K; randament petrolier; cu; elj; r; s

Procesul de producere a țițeiului: cultivarea dioxidului de carbon

Nu suntem doar cu ce suntem obișnuiți despre noi înșine,
dar putem deveni și cine vrem să fim.

I. Filliozat

În legătură cu erupția gazelor din Nagylengyel în toamna anului 1998, tehnologia de producere a dioxidului de carbon a devenit centrul de interes. În locuri destul de ciudate, cum ar fi cabinetul medicului, a trebuit să explic că nu trăim deasupra unei bombe atomice cronometrate. În timp ce mineritul prezintă pericole, este posibil să nu fie la fel de mult ca conducerea unei mașini. Întrebările au fost motivate de curiozitatea și frica de necunoscut.

Și cum au fost „eroii” care au lucrat la răspuns? Bineînțeles că sunt curajoși. Cine își amintește că mâinile tremurau, iar uneori oboseala și frica se reflectau în ochi. Întărirea relațiilor umane a fost vizibilă.

Se pune întrebarea: cum am ajuns până acum? Avea sens? Ce poate aduce viitorul?

Suntem în top?!

Să presupunem că rezervele mondiale de petrol și gaze sunt finite. Pe măsură ce am ales o cale raționalizată de dezvoltare cu societățile occidentale, foamea tot mai mare de energie necesită o rată crescută de extracție a țițeiului. Potrivit experților, cererea va depăși posibilitățile de extracție a tehnologiei actuale în termen de 8-10 ani. Nu vă lăsați păcăliți de prețurile actuale scăzute ale petrolului! O altă presupunere de explozie de preț. Să nu ne temem de lume, până acum a găsit încă surse alternative de energie. Dar este puțin probabil ca tranziția să fie lină.

În același timp, din specificul industriei rezultă că, pe lângă tehnologiile utilizate în prezent, jumătate până la două treimi din stocul inițial de petrol rămâne depozitat. Puteți întreba pe bună dreptate de ce atât de mulți? Materialul bibliotecii pentru soluția numerică a ecuațiilor diferențiale parțiale care descriu procesele de flux oferă un răspuns corect la întrebare. Nu vreau să abuzez de răbdarea cititorilor, așa că, în loc să analizăm ecuațiile, să ne gândim la experimentul de mai jos. O mare parte din rezervele de petrol se găsesc în gresii care sunt poroase, ca o bucată de cretă. Scufundați creta într-o sticlă de cerneală și veți experimenta cât de rapid și spectaculos este absorbit lichidul albastru ca urmare a acțiunii capilare. Gândiți-vă ce tehnologie complicată ar trebui să folosim pentru a strânge din nou cerneala absorbită în sticlă. Adăugăm la aceasta faptul că puțurile de petrol afectează rezervorul mare într-o manieră asemănătoare punctului și straturile de ulei sunt eterogene în direcție verticală, putem vedea că creșterea randamentului de petrol este o sarcină foarte complicată.

Singura modalitate viabilă pentru viitorul industriei petroliere este utilizarea energiei intelectuale și dezvoltarea tehnologiei de cultivare. Utilizarea energiei naturale a stratului a fost înlocuită în câmpurile Budafa și Lovászi la începutul anilor 1940 în industria petrolieră maghiară. Injecția de hidrocarburi nemiscibile cu apă și apă folosită acolo, care acum poate fi considerată convențională, se numește procesul de cultivare secundar. Esența acestui lucru, pe lângă înlocuirea energiei naturale a stratului, este că mediul introdus în rezervor prin sondele de injecție deplasează o parte a uleiului frontal spre sondele de producție cu potențial mai scăzut.

Figura 1. Distribuția producției actuale de țiței în Statele Unite și Ungaria după tipul de cultivare

O sursă de dioxid de carbon gaz natural

Datorită condițiilor geologice din Ungaria, metodele bazate pe injecția gazelor s-au dovedit a fi cele mai eficiente dintre metodele de creștere a producției de petrol. Deoarece avem active semnificative de gaze naturale cu dioxid de carbon, era evident să folosim activele de gaz descoperite în câmpul Budafa din Zala pentru a crește producția de petrol. În articolul meu prezint cererea în sud-vestul Ungariei.

