устройство для одновременно-раздельной закачки реагентов в скважину
Классы МПК: | E21B43/243 тепла, образующегося при горении нефти в пласте |
Автор(ы): | Лебедев Николай Алексеевич (RU), Боксерман Аркадий Анатольевич (RU), Шагеев Альберт Фаридович (RU), Маргулис Борис Яковлевич (RU), Шагеев Максим Альбертович (RU), Лукьянов Олег Владимирович (RU), Хлебников Валерий Николаевич (RU), Романов Геннадий Васильевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" "ОАО "НИИнефтепромхим" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-02-29 публикация патента:
10.11.2009 |
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к тепло-физико-химической обработке призабойной зоны пласта. Техническим результатом является создание устройства, позволяющего производить одновременно-раздельную закачку легких углеводородов и воздуха, с высоким выходом продуктов реакции и осуществлением перемешивания на забое скважины при поступлении в пласт. Устройство включает: две трубки для раздельной закачки исходных компонентов, смеситель, твердотопливный нагреватель, содержащий топливный контейнер с решетчатым дном, имеющий отверстия для вывода продуктов сгорания, корпус запального механизма, выполненный в виде стакана, в днище которого имеется отверстие для потока воздуха для поддержания горения, в котором имеется клапанная пара и обратный клапан, соединенный с топливным контейнером посредством муфты, баллон, заполненный воспламеняющейся смесью, который выполнен с возможностью срабатывания под действием груза, сброшенного сверху, и расположен внутри корпуса запального механизма. В корпусе запального механизма имеются отверстия для прохождения через него двух трубок для раздельной закачки исходных компонентов, выполненных с возможностью прохождения через топливный контейнер и вхождения через настроенный обратный клапан тангенциально в реактор смешения сверху. Реактор смешения представляет собой цилиндрическую емкость, в днище которой имеется переливная трубка для вывода полученного продукта. На конце его имеется настроенный клапан, соединенный с топливным контейнером посредством муфты. 3 ил.
Формула изобретения
Устройство для одновременно-раздельной закачки реагента в скважину, включающее две трубки для раздельной закачки исходных компонентов и смеситель, отличающееся тем, что устройство содержит: твердотопливный нагреватель, содержащий топливный контейнер с решетчатым дном, имеющий отверстия для вывода продуктов сгорания, корпус запального механизма, выполненный в виде стакана, в днище которого имеется отверстие для потока воздуха для поддержания горения, в котором имеется клапанная пара и обратный клапан, соединенный с топливным контейнером посредством муфты, баллон, заполненный воспламеняющейся смесью, который выполнен с возможностью срабатывания под действием груза, сброшенного сверху, и расположен внутри корпуса запального механизма, причем в корпусе запального механизма имеются отверстия для прохождения через него двух трубок для раздельной закачки исходных компонентов, выполненных с возможностью прохождения через топливный контейнер и вхождения через настроенный обратный клапан тангенциально в реактор смешения сверху, который представляет собой цилиндрическую емкость, в днище которой имеется переливная трубка для вывода полученного продукта, на конце которого имеется настроенный клапан, соединенный с топливным контейнером посредством муфты.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к тепло-физико-химической обработке призабойной зоны пласта, и может быть использовано при обрабатывании призабойной зоны реагентом, получаемым жидкофазным окислением легких углеводородов в пластовых условиях, с целью интенсификации процесса комплексного воздействия на продуктивные пласты карбонатных коллекторов, насыщенных высоковязкой парафинистой нефтью.
Известна технология обработки призабойной зоны на основе жидкофазного окисления легких углеводородов в пластовых условиях (Б.М.Сучков. Добыча нефти из карбонатных коллекторов. Москва-Ижевск, 2005, с.283-284, 293-294), которая предназначена для интенсификации процесса комплексного воздействия на продуктивные пласты карбонатных коллекторов, насыщенных высоковязкой парафинистой нефтью. Окисление как легких углеводородов
С3-С12, так и их смесей, а также конденсата газоконденсатных месторождений в пористой среде с участием инициаторов и катализаторов окисления приводит к образованию оксидата, представляющего собой смесь карбонатных кислот, кетонов, спиртов, эфиров, с выделением значительного количества тепла, что обеспечивает комплексное воздействие на нефтесодержащий коллектор.
При осуществлении процесса окисления легких углеводородов кислородом воздуха наиболее сложными с технологической точки зрения являются операции, связанные с нагнетанием реагентов в пласт. Во избежание возможности образования взрывоопасных смесей в скважине при ОПЗ закачка реагентов производится последовательно. Однако оптимальной, с точки зрения химического воздействия при обеспечении необходимой безопасности, является одновременно-раздельная закачка легких углеводородов и воздуха с осуществлением интенсивного перемешивания на забое скважины при поступлении в пласт. С этой целью разработана технология приготовления смеси воздуха с легкими углеводородами на основе использования инжектора, устанавливаемого в призабойной зоне скважины. Это устройство позволяет получать непосредственно в призабойной зоне мелкодисперсные смеси двух реагентов при их раздельной транспортировке к забою скважины.
Однако известное устройство имеет недостаток: низкий выход получаемого продукта.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего производить одновременно-раздельную закачку легких углеводородов и воздуха, с высоким выходом продуктов реакции и осуществлением перемешивания на забое скважины при поступлении в пласт.
