Sekundárna ťažba ropy

Číslo patentu: E 13477

Dátum: 05.05.2006

Autor: Sharif Adel

Je ešte 5 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Zverejnený vynález sa vzťahuje k aparátu a procesu vstrekovania vody do podzemných formácií obsahujúcich ropu za účelom ťažby ropy.0002 V počiatočných fázach výroby ropy tlak v rámci podzemnej formácie privádza ropu do produkčného vrtu. Avšak postupne sa tlak v Iožisku znižuje a v prirodzenej ťažbe ropy sa už nedá pokračovať.0003 Na vyťaženie zostávajúcej ropy z formácie sa využívajú sekundárne techniky ťažby. Jednou z najčastejšie používaných sekundárnych techník ťažby je zaplavovanie vodou. V rámci tohto postupu je do podzemnej formácie navŕtaný dodatočný vrt, cez ktorý je vstrekovaná voda. Vstrekovaná voda vytláča ropu z formácie smerom na vrch. Zaplavovanie vodou si vyžaduje veľké objemy vody a bežne je nutné použiť až desat barelov vstrekovacej vody na produkciu každého barelu ropy.0004 Tam, kde sa na Vytlačenie ropy z formácie používa zaplavovanie vodou, je dôležité zabezpečiť, aby vstrekovaná voda neobsahovala suspendované častice,keďže tieto by sa mohli nazhromaždiť a upchať póry v podzemnej formácií. Na odstránenie takýchto suspendovaných častíc z pumpovanej vody bolo vyvinutých niekoľko metód. Napríklad v US 2005/0023222 sa používa na ñltrovanie vstrekovanej vody ultrafiltračná alebo mikrofiltračná membrána pred jej napumpovaním do formácie. V W 0 2005/012185 je pumpovaná voda prečistená s použitím procesu zahŕňajúceho krok priamej osmózy.0005 lonické elementy v pumpovanej vode môžu taktiež reagovať s ionickými elementmi v pôvodnej vode a vytvárať zrazeniny alebo zhluky. Napríklad sulfátové anióny vo vstrekovanej vode môžu reagovať s báriovými katiónmi v pôvodnej vode a vytvoriť tak nerozpustnú zrazeninu síranu bárnatého. Takéto zrazeniny majú tendenciu k zhlukovaniu a blokovaniu pórov vo formácií, brániac tak ťažbe ropy. lnhibítory zrážania môžu byť pridané do pumpovanej vody, aby sa redukovalo vytváranie takýchto zrazenín. Medzi predmetmi stelesnení zverejneného vynálezu je ďalšie zníženie rizika vzniku takýchto zrazenín.0006 US 4,723,603 zverejňuje proces zníženia alebo prevencie upchávania priepustných kanálikov vo formáciách obsahujúcich uhlovodíky a v produkčných vrtoch, ktoré je zapríčinené akumuláciou nerozpustných soľných zrazenín. To je dosiahnuté odstránením väčšiny alebo všetkých prekurzorových iónov nerozpustných soľných zrazenín z vstrekovanej vody na povrchu predtým, ako je vstreknutá do formácie.0007 US 6,164,379 zverejňuje proces posilnenej sekundárnej ťažby ropy s vstreknutím ošetrenej vody. Proces pozostáva z predchádzajúceho a z kontrolovaného vyzrážania prekurzorových chemických jednotiek prítomných vo vstrekovanej vode alebo morskej vode a formulácií alebo produkčnej vode, čo jenasledované odstránením týchto chemických jednotiek tiltráciou. Výsledná ošetrená voda má malé množstvo prekurzorových iónov a môže byť využitá ako vstrekovacia voda v procese sekundárnej ťažby ropy.0008 GB 1,520,877 zverejňuje proces sekundárnej ťažby ropy zaplavením priepustnej ropu obsahujúcej vrstvy s asociovanou vodou. Zdrojová voda