Плазмо-каталитический способ инициирования синтеза углеводородов в нефтяном пласте за счет активации природных нанокатализаторов в пластовых водах нефтяных месторождений с применением ПХР на забое скважин

Назначение:

В отличие от известных МУН, увеличение нефтегазотдачи обводненных месторождений происходит за счет плазмо-каталитического способа активации цепных природных химреакций синтеза углеводородов в нефтегазоносном пласте.

Активация природных нанокатализаторов в нефтегазоносных пластах происходит за счет применения кассетного проточного химреактора (ПХР) на забое нагнетательных скважин.

В кассетном проточном химреакторе (ПХР) происходит выработка тепла и синтетических углеводородов с последующей закачкой в нефтегазоносный пласт.

Принципиальная схема применения МУН с применением ПХР

На схеме:

Нагнетательная скважина;
Подвеска НКТ (нагнетательно-компрессорная труба);
Кассетный ПХР (проточный химический реактор -гидродинамический плазмотрон);
Пакер;
Нефтяной пласт*;
Эксплуатационная колонна;
УКПН (установка комплексной подготовки нефти на месторождении).

Нефтяной пласт - основной (природный) каталитический химический реактор с высокоразвитыми метафазными границами при высоком статическом давлении, достаточной температуре и энергетическом воздействии на пласт электрического и магнитного поля Земли.

Введение.

В настоящее время приоритетным направлением прироста запасов нефти в мировой нефтедобыче является - развитие и промышленное применение современных интегрированных методов увеличения нефтеотдачи (МУН), которые способны обеспечить синергетический эффект в освоении новых и разрабатываемых нефтяных месторождений.

Мировой опыт свидетельствует, что востребованность современных МУН растет, их потенциал в увеличении извлекаемых запасов внушителен, этому способствует и то обстоятельство, что себестоимость добычи нефти с применением современных МУН по мере их освоения и совершенствования непрерывно снижается и становится вполне сопоставимой с себестоимостью добычи нефти традиционными методами.

Одним, из наиболее близких методов повышения нефтеотдачи предлагаемому способу плазмо-каталитического инициирования синтеза углеводородов в нефтяном пласте за счет активации природных нанокатализаторов в пластовых водах нефтяных месторождений с применением ПХР на забое скважин, является термогазовый метод повышения нефтеотдачи (ТГВ).

Термогазовый метод повышения нефтеотдачи (ТГВ) был впервые предложен в 1971 г. во ВНИИнефть. Метод основан на закачке воздуха в пласт и его трансформации в эффективные вытесняющие агенты за счет низкотемпературных внутрипластовых окислительных процессов.

В результате низкотемпературных окислительных реакций непосредственно в пласте вырабатывается высокоэффективный газовый агент, содержащий азот, углекислый газ и ШФЛУ. Высокая эффективность достигается за счет реализации полного или частичного смешивающегося вытеснения.

Преимущества метода - использование недорогого агента, значительное увеличение нефтеотдачи пласта (по фактическим проектам зафиксировано увеличение нефтеотдачи до 60% и более):

Закачка воздуха и его трансформация в эффективные вытесняющие агенты (углекислый газ, легкие углеводороды) за счет внутрипластовых окислительных и термодинамических процессов;
Использование природной энергетики пласта - повышенной пластовой температуры (свыше 60-70°С) для самопроизвольного инициирования внутрипластовых окислительных процессов и формирования высокоэффективного вытесняющего агента;
Активные самопроизвольные окислительные процессы могут идти при более низких температурах, так как реальные пласты содержат катализаторы (CuO, MnO₂, Cr₂O₃, NiO, CoO и др.);
Быстрое инициирование активных внутрипластовых окислительных процессов является одним из важнейших следствий использования энергетики пласта, интенсивность окислительных реакций довольно быстро возрастает с увеличением температуры и давления.

В течение 2007?2011 рядом научных коллективов РТ был выполнен большой объем экспериментальных стендовых исследований и опытных работ на экспериментальной скважине по активации природных пластовых (соленых) вод нефтяных месторождений РТ с целью интенсификации окислительных процессов путем воздействия на природные (пластовые) катализаторы в проточном химическом и электрохимических реакторах.

В процессе исследований были разработаны научные основы процессов плазмо-каталитического способа инициирования синтеза углеводородов в нефтяном пласте за счет активации природных нанокатализаторов в пластовых водах нефтяных месторождений с применением ПХР, технические и технологические параметры проточных химических реакторов, условия применения их на скважинах.

Принцип работы кассетного проточного химического реактора (ПХР)

При прокачке пластовой воды содержащей природные катализаторы (Fe₂O₃ CuO, MnO₂, Cr₂O₃, NiO, CoO и др.) происходят энергетические процессы активирования катализаторов, которые выделяют свободный Н2 из пластовой воды (соленой) и связывает его в металлогидридные соединения (МеН), а также образуются металлоуглеродные соединения МеС, в результате образуется коллоидный раствор (трехфазный флюид: жидкая, газовая и твердая фаза) представляющий из себя химаккумулятор-нанореактор водорода и углеводородных газов.

Тип химической реакции в ПХР – механохимические реакции проходящие в двойном электрическом слое на поверхности катализаторов.

