RU2372477C1

RU2372477C1 - Device for simultaneous-separate pumping of reagents into well

Info

Publication number: RU2372477C1
Application number: RU2008108927/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Алексеевич Лебедев (RU); Николай Алексеевич Лебедев; Аркадий Анатольевич Боксерман (RU); Аркадий Анатольевич Боксерман; Альберт Фаридович Шагеев (RU); Альберт Фаридович Шагеев; Борис Яковлевич Маргулис (RU); Борис Яковлевич Маргулис; Максим Альбертович Шагеев (RU); Максим Альбертович Шагеев; Олег Владимирович Лукьянов (RU); Олег Владимирович Лукьянов; Валерий Николаевич Хлебников (RU); Валерий Николаевич Хлебников; Геннадий Васильевич Романов (RU); Геннадий Васильевич Романов
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-11-10
Also published as: RU2008108927A

Abstract

FIELD: oil and gas production.

SUBSTANCE: invention elates to oil-producing industry, particularly to heating-physico-chemical treatment of bottomhole zone of stratum. Device includes: two pipes for separate pumping of initial components, mixer, solid-fueled heater, consisting fuel coffin with lattice bottom, allowing openings for withdrawal of combustion materials, casing of fuse mechanism, implemented in the form of sleeve, in bottom of which it is opening for air flow for keeping of burning, in which it is valvatecouple and back pressure valve, connected to fuel coffin by means of coupling, container, filled by flammable liquid, which is implemented with ability of actuation under action of cargo dumped from above, and is place inside the casing of fuse mechanism. In casing of fuse mechanism there are openings for passing through it two pipes for separate pumping of initial component, implemented with ability of passage through the fuel coffin and entry through aiming back pressure valve tangential into mixing reactor from above. Mixing reactor corresponds drum, in bottom of which is tray downspout for withdrawal of a product. At the end of it is adjusted valve, connected to fuel coffin by means of coupling.

EFFECT: creation of device, providing implementation of simultaneously-separate pumping of light hydrocarbon and air, with high withdrawal of a reaction product and implementation of mixing on well bottom at arrival into stratum.

3 dwg

Description

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.The invention relates to the oil industry, in particular to the heat-physico-chemical treatment of the bottom-hole formation zone, and can be used when treating the bottom-hole zone with a reagent obtained by liquid-phase oxidation of light hydrocarbons in the formation, in order to intensify the process of the complex effect of carbonate reservoirs on reservoirs, saturated with high viscosity paraffin oil.

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 A well-known technology for processing the bottom-hole zone based on liquid-phase oxidation of light hydrocarbons in reservoir conditions (B. M. Suchkov. Oil production from carbonate reservoirs. Moscow-Izhevsk, 2005, p. 283-284, 293-294), which is designed to intensify the integrated process impact on reservoirs of carbonate reservoirs saturated with highly viscous paraffinic oil. Oxidation as light hydrocarbons

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.C ₃ -C ₁₂ , as well as their mixtures, as well as condensate of gas condensate deposits in a porous medium with the participation of initiators and oxidation catalysts, leads to the formation of an oxidate, which is a mixture of carbonate acids, ketones, alcohols, ethers, with the release of a significant amount of heat, which provides complex effect on an oily reservoir.

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.When carrying out the process of oxidation of light hydrocarbons by atmospheric oxygen, the most complex from a technological point of view are operations associated with the injection of reagents into the reservoir. In order to avoid the possibility of the formation of explosive mixtures in the well during an SCR, the injection of reagents is carried out sequentially. However, optimal from the point of view of chemical impact while ensuring the necessary safety, is simultaneous and separate injection of light hydrocarbons and air with the implementation of intensive mixing at the bottom of the well upon entering the reservoir. To this end, a technology has been developed for preparing a mixture of air with light hydrocarbons based on the use of an injector installed in the bottomhole zone of the well. This device allows to obtain finely dispersed mixtures of two reagents directly in the bottomhole zone during their separate transportation to the bottom of the well.

Однако известное устройство имеет недостаток: низкий выход получаемого продукта.However, the known device has the disadvantage of a low yield.

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.The objective of the present invention is to provide a device that allows for simultaneous and separate injection of light hydrocarbons and air, with a high yield of reaction products and mixing at the bottom of the well when it enters the formation.

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.The problem is solved in such a way that the device for simultaneous-separate supply of reagents to the well, including two tubes for separate supply of the initial components to the mixer, further comprises a solid fuel heater containing a fuel container with a grate bottom, having openings for the output of combustion products, the housing of the ignition mechanism, made in the form of a glass, in the bottom of which there is an opening for air flow to maintain combustion, in which there is a valve pair and a check valve that connects is connected to the fuel container by means of a coupling, a cylinder filled with a flammable mixture, which is triggered by the load dropped from above, and is located inside the housing of the ignition mechanism, the housing of the ignition mechanism having openings for two tubes to pass through it for separate supply of the initial components that pass through fuel container and enter through a tuned check valve tangentially into the mixing reactor from above, which is a cylindrical tank, in the bottom of which tsya overflow tube for the withdrawal of the product obtained at the end of which there is configured a valve which is connected to the fuel tank via a coupling.