Поставленная задача решается так, что устройство для одновременно-раздельной подачи реагентов в скважину, включающее две трубки для раздельной подачи исходных компонентов в смеситель, дополнительно содержит твердотопливный нагреватель, содержащий топливный контейнер с решетчатым дном, имеющий отверстия для вывода продуктов сгорания, корпус запального механизма, выполненного в виде стакана, в днище которого имеется отверстие для потока воздуха для поддержания горения, в котором имеется клапанная пара и обратный клапан, который соединен с топливным контейнером посредством муфты, баллон, заполненный воспламеняющейся смесью, который срабатывает под действием груза, сброшенного сверху, и располагается внутри корпуса запального механизма, причем корпус запального механизма имеет отверстия для прохождения через него двух трубок для раздельной подачи исходных компонентов, которые проходят через топливный контейнер и входят через настроенный обратный клапан тангенциально в реактор смешения сверху, который представляет собой цилиндрическую емкость, в днище которой имеется переливная трубка для вывода полученного продукта, на конце которой имеется настроенный клапан, который соединен с топливным контейнером посредством муфты.
Установка содержит (см. фиг 1.) твердотопливный нагреватель 1, содержащий топливный контейнер 3 с отверстиями для вывода продуктов сгорания (см. фиг 3.) и решетчатым дном 19, с трубкой-змеевиком 11 и трубкой 12, расположенными внутри, корпус запального механизма 2, выполненный в виде стакана, в днище которого имеется канал (А) для подачи запальной жидкости и воздуха в топливный контейнер 3 для поддержания горения, клапан 9 служит для предотвращения возможного распространения обратной ударной волны по колонне НКТ 20 при резком повышении давления в момент воспламенения и защищает запальный механизм от попадания продуктов горения из топливного контейнера 3, также в корпусе выполнены каналы (Б) и (В) (см. фиг.2 - вид сверху) для подвода углеводородного сырья и воздуха в реактор смешения 4, клапанная пара 10, которая служит для предотвращения возможного обратного хода углеводородного сырья и воздуха, реактор смешения 4, представляющий собой цилиндрическую емкость, внутри которой установлены трубки 15, 16 с тангенциальным выводом и переливная трубка 13, на выходе которой установлен отрегулированный на определенное давление клапан 7, на входе (Г) углеводородного сырья в реактор стоит также отрегулированный на определенное давление клапан 6. А также установка содержит соединительные муфты 5, 8 трубопроводной обвязки 14, закрепленной клямсами к НКТ 20 и присоединенной к запальному механизму 2. Внутри запального механизма 2 расположен баллон 17 с воспламеняющей смесью. Для ввода нагревателя в действие в колонну НКТ сверху сбрасывается груз 18, в качестве груза может быть использован любой предмет массой от 0,5 кг до 1 кг и размером, который позволяет свободно двигаться внутри колоны НКТ и своим весом и формой способен разбить баллон 17.
В исходном положении рабочий объем контейнера 3 заполнен твердым топливом. Внутри запального механизма расположен баллон 17 с воспламеняющейся смесью. Груз 18 установлен в патрубке лубрикатора с задвижкой на устье скважины.
Установка работает следующим образом. В НКТ 20 подают воздух, который через клапан 9 и канал (А) в корпусе 2 попадает в контейнер 3. По трубопроводу 14 канала (Б) прокачивают углеводородное сырье, для того чтобы заполнить змеевик 11. Клапан 6 не позволяет проникнуть углеводородному сырью раньше времени в реактор 4.
Для воспламенения твердого топлива в контейнере 3 открывают задвижку лубрикатора и сбрасывают груз 18. Под действием груза 18 баллон 17 разрушается. Воспламеняющая смесь поступает в рабочую полость контейнера 3 и инициирует горение твердого топлива. В случае резкого повышения давления в момент воспламенения клапан 9 перекрывают отверстия в корпусе механизма 2, предотвращая возможное распространение ударной волны по колонне НКТ, а продукты сгорания выходят через отверстия (Д) в топливном контейнере.
Для поддержания горения в контейнере 3 продолжается подача воздуха через канал (А).
После инициирования горения, через определенное время начинают одновременно прокачивать углеводородное сырье и воздух по трубопроводам 14. Углеводородное сырье проходит по каналу (Б), а воздух по каналу (В). Проходя через змеевик 11, углеводородное сырье нагревается до режимной температуры и тангенциально входит по трубке 15 в реактор смешения. Одновременно с этим в реактор смешения входит и воздух по трубке 16. Благодаря тому что углеводородное сырье подается в нагретом состоянии и в реакторе смешения создано высокое давление, реакция окисления проходит с высокой скоростью. Продукт реакции накапливается в реакторе смешения до уровня переливной трубки 13 и переливается, выходя через клапан 7 канала (Г).
Затрубное пространство изолировано от призабойной зоны пакером, установленным на уровне кровли пласта.
Заявленное устройство надежно в эксплуатации, позволяет при использовании получить продукт с высоким выходом с одновременным использованием его для интенсивного и комплексного воздействия на пласт.
Класс E21B43/243 тепла, образующегося при горении нефти в пласте