Файл: Кошко, И. И. Техника воздействия на нефтяной пласт горением.pdf

Как отмечалось выше, (при производстве пара 25% тепла теряется в парогенераторе.

Кроме того, при парютеплювой обработке часть тепла используется нерационально для прогрева пород по ство­ лу 'скважины. Если принять, что по стволу скважины теряется еще 25% тепла (эта цифра обычно (выше), то в пласт поступает только 50% тепла.

Для указанных условий может быть приближенно записано уравнение

или

Qг = 4Q5 ,

где \ — коэффициент полезного действия компрессора;

В— показатель преобразования энергии, подавае­ мой с воздухом при внутрипластовом горе­ нии;

^„ — коэффициент полезного действия парогенера­ тора.

Таким образом, эффективность использования газа как топлива при 'внутрипластовом горении в 4 раза выше, чем при паротепловой обработке.

Подобным образом может быть проведено сравнение энергоемкости внутрипластового горения и парютепловой обработки и при других условиях нагнетания, а также сравнение энергоемкости прочих методов тепло­ вого воздействия на пласт.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ ГОРЕНИЯ В ПЛАСТЕ

Ответственной операцией является инициирование горения в призабойной зоне скважины.

Существующие методы зажигания пласта могут быть разделены на самопроизвольные и искусственные.

40

Самопроизвольные методы основаны на окислении пластовой нефти при нагнетании воздуха или окислите­ ля. Эти методы связаны со значительной затратой вре­ мени и могут быть использованы для зажигания пла­ стов, содержащих легкоокисляемую нефть. Для искус­ ственного розжига пласта обычно используются забойные горелки, электрические нагреватели и иногда применя­ ются химические способы инициирования горения.

Забойные горелки опускаются в скважину на насос­ но-компрессорных трубах, что связано со значительной затратой времени. При инициировании горения в пласте с помощью забойной горелки, как правило, применя­ ются независимые средства подводки топлива и воздуха для поддержания горения. Важное значение имеет до­ зировка подаваемых компонентов и контроль за темпе­ ратурой на забое. Такая система облегчает регулирова­ ние процесса горения.

Некоторые типы горелок предусматривают спуск в скважину одной колонны насосно-компрессорных труб. При этом осложняется управление режимом работы го­ релки.

Для тепловой обработки призабойной зоны скважин и инициирования горения разработано несколько ва­ риантов горелок, работающих на газообразном и жид­ ком топливе.

Горелка, разработанная в США (рис. 6 ), имеет кли­ новидную камеру сгорания, выполненную из керамики специального состава. Камера размещается в нижней части стальной трубы. Термопара, электрозапальник и предохранитель установлены над камерой сгорания. Термопара регистрирует показания температуры во вре­ мя работы горелки. Производительность горелки 14— 300 тыс. ккал/ч.

Для нагнетания газа применяются, как привило, ма­ логабаритные компрессоры небольшой производитель­ ноггп.

Для инициирования горения в США создан нагрева­ тель «Сперрис-ая». Нагреватель обеспечивает надежное регулирование температуры до 400° С и производитель­ ность около 25 тыс. ккал/ч. Термоэлемент, установленный на забое, позволяет регистрировать температуру нагре­ вания. Нагреватель спускается в скважину на тросе.

Для инициирования горения в Румынии разработан

41

специальный топочный агрегат [113]. Глубинная горелка работает на смеси воздуха с газом (рис. 7). Она испы­ тана в скважинах на глубинах 50—850 м при забойных давлениях 5—55 кГ/см2. Горелка, состоящая из корпуса

хранитель; 10 — каме­ ра сгорания; И — вен­ тиляционная труба.

и камеры сгорания, снабжена специальным устройством для стеремешивяния газа и воздуха. Внутри камера сго­ рания облицована специальным термостойким материа­ лом. Производительность горелки 120—150 тыс. ккал/ч.

42

43

Забойный (нагреватель подобной конструкции исполь­ зовали дли иницииронания горения на Бориславском месторождении.

Нагреватель опускают на забой скважины на одной колонне на'0 0сн1 1оншмп!реаоор'ных труб, по которой пода­ ется одновременно дизельное топливо и воздух. Процесс работы нагревателя осуществляется при избытке возду­ ха a = 2,2—3. Нагреватель испытан при давлении до 15 кГ/см2 и позволяет подать к забою 50—200 тыс.

ккал/ч.

Для инициирования горения разработана забойная газовая горелка «Кубань» (рис. 9). Для повышения на­ дежности работы и осуществления возможности исполь­ зования ракетного запала распределитель горелки вы­ полнен в виде втулки с лысками на наружной поверх­ ности и поперечным каналом в нижней торцевой части.

Горелка состоит из (Корпуса из жаростойкой стали. В корпусе предусмотрены тангенциальные щели для подачи вторичного воздуха. В нижнюю часть корпуса вворачивается хвостовик с карманом для термопары.

Горелка «Кубань» опускается в скважину на двух­ лифтовой колонне труб. Первичный воздух подается по центральной колонне насосно-компрессорных труб, а вторичный — между наружной колонной насосно-ком­

сложность конструкции и сравнительно 'Небольшой срок службы.

Техническая характеристика компрессоров, которые могут быть использованы для нагнетания газа при ини­ циировании горения, приведена в табл. 3.

В целях дальнейшего расширения работ по интенси­ фикации процесса добычи нефти и повышения нефтеот­ дачи пластов путем применения термических методов и в частности внутрииластового горения необходимо обес­ печить широкое изготовление специального оборудова­ ния.

Для инициирования горения разработана специаль­ ная установка с топочным газовым нагревателем УГГ

44

(рис. 10). Установка состоит из компрессора, оборудо­ вания устья скважины и .нагревателя.

Мембранный компрессор МК-Ю/64 пред,назначен для

В торцовых стенках картера установлены коренные -под­

часть картера является емкостью для масла. В боковых и верхней стенках картера имеются окна для монтажа

иобслуживания механизма движения.

Вкомпрессоре МК-10/84 масляные и крейцкопфные цилиндры представляют собой чугунные гильзы, запрес­

сованные в расточках картера, а цилиндр II ступени запрессован в расточке корпуса мембранного блока

II ступени.

Мембранный блок состоит из корпуса, мембраны, маелораспределительяого и ограничительного дисков, имеющих 'одинаковый (вогнутый профиль. Между диска­ ми зажата мембрана. Отверстия в маслюраспределительном диске обеспечивают равномерную подачу масла ко всем точкам мембраны. В ограничительном диске распо­ ложены гнезда для всасывающего и нагнетательного

клапанов.

Клапаны — самодействующие кольцевые и дисковые с пластинчатыми пружинами.

45