určená na vstreknutie do vrstvy je ošetrená v desalinačnom zariadení reverznej osmózy za účelom prispôsobenia iónovej kompozície alalebo zvýšenia alebo zníženia iónickej koncentrácie zdrojovej vody vo vzťahu k vrstve a jej asociovanej vode.0009 Podľa zverejneného vynálezu je poskytnutý proces vstrekovania vody do podzemnej ropu obsahujúcej formácie za účelom ťažby ropy s tým, že daná metóda pozostáva za) umiestnenia selektivnej membrány medzi vodný roztok a vodu z formácie,ktorá má väčšiu koncentráciu rozpustných látok ako vodný roztok, takže voda prechádza cez membránu s pomocou osmózy a riedi tak vodu z formácie, b) vstreknutia rozriedenej pôvodnej vody do ropu obsahujúcej formácie, c) znovuziskania pôvodnej vody z ropu obsahujúcej formácie, ad) použitia aspoň časti získanej pôvodnej vody v kroku a).0010 V procese podľa zverejneného vynálezu je selektívna membrána umiestnená medzi vodný roztok a pôvodnú vodu, ktorá má väčšiu koncentráciu rozpustných látok ako vodný roztok. Rozdiel v koncentrácii rozpustných látok (alebo osmotický potenciál) medzi vodným roztokom apôvodnou vodou zapríčiňuje, že voda v tekutom skupenstve preteká cez selektívnu membránu osmózou. Suspendovaným časticiam alalebo rozpusteným látkam vo vodnom roztoku môže byť zabránené pretekanie cez membránu vybratím náležitej velkosti pórov.0011 Rozriedená pôvodná voda je potom vstreknutá do ropu obsahujúcej formácie,prednostne pod zvýšeným tlakom. Ked je raz vstreknutá do formácie, vstreknutá voda typicky prichádza do kontaktu s pôvodnou vodou vo formácií. Keďže vstrekovaná voda pochádza aspoň čiastočne aj z pôvodnej vody, je vo všeobecnosti kompatibilná s pôvodnou vodou vo formácií. Preto môže byť vytváranie zrazenín vhodne zredukované alebo eliminované.0012 Vstrekovaná pôvodná voda môže byť použitá na Vytlačenie ropy z formácie a jej nasmerovanie na povrch. Typicky vytlačená ropa vyviera z formácie ako prímes s pôvodnou vodou.0013 Pôvodná voda môže byť znovuzískaná konvenčnými separačnými technikami. Znovuzískaná pôvodná voda typicky obsahuje relatívne vysokú koncentráciu rozpustných látok, keďže obsahuje rozpustené soli z formácie. Znovuzískaná pôvodná voda môže byť použitá priamo na odvedenie vody z vodného roztoku osmózou (krok a). Alternatívne môže byť znovuzískaná pôvodná voda najprv ošetrená, aby sa zvýšila jej koncentrácia (osmotický potenciál) pred tým ako je použitá v kroku osmózy (a). Napríklad môže byť voda odstránená zo znovuzískanej pôvodnej vody konvenčnými technikami, ako je odparovanie. Alternatívne alebo dodatočne môžu byt pridané do znovuzískanej pôvodnej vody iné rozpustné látky (napr. soli). Ďalšou alternatívou je, že pôvodná voda budeprevedená cez ñltračnú membránu, ako je mikroñltračná, ultrañltračná a/alebo nanotiltračná membrána. Zvyškový roztok môže byť znovuzlskaný a použitý na odvedenie vody z vodného roztoku osmózou (krok a).0014 Akýkoľvek vhodný vodný roztok môže byť použitý ako zdroj vody v kroku (a). Vhodné vodné roztoky zahŕňajú morskú vodu, sladkú vodu, ako je jazemá. podzemná alebo riečna voda aodpadovú vodu z priemyselných alebo poľnohospodárskych procesov. Bežne je vodným roztokom morská voda.0015 