BRPI0706789A2 - processes for oil extraction - Google Patents
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Abstract
PROCESSOS PARA EXTRAçãO DE óLEO A presente invenção refere-se a processos para a extração de óleos pesados e areias oleiferas de reservatórios de óleo e processos para a extração de betume de areias oleíferas e xisto petrolífero. Os processos compreendem uma injeção de um solvente que compreende silicato de só-dio, o uso de tecnologia térmica, e/ou o uso de injeção de gás em um reservatório de óleo para aumentar a extração de óleo do reservatório de óleo. Além disso, processos de extrair betume de areias oleiferas usando um solvente que compreende