Технология выработки синтетического газа кассетным проточным химреактором (ПХР) на забое нагнетательных скважин с целью увеличения нефтеотдачи пластов на обводненных месторождениях*

Дата публикации: 11.05.2016

Procedure to Produce Synthetic Gas by a Cassette type Flow through Chemical Reactor at the Injection Well Bottom hole With an Objective to Enhance Oil Recovery at Water flooded Oil Fields

И.Г. Мусин /ООО "НПФ "Энергосинтез", г. Казань/, Н.Л. Новокшонов /ООО "НПФ "Энергоком", г. Казань/, М.О. Намазов /ООО "НПП "ЭкоЭнергоМаш", г. Казань/
Musin /ООО NPF "Energosynthes", Kazan/, N.K. Novokshonov /ООО NPF "Energocom", Kazan/, М.О. Namazov /ООО NPP "EcoEnergoMach", Kazan/

Ключевые слова: синтетический газ, синтез углеводородов, нефтегазоотдача, обводненные месторождения, химреактор.
Key words: Synthetic gas, hydrocarbon synthesis, oil and gas recovery, oil field water content, chemical reactor.

Предложена инновационная технология выработки синтетического газа, позволяющая реанимировать старые нерентабельные обводненные месторождения нефти высокоэффективным теплогазовым способом (за счет выработки синтетического газа и циклической закачки синтетического газа и горячей воды в пласт), поддержать естественные реакции синтеза углеводородов, протекающие в нефтяном пласте, и тем самым увеличить нефтегазоотдачу.

The proposed innovative procedure to produce synthetic gas enables to rehabilitate old uneconomic oil fields with high water-cutby the use of highly efficient thermal gas procedure (by the production of synthetic gas and cyclic reservoir injection of this synthetic gas and hot water), to maintain natural reactions of hydrocarbon synthesis that take place in oil reservoir, and finally to increase oil and gas recovery.

Одной из наиболее перспективных альтернатив нефтяному моторному топливу является смесь монооксида углерода (СО) и водорода (Н), получившая название "синтезгаз". В зависимости от способа получения соотношение СО:Н2 варьирует от 1:1 до 1:3. Интерес к данному источнику энергии возник еще в 20е годы прошлого столетия, после того как немецкими учеными химиками Ф. Фишером и Г. Тропшем была открыта реакция восстановления монооксида углерода (СО) при атмосферном давлении. Выяснилось, что в присутствии катализаторов в зависимости от соотношения водорода и монооксида углерода в газовой смеси можно синтезировать жидкие и даже твердые углеводороды, по химическому составу близкие к продуктам фракционирования нефти. В настоящее время синтез-газ производят конверсией природного газа либо нефтепродуктов (от легкого бензина до нефтяных остатков), а также газификацией углей.

Сегодня в связи с уменьшением нефтяных запасов планеты исследования в этой области химии переживают свое второе рождение. В отличие от синтеза Фишера Тропша предлагаемый химический способ получения синтетического газа является наногидрокрекингом.

Под понятием "синтетический газ" в данной работе подразумевается смесь синтетически полученных углеводородных газов с большим процентным содержанием двуокиси углерода. Водород является главным компонентом синтетического газа.

Вода (в том числе соленая пластовая), как известно, содержит достаточно много водорода в связанной с кислородом форме. Водород получается из воды путем ее расщепления на кислород и водород, при этом главной задачей является минимизация энергозатрат.

Во всех нефтедобывающих странах, в том числе в России, основная проблема нефтяной промышленности состоит в обводнении нефтяных месторождений. Иногда содержание воды достигает 95%, что делает систему добычи при умеренных ценах на нефть нерентабельной.

Новый нестандартный способ получения синтетического газа дает возможность решить эту проблему. На данном этапе изготовлена установка малой производительности, на которой получен синтетический газ, выполнен анализ его состава. Также проведены опытно промышленные испытания технологии выработки синтетического газа на забое нагнетательной скважины с целью подачи его в пласт для увеличения нефтегазоотдачи пластов. Суть изобретения состоит в следующем. Для выработки синтетического газа используется водонефтяная эмульсия в следующем соотношении: основной объем (98%) вода, остальное (1 2%) любая нефть. Применяется встраиваемый в подвеску насосно компрессорных труб (НКТ) кассетный проточный химический реактор (ПХР см. рис. 1) для расщепления воды на водород и кислород при минимальных энергозатратах с использованием энергии химической связи в молекуле воды. Выделяемый в реакции кислород связывается с углеродом нефти, образуя углекислый газ. Нефть в данной технологии является источником углерода. Выделяемый водород входит в состав образуемых углеводородных газов. Продукт реакции синтетический газ (аналог нефтяного попутного газа с большим процентным содержанием двуокиси углерода).

Полученный продукт (синтетический газ) соответствует всем существующим в нефтегазовой промышленности требованиям техники безопасности при производстве, транспортировке и хранении.

Предлагаемая технология позволит реанимировать старые нерентабельные обводненные месторождения нефти высокоэффективным теплогазовым способом (за счет выработки синтетического газа и циклической закачки синтетического газа и горячей воды в пласт), поддержать естественные реакции синтеза углеводородов, протекающие в нефтяном пласте, и тем самым увеличить нефтегазоотдачу.

Весомыми аргументами в пользу практической реализации способа подземного (пластового) синтеза углеводородов служат следующие факты:

научно-инженерным центром "Цеосит" Сибирского отделения РАН проведена исследовательская работа, благодаря которой получены нефтеподобные продукты из небиогенного сырья - смеси углекислого газа, окиси углерода и водорода с применением в качестве катализаторов природных руд различных возрастов и месторождений;
налажено промышленное производство бензина из синтез-газа фирмой RENAISSANS PASIFIC CORPORATION в США;
освоен процесс превращения углекислого газа в самое различное углеводородное топливо (Калифорнийская компания Carbon Sciences);
обосновано протекание подобных процессов в нефтяном пласте как в пористом каталитическом химреакторе с высокоразвитыми метафазными границами при наличии физических условий: достаточной температуры, высокого давления, а также энергетического воздействия на пласт электрическим и магнитным полями Земли;
доказано существование интенсивного потока газов (в том числе водорода и углекислого газа) из мантии к поверхности Земли, а значит, и их прохождение и растворение в пласто51 производство синтетического газа вых соленых водах (т.е. процесс поступления исходных продуктов в нефтяной пласт как в своеобразный естественный природный подземный ядерный химреактор);
исследован открытый вулкан и определен состав его газов: диоксид углерода, монооксид углерода, водород, метани другие газы (в качестве подтверждения вышеизложенного);
специалистами БашНИПИ разработана промышленная технология по закачке углекислого газа и окиси углерода в пласт для увеличения нефтеотдачи. Возврат 5,7% углекислоты от первоначального объема закачки в пласт является доказательством протекания процесса синтеза углеводородов в нефтяном пласте. Сравнение начальных разведанных запасов нефтяного месторождения и объема добытой нефти показывает, что добыча превышает разведанные запасы.

Кроме того, эксперимент, проведенный на рабочем стенде, а также в полевых условиях на скважине, свидетельствует о том, что при протекании цепных реакций синтеза углерода из соленой пластовой воды получено углеводное топливо (УВТ). Использование для выработки синтетического газа тяжелых нефтей, нефтебитумов позволит иметь практически неограниченные ресурсы производимого синтетического газа на забое нагнетательных скважин для подачи в пласт. В перспективе возможно организовать автономную электроэнергетику для добычи нефти и производства синтетического газа и неограниченно получать из жирного синтетического газа прямогонный бензин. Вышеизложенное означает, что недра с учетом использования предлагаемых технологий могут стать практически неисчерпаемыми (см. рис. 2). Предлагаемая технология применима во всех нефтедобывающих странах. Внедрение технологии можно организовать поэтапно. Первый этап предполагает работы по выработке и закачке в пласт синтетического газа для увеличения нефтегазоотдачи пластов. Второй этап предусматривает создание автономной теплоэнергетики для обеспечения добычи тяжелых нефтей по технологии термоводогазового воздействия на пласт. На третьем этапе необходима организация автономной теплоэлектроэнергетики для обеспечения добычи тяжелых нефтей и нефтебитумов. Окупаемость проекта обеспечивается выработкой и закачкой на начальном этапе на выделенном блоке залежи синтетического газа для увеличения нефтегазоотдачи пластов. Всем заинтересованным нефтяным компаниям предлагаем сотрудничество в освоении и внедрении представленной технологии.

* В порядке обсуждения

Рекомендуемые товары

Коалесцентные фильтры-сепараторы для очистки газов от аэрозольных примесей

95f1d02f991f43cd99c721900172a610156f2c19

Газодинамические сепараторы для очистки газов типа ГДА

F52c15384b468a8fbe78d26d65339f4dcc9aa42a

Фильтроэлементы газодинамические сепарирующие (ГСЭ)

308549e95547eaa21905553832ecdf0fce3bfdca

Рекомендуемые статьи

Доклад на конференции особенности процесса подготовки нефти на объектах ОАО "Татнефть" 2008 г

Увеличения нефтеотдачи за счет активации природных нанокатализаторов

Обезвоживание нефти и нефтепродуктов

Утилизация подтоварных вод

Подготовка воды для заводнения нефтяных пластов

Методы увеличения нефтеотдачи (МУН)

Коалесцентные фильтры для обезвоживания нефти нефтепродуктов, осушки газов - преимущества, причины эффективности