V procese podľa zverejneného vynálezu môže byť použitá akákoľvek vhodná selektívna membrána Membrána môže mať priemernú veľkosť pórov od 0,1 do 8 nm (1 až 80 Angströmov), uprednostňuje sa od 0,5 do 7 nm (5 až 70), napríklad od 1 do 6 nm (10 až 60 Angströmov). Membrána môže mať priemernú veľkosť pórov až 5 nm (50 Angströmov), napriklad až 4 nm (40 Angströmov). V jednom stelesnení má membrána veľkost pórov až 3 nm (30 Angströmov). Veľkosť pórov membrány je prednostné vybratá tak, aby bola vhodná na odstránenie iónov z vodného roztoku,ktoré zapríčiñujú upchávanie. Príklady takýchto iónov zahŕňajú sulfátové ióny. V niektorých prípadoch môže byť tiež žiaduce selektívne odstrániť monovalentné ióny,ako sú sodíkové katióny.0016 Vhodné selektívne membrány zahŕňajú integrálne membrány a zložené membrány. Príklady vhodných membrán zahŕňajú membrány formované z acetylcelulózy (CA) a membrány formované z polyamidu (PA). Vhodné membrány z acetátového vlákna zahŕňajú triaacetylcelulózové (CTA) membrány), ako sú tie použité v štúdii McCutcheon et al., Desalination 174 (2005) 1-11. Môžu byť použité konvenčné polopriepustné membrány. uprednostňuje sa, aby membrána bola iónovo selektívna membrána.0017 Membrána môže byť planárna alebo nadobudnúť formu trúbky alebo dutého vlákna. Ak je to žiaduce, membrána môže byť zavedená do podpornej štruktúry, ako je rám siete.0018 V jednom stelesnení môže byť jedna alebo viac trúbkovitých membrán umiestnených v rámci rámu alebo schránky. Vodný roztok môže byť zavedený do schránky, zatiaľ čo pôvodná voda môže byť zavedená do trubíc (alebo naopak). Keďže koncentrácia rozpustných látok vo vodnom roztoku je menšia ako v pôvodnej vode, voda sa rozptýli pozdĺž membrány z vodného roztoku do pôvodnej vody. Týmto spôsobom bude pôvodná voda čoraz viac zriedená a vodný roztok čoraz viac koncentrovaný. Rozriedená pôvodná voda môže byť znovuziskaná z vnútra trubíc(alebo schránky), zatiaľ čo koncentrovaný vodný roztok môže byť odstránený zo schránky (alebo trubíc).0019 Prietok vody cez selektívnu membránu môže byť ovplyvnený termálnymi podmienkami. Preto môžu byť roztoky na každej strane membrány v prípade potreby ohriate alebo ochladené. Roztoky môžu byť ohriate na teploty od 30 do 80 °C,napríklad od 40 do 60 °C. Alternatívne môžu byť roztoky ochladené na -20 až 20 °C,napríklad 7 až 12 °C. Roztok na jednej strane membrány môže byť ohriaty, zatiaľ čo roztok na druhej strane môže byť oohladený. Ohrievanie alebo chladenie môže byťuskutočnené nezávisle pre každý roztok. Na každej strane membrány môžu byť tiež(uskutočnené chemické reakcie, ak je to žiaduce.0020 V uprednostňovanom stelesnení podľa vynálezu má vodný roztok nižšiu teplotu ako pôvodná voda na druhej strane membrány. Tento rozdiel v teplotách zvyšuje rozdiel v osmotickom potenciáli naprieč membránou a teda aj prietok vody. Rozdiel v osmotickom potenciáli môže byť tiež zvýšený ošetrením pôvodnej vody za účelom zvýšenia tohto potenciálu. Vhodné kroky ošetrenia zahŕňajú prispôsobenie pH pôvodnej vody, pridanie viacerých soli/rozpustných látok do pôvodnej vody,ohriatie pôvodnej vody a/alebo vzbudenie chemických reakcii alebo