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.The installation contains (see Fig. 1.) a solid fuel heater 1, comprising a fuel container 3 with holes for outputting combustion products (see Fig. 3.) and a trellised bottom 19, with a coil tube 11 and a tube 12 located inside, the housing of the ignition mechanism 2, made in the form of a glass, in the bottom of which there is a channel (A) for supplying ignition liquid and air to the fuel container 3 to maintain combustion, valve 9 serves to prevent the possible propagation of the back shock wave along the tubing string 20 with a sharp increase in pressure at the ignition and protects the ignition mechanism from ingress of combustion products from the fuel container 3, also in the body channels (B) and (C) are made (see figure 2 is a top view) for supplying hydrocarbon feed and air to the mixing reactor 4, valve pair 10, which serves to prevent a possible return stroke of hydrocarbon feedstocks and air, a mixing reactor 4, which is a cylindrical tank, inside which tubes 15, 16 with a tangential outlet and an overflow tube 13 are installed, at the outlet of which are adjusted valve 7 for a certain pressure, at the inlet (G) of the hydrocarbon feedstock to the reactor there is also a valve 6. Inside the ignition mechanism 2 is located a cylinder 17 with a flammable mixture. To bring the heater into action in the tubing string, load 18 is dumped from above, any object weighing 0.5 kg to 1 kg and a size that allows you to freely move inside the tubing string and with its weight and shape can break the cylinder 17 can be used as cargo.

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.In the initial position, the working volume of the container 3 is filled with solid fuel. Inside the ignition mechanism is a cylinder 17 with a flammable mixture. The load 18 is installed in the nozzle of the lubricator with a valve at the wellhead.

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.Installation works as follows. Air is supplied to the tubing 20, which passes through valve 9 and channel (A) in housing 2 into container 3. Hydrocarbon feed is pumped through pipeline 14 of channel (B) to fill coil 11. Valve 6 does not allow hydrocarbon feed to penetrate ahead of time into the reactor 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.To ignite the solid fuel in the container 3, open the valve of the lubricator and dump the load 18. Under the influence of the load 18, the cylinder 17 is destroyed. The igniting mixture enters the working cavity of the container 3 and initiates the combustion of solid fuel. In the case of a sharp increase in pressure at the time of ignition, valve 9 block the openings in the case of mechanism 2, preventing the possible propagation of a shock wave along the tubing string, and the combustion products exit through openings (D) in the fuel container.

Для поддержания горения в контейнере 3 продолжается подача воздуха через канал (А).To maintain combustion in the container 3, the air supply continues through the channel (A).

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).After the initiation of combustion, after a certain time, hydrocarbon feed and air begin to be pumped simultaneously through pipelines 14. Hydrocarbon feed passes through channel (B), and air passes through channel (C). Passing through the coil 11, the hydrocarbon feed is heated to the operating temperature and tangentially enters through the tube 15 into the mixing reactor. At the same time, air enters the mixing reactor through the tube 16. Due to the fact that the hydrocarbon feed is supplied in a heated state and high pressure is created in the mixing reactor, the oxidation reaction proceeds at a high speed. The reaction product accumulates in the mixing reactor to the level of the overflow tube 13 and overflows, leaving through the valve 7 of the channel (G).

Затрубное пространство изолировано от призабойной зоны пакером, установленным на уровне кровли пласта.The annulus is isolated from the bottom-hole zone by a packer installed at the level of the formation roof.

Заявленное устройство надежно в эксплуатации, позволяет при использовании получить продукт с высоким выходом с одновременным использованием его для интенсивного и комплексного воздействия на пласт.The claimed device is reliable in operation, allows using a product with a high yield while using it for intensive and complex treatment of the formation.

Claims

A device for simultaneous-separate injection of a reagent into a well, including two tubes for separate injection of the starting components and a mixer, characterized in that the device comprises: a solid fuel heater containing a fuel container with a grate bottom, having openings for outputting combustion products, an ignition mechanism housing made in the form of a glass, in the bottom of which there is an opening for air flow to maintain combustion, in which there is a valve pair and a check valve connected to the fuel container Ohm by means of a coupling, a cylinder filled with a flammable mixture, which is designed to operate under the action of a load dropped from above, and is located inside the housing of the ignition mechanism, and in the housing of the ignition mechanism there are holes for two tubes to pass through it for separate injection of the initial components made with the possibility of passing through the fuel container and entering through the tuned check valve tangentially into the mixing reactor from above, which is a cylindrical w container wherein the bottom has an overflow tube for withdrawal of the product obtained at the end of which there is configured a valve connected to the fuel tank via a coupling.