В результате обработки обводненной нефти и воды с содержанием высокоминерализованных пластовых вод, под воздействием природных и образующихся металлоуглеродных катализаторов происходят интенсивные неравновесные процессы на поверхности наночастиц, где напряженность электрического поля может достигать 10⁸ - 10¹¹ в/м, что может приводить к большому количеству различных цепных реакций синтеза углеводородов, плазмо-каталитическим процессам синтеза веществ.

В представленной технологии увеличения нефтегазотдачи пластов ПХР является первичным забойным реактором, а пласт вторичным природным химреактором со своей энергетикой: электрические и магнитные поля земли, сейсмические волны, воздействующие на пласт, как на проточный с высокоразвитой поверхностью пьезоэлектрический генератор-химреактор, в котором проходят реакции при высоком статическом давлении и достаточной температуре.

ПХР одновременно выполняет функцию забойного теплогенератора, что определяет данную технологию, как метод термоводогазового воздействия на пласт.

Синтез-газ - смесь газов, главными компонентами которой являются СО и Н2, в зависимости от способа получения соотношение СО : Н2 варьирует от 1:1 до 1:3. Термин «синтез-газ» исторически связан с синтезом Фишера – Тропша. В настоящее время синтез-газ производят конверсией природного газа либо нефтепродуктов (от легкого бензина до нефтяных остатков), а также газификацией углей.

Под названием синтетический газ по данному проекту имеется в виду смесь синтетически полученных углеводородных газов с большим процентным содержанием двуокиси углерода.

Для выработки синтетического газа используется водонефтяная эмульсия (пластовая минерализованная вода).

Производится монтаж кассетного проточного химического реактора (ПХР) в подвеску насосно-компрессорных труб (НКТ) для расщепления воды с минимальными энергозатратами на водород и кислород с использованием энергии химической связи в молекуле воды;

Выделяемый в реакции кислород связывается углеродом нефти, образуя углекислый газ, любая нефть является в основном источником углерода;

Выделяемый водород входит в состав образуемых углеводородных газов.

Продукт реакции – синтетический газ (аналог нефтяного попутного газа с большим процентным содержанием двуокиси углерода))

Суть технологии:

На основе исходных геолого-геофизических данных разрабатывается: схема закачки воды в пласт (расположение нагнетательных и добычных скважин), технологические режимы и условия закачки, методы контроля нефтегазотдачи пласта.

В нагнетательных скважинах, в подвеску насосно-компрессорных труб (НКТ) встраивается кассетный проточный химический реактор (ПХР), Рис 1, Приложение 1;

Основные направления использования ПХР

Применение ПХР для увеличения нефтегазоотдачи (МУН), особенно на поздней стадии отработки месторождений нефти и газа, высокобводненой нефти, высоковязкой и тяжелых нефтей; Предлагаемая технология для нефтяной промышленности в перспективе позволит, реанимировать старые нерентабельные обводненные месторождения нефти
Выработка водорода в подземных минерализованных пластовых водах (такие пласты есть во всех странах на разной глубине под землей) для использования в автономной тепло- и электроэнергетике, а также в качестве топлива на транспорте;
Производство углеводного топлива (УВТ) из отходящих газов отопительных котлов по экологически чистому замкнутому циклу углерода;
Производство синтез-газа из угле-водного топлива непосредственно в топке котла.
Утилизация выбросов углекислого газа в атмосферу от любых источников с последующим производством синтетического жидкого топлива (СЖТ).
Производство нефтепродуктов из сырой нефти процессом гидрирования (увеличения выхода светлых нефтепродуктов);
Извлечение драгоценных и редкоземельных металлов из сточных вод химических предприятий, подземных пластовых вод, с дальнейшей трансмутацией и увеличением массы извлеченных металлов;
ОСОБО ВАЖНО!!! Производство синтетических углеводородов в подземных пластах с соленой водой за счет использования энергии земли (т.к. подобные пласты имеются повсеместно на земном шаре на глубинах 800 и более метров, что определяет техническую и технологическую возможность организации производства синтетической нефти в любой стране);

Предложение по сотрудничеству

Всем заинтересованным нефтегазовым компаниям предлагаем сотрудничество в освоении технологии плазмо-каталитического инициирования синтеза углеводородов в нефтяном пласте за счет активации природных нанокатализаторов в пластовых водах нефтяных месторождений с применением ПХР на забое скважин и совместном производстве проточных химреакторов.

Формы сотрудничества:

Предлагаем Вам взаимовыгодное сотрудничество в создании совместного производства и реализации проточного химического реактора со следующими функциональными назначениями:

1. Передача технологии по лицензионному соглашению;

2. Организация совместного производства, при необходимости с созданием отдельного юридического лица в форме совместного предприятия

Преимущества по сравнению с конкурентами:

Конкуренты по предлагаемой технологии не известны в связи с исключительной мировой новизной разработки;

Приложение 1

Сборка и монтаж кассетного проточного химреактора в НКТ для спуска в составе хвостовика подвески на забой нагнетательной скважины


Фото 1. Стопорное кольцо для фиксации 15 ПХР в вертикальном положении внутри НКТ	Фото 2. Заправка стопорного кольца в муфту НКТ

Фото 3. Заправка ПХР в количестве 15 штук в НКТ 2,5" (1 сформированная кассета)	Фото 4. Момент спуска кассетного ПХР в нагнетательную скважину в составе подвески НКТ

Download the English version (.pdf)

НОУ-ХАУ

ОСОБЕННОСТИ