elektrických nábojov v pôvodnej vode. Podobne môže byť žiaduce zvýšenie osmotického potenciálu vodného roztoku. Vhodné kroky ošetrenia zahŕňajú ochladenie roztoku,odstránenie solí/rozpustných látok z roztoku, prispôsobenie pH roztoku a/alebo vzbudenie chemických reakcií alebo elektrických nábojov v pôvodnej vode.0021 Na zlepšenie účinnosti kroku osmózy môžu byť vodný roztok a/alebo pôvodná voda ošetrené tak, aby sa znížilo upchávanie a znečistenie membrány. V súlade s týmto môžu byť do jedného alebo obidvoch roztokov pridané protizrážacie alebo protiznečisťujúce činidlá. Aj keď to nie je nutné, na stranu membrány s vodným roztokom môže byť vynaložený tlak, aby sa zvýšila intenzita prietoku vody cez membránu. Napríklad môže byť vynaložený tlak od 1 do 5 bar. Dodatočne alebo altematívne môže byť vynaložený tlak na stranu membrány s pôvodnou vodou.0022 ľiskozity vodného roztoku a/alebo pôvodnej vody môžu byť tiež modifikované tak, aby sa zlepšila intenzita prietoku naprieč membránou. Napríklad môžu byť použité viskozitu modifikujúce činidlá.0023 Proces podla zverejneného vynálezu môže ďalej zahŕňať krok skorého ošetrenia a to odstránenie kontaminantov, ako sú suspendované častice a biologické materiály, z vodného roztoku (napr. morskej vody). V jednom stelesnení sú takéto kontaminanty odstránené konvenčnými metódami, ako je filtrácia. Vhodné filtračné metódy zahŕňajú mikrofiltráciu, ultrafiltráciu a nanotiltráciu. Takéto kroky filtrácie výhodne znižujú riziko upchávania membrány pri kroku priamej osmózy (a). Dodatočne alebo alternatívne môžu byť do vodného roztoku pridané pH prispôsobujúce činidlá, emulzifikátory, povrchovo aktívne látky, antikorózne činidlá,antimikrobiálne činidlá a inhibítory zrážania. Tam, kde sa ako vodný roztok používa morská voda, sa uprednostňuje hlbinná morská voda, keďže tá vo všeobecnosti obsahuje menej suspendovaných častíc a menej biologického materiálu ako morská voda získaná z povrchu oceánu. V niektorých prípadoch môžu byť použité ponorené osmotické jednotky.0024 Ako je zmienené vyššie, rozdiel vkoncentrácii rozpustných látok (alebo osmotický potenciál) medzi vodným roztokom a pôvodnou vodou zapríčiňuje, že voda preteká naprieč selektívnou membránou osmózou. Rozriedená pôvodná voda je vstreknutá do ropu obsahujúcej formácie, aby vytlačila ropu zformácie. Pred vstreknutím do formácie môže byť pôvodná voda ošetrená, napriklad za účelom odstránenia kontaminantov, ako sú suspendované častice abiologický materiál. Vjednom stelesnení sú takéto kontaminanty odstránené konvenčnými metódami,ako je filtrácia. Vhodné filtračné metódy zahŕňajú mikroñltráciu, ultrafiltráciu a nanotiltráciu. Dodatočne alebo alternatívne môžu byť do vodného roztoku pridané pH prispôsobujúce činidlá (napr. na udržanie pH pod 4,8 alebo nad 10,5),emulzitikátory, povrchovo aktívne látky, antikorózne činidlá, protibakteriálne činidlá a

MPK / Značky

MPK: B01D 61/00, E21B 43/40, C02F 1/44, E21B 43/20

Značky: ťažba, sekundárna

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/13-e13477-sekundarna-tazba-ropy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Sekundárna ťažba ropy</a>

Podobne patenty