagy széndioxid tartalmú földgázok kompresszor nélküli energiatakarékos átfejtésére föld alatti tárolórétegekből föld alatti tárolórétegekbe és kapcsolási elrendezés az eljárás foganatosítására
9 197064 10 Kiinditldsi adatok Termelő- Injektálókűt kút Kűtmélység (m) 2100 2100 Dinamikus kúttalpi nyomás (bar) 210 210 Dinamikus kútfejnyomás (bar) — 105 Kúttalpi hőmérséklet (°C) 110 — Tervezett, számított adatok Dinamikus kútfejnyomás (bar) 130 — Kútfejhőmérséklet (°C) 64 24 Kúttalpi gázhőmérséklet (°C) — 45 A 3. ábrán látható a találmány szerinti eljárás alkalmazása esetén a termelő- és injekíáiókutakban az adott összetételű földgáz nyomás-, hőmérséklet- és sűrűségváltozása a mélység függvényében. Az injektálókút paraméterei azonosak az 1. példa szerinti injektálókútéval. A termelőkútban a kút talpáról rétegenergiával felfelé áramló gáz nyomása a „g” görbe szerint, hőmérséklete pedig a „h” görbe szerint csökken. A gáz sűrűségére ellentétes hatást gyakorolnak, amelynek eredőjeként az „i” görbe szerint alakul a sűrűségváltozás. A bemutatott példánál a termelőkútban a 2100 m-es gázoszlop súlyából származó nyomáskülönbség 64 bar, a súrlódási nyomásveszteség 16 bar. Az injektálókútná! 105 bar-os kútfejnyomás és változatlan rétegnyoniás esetén a találmány szerinti eljárásnak megfelelően 24 °C-ra kell beállítani az injektálandó gáz hőmérsékletét. Az ábrán látható, hogy ebben az esetben a nyomás a „j” görbe szerint változik a kútban a kúttalpi nyomásig. A ,,j’5 görbe szerinti nyomás- és a „k” görbe szerinti hőmérséklet-változás az „1” görbe szerinti sűrűségváltozást eredményezi a kútban. Az injektálókútban a gázoszlop súlyából származó nyomáskülönbség 115 bar, a súrlódási nyomásveszteség 10 bar. A példa szerinti esetben a termelő- és injektálókút kútfejnyomásainak különbsége 25 bar, amely elegendő a szénhidrogénmezőn belüli gyűjtés, előkészítés, 3—5 km-es szállítás és szétosztás nyomásveszteségének fedezésére. Az átfejtésnél sem indításhoz, sem állandósult üzemhez nyomásfokozó kompresszorállomás létesítésére és üzemeltetésére nincs szükség. 3. példa A nagy szén-dioxid-tartaímú földgáz a találmány szerinti eljárással mélyebben fekvő föld alatti tárolótétegbe is átfejthető, mint amilyen mélységű rétegbői kitermelik. A példa szerinti esetben a termelés 2100 méter mély kúton keresztül 210 bar-os és 110 'C os energiájú rétegből történik és 3100 méter mély kúton keresztül 300 bar nyomású rétegbe injektáljuk viszsza. A termelőkút paraméterei a 2. péida szerinti termelőkútéval, az injektálókút paraméterei pedig az 1. példa szerinti termelőkút paramétereivel azonos. Kiindulási adatok Termelő- Injektálókút kút Kűtmélység (m) 2100 3100 Dinamikus kúttalpi nyomás (bar) 210 300 Dinamikus kútfej nyomás (bar) — 105 Kúttalpi hőmérséklet (°C) 110 — Tervezett, számított adatok Dinamikus kútfejnyomás (bar) 130 — Kútfejhőmérséklet (°C) 64 3 Kúttalpi gázhőmérséklet (°C) — 79 A 4. ábrán az ,,m” görbe a nyomásváltozást, „n” görbe a hőmérséklet-változást, az „o” görbe pedig a sűrűségváltozást mutatja a termelőkút mélységének függvényében. A görbék lefutása megegyezik a 2. példában tárgyalt termelőkútéval. A nagymélységű injektálókútban a 105 bar-os kűtfejnyomás és a 300 bar-os kúttalpi nyomás közötti különbségnek megfelelően kell az injektálandó gáz hőmérsékletét és ezzel a sűrűségét beállítani ahhoz, hogy a gázoszlop súlyából elegendően nagy nyomáskülönbség származzon. A 3 "C-ra lehűtött gáz a feltételezett gázáram és hőátbocsátási együttható esetén az „r” görbének megfelelően 79 °C-ra melegszik fel, miközben sűrűsége az „s” görbe szerinti értékeket vesz föl. Az „r” és az „s” görbéken megfigyelhető, hogy a kútban az áramló gáz jelentősen felmelegszik, aminek következtében sűrűsége lecsökken. Emiatt kell injektálás előtt a gázt — a korábbi példákhoz viszonyítva — jelentősebben lehűteni A példa szerinti injektálókútban a gázoszlop súlyából származó nyomáskülönbség 207 bar, a súrlódási nyomásveszteség 12 bar. A termelő- és injektálókutak kűtfejnyomásainak különbsége 25 bar, amely elsősorban mezőn belüli, átfejtés nyomásveszteségének a fedezésére elegendő. Megfelelő technológiai rendszertervezéssel nem túl nagy távolságra történő szállítás is megvalósítható. Az átfejtéshez legfeljebb indító munkagép alkalmazása szükséges. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei az alábbiakban foglalhatók össze. Az eljárás alkalmazásával a nagy szén-diexid-tartalmú földgáz természetes rétegenergiáját a legkedvezőbb mértékben tudjuk hasznosítani. Ezáltal az injektáláshoz szükséges kútfejnyomás biztosításához nem szükséges kompfesszorállomás. Kompresszor nélkül viszont jelentősen leegyszerűsödik a technológiai folyamat. A nagy szén-dioxid-tartalmű földgáz előkészítésekor kevésbé szigorú követelményeket kell kielégíteni, mint kompreszoros technológia esetén. Minimálisra 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