Sursa de dioxid de carbon este localizată în dărâmături grosiere din epoca miocenului, la o adâncime de 3200 m. Presiunea patului este de 300 bari și temperatura patului este de 164 o C. Presiunea ridicată și permeabilitatea bună a patului sunt condiții atât de favorabile încât gazul poate fi injectat în câmpurile de petrol cu presiune mai mică fără intervenția unui compresor. Concentrația de dioxid de carbon a gazului care conține hidrocarburi și azot și concentrații scăzute de hidrogen sulfurat este de 81 mol%.

Procesul de extracție a uleiului de dioxid de carbon în rezervoarele de gresie

Figura 2. Cultivarea dioxidului de carbon
cerere în Transdanubia

Aplicarea pe scară largă a fost începută în 1972 în câmpul Budafa, care a fost extins la câmpul Lovászi (Figura 2). Zăcămintele de hidrocarburi din ambele câmpuri s-au format în straturile de gresie ale bolții eliptice din epoca Panoniană inferioară la o adâncime de 1000–1500 m. Densitatea normală a parafinei intermediarului uleiului ușor stocat este de 0,82 g/cm3 .
Formarea excesului de ulei este rezultatul mai multor efecte fizico-chimice, dintre care cel mai important este că uleiul se umflă la contactul cu dioxidul de carbon și devine mobil în straturi datorită creșterii volumului. Datorită vâscozității deja scăzute, o reducere a vâscozității cu 20-30% are o importanță secundară. La temperatura ridicată a patului (60-80 o C), la presiunile realizabile din punct de vedere tehnic, are loc o amestecare parțială a sistemului de dioxid de carbon gaze naturale.

În prima fază a cultivării, gazul natural cu dioxid de carbon este forțat în rezervor prin sondele penetrante pentru a satura uleiul cu dioxid de carbon și pentru a crește presiunea redusă a patului. Uleiul umflat este apoi injectat în puțurile de producție prin injectarea apei.

Cu noul proces de ultimă generație, am prelungit durata de viață a câmpurilor cu 15-20 de ani și am produs 1,2 milioane de tone de petrol în surplus. În prezent, cultivarea se apropie de finalizare, cu toate acestea, 65-70% din rezervele inițiale de petrol sunt încă adânci. Aceasta este cu siguranță o provocare pentru știință pentru a dezvolta tehnologii mai noi.

Cultivarea capacului gazului cu dioxid de carbon în rezervoare crăpate-cavernoase

Câmpul petrolier Nagylengyel de lângă Zalaegerszeg este foarte diferit de cel din Budafa. Cele mai semnificative câmpuri petroliere s-au format în calcarul cretacic superior și în dolomita triasică, care au fost în urmă cu milioane de ani la suprafață, carstizate de apă de ploaie și apoi scufundate de mișcări ale crustei și în prezent la o adâncime de 2.000 până la 2.400 m. Sistemul de funcționare al așezărilor este caracterizat de un flux nelimitat de apă carstică, apa curge în locul uleiului extras și astfel presiunea stratului nu scade în timpul cultivării, rămâne practic hidrostatică. Alimentarea cu apă este continuă de la precipitațiile de la suprafață prin conexiunea hidrodinamică cu Munții Centrale Transdanubieni. Uleiul greu practic fără gaze, cu vâscozitate ridicată, o materie primă excelentă pentru producerea bitumului, s-a acumulat în pasaje, cavități și caverne carstice fisurate.

Câmpul petrolier Nagylengyel a fost descoperit în 1951, din care am produs până acum 21 de milioane de tone de petrol. În timpul cultivării primare, a predominat efectul de deplasare al curgerii neregulate a apei carstice, cu eficiența propulsiei de apă tipică cultivării secundare. Până la sfârșitul anilor 1970, 97% din fluidul extras era apă, în timp ce aproximativ 40% din stocul inițial de petrol a fost extras. Rezervele semnificative de petrol au rămas depozitate, așa că a trebuit să găsim și să aplicăm o tehnologie mai eficientă.

Munca noastră a fost împiedicată de faptul că există puține facilități de depozitare de tip carstic în lume, nu ne-am putea baza pe literatura străină, iar tehnologia din Buda nu poate fi utilizată cu structura de depozitare dată. Am emis ipoteza că uleiul rezidual a fost găsit în bolțile cavernelor și ale pasajelor carstice. Gazul injectat în rezervor creează o saturație de gaz liberă, un capac artificial de gaz, unde, datorită separării gravitaționale, o parte din petrolul rămas devine mobil și curge către puțurile de producție. În timpul sau după ce capacul de gaze a fost suflat, uleiul care se deplasează în sus poate fi extras prin deplasarea primară a apei. Din mecanismul de acțiune al metodei aplicate rezultă că formarea fazei gazoase libere și nu calitatea gazului injectat este factorul determinant pentru randamentul petrolului. Un experiment la scară mică cu hidrocarburi gazoase și dioxid de carbon gaz natural între 1979 și 1988 a indicat eficiența procesului în ambele cazuri. Din motive economice, s-a decis utilizarea gazului natural cu dioxid de carbon de la Buda, care a fost transportat la Nagylengyel printr-o conductă lungă de 33 km.

Aplicarea pe scară largă a început în 1988 în cel mai mare bloc din domeniu, blocurile I-IV. Aceasta a fost prima fază a cultivării. Conform tehnologiei dezvoltate, după umplerea blocului, gazul suflat sau extras este următorul, pregătit pentru cultivare, VII., VIII. și a fost injectat în blocul X. Acestea sunt blocurile celei de-a doua bătăi. În prezent, cultivarea este într-o stare avansată, injecția de gaz este disponibilă doar în VIII. se întâmplă într-un bloc. Aici a avut loc anul trecut erupția gazelor de la puțul N1-282/a. Potrivit experților, erupția gazului a fost cauzată de contractantul care a evaluat greșit situația și nu a observat că un element de etanșare profundă nu era exact la locul de muncă. Aceasta a fost prima explozie de gaz din câmp din 1988 și, sperăm, ultima. A VIII. După suflarea capacului de gaz creat în mod artificial al blocului, riscul erupției este complet eliminat, deoarece gazul prins după inundarea apei carstice nu mai este imobil.

Până în prezent, 1,9 milioane de tone de surplus de petrol au fost produse în câmpul Nagylengyel ca rezultat al cultivării dioxidului de carbon cu capac de gaze (Figura 3). De asemenea, am obținut un rezultat excelent în lume în I - IV. bloc, unde randamentul petrolului a crescut cu mai mult de 10% comparativ cu stocul inițial de petrol. Formarea spațiului de depozitare în aceste blocuri este o consecință a coroziunii carstice autogene, neacoperite. Se așteaptă rezultate semnificativ mai mici pentru blocurile de fază a doua, unde au dominat procesele de formare carstică alogene, acoperite. Din experiența noastră, cantitatea și locația spațială a uleiului rămas la sfârșitul cultivării primare este semnificativ influențată de tipul procesului de carstificare care formează spațiul de depozitare.

Figura 3. Producția de petrol în marele câmp polonez

Aplicația nu a fost lipsită de probleme, dar am câștigat multă experiență. Metodele de cultivare cu o eficiență sporită nu sunt produsele constrângerii speculative, ci poartă miezul dezvoltării tehnice. Într-un sens mai larg, inclusiv tehnologia de suprafață și tehnologia de foraj, este singurul angajament al viitorului. Filosofia cercetării EOR nu ar trebui să se limiteze la o sub-zonă studiată, ci cu atât mai mult la dimensiunile non-laborator. Cred că nevoia de complexitate și integritate a soluției de sarcină nu este unică pentru industria petrolieră. A existat, de asemenea, interes pentru tehnologia din străinătate, care a fost discutată în mai multe forumuri [1,2].

Pe scurt, putem concluziona că am produs o cantitate semnificativă de surplus de ulei cu cultivarea dioxidului de carbon. Am câștigat experiență în domeniul tehnologiei și tehnologiei de extracție a petrolului, pe care o putem folosi în viitor atât la companiile noastre interne, cât și la cele străine.

LITERATURĂ:
1 Bíró Z., Gerecs L., Udvardi G . Pógyor K.: Noua tehnică de recuperare a petrolului greu pentru câmpul Nagylengyel din Ungaria. Simpozion european THERMIE, Berlin, 1994.
2 Bíró Z., Pápay J., Gombos Z.: Experiențe de inginerie a rezervoarelor de inundații cu CO2 în Ungaria. Al 19-lea workshop și simpozion internațional IEA. Carmel, California, SUA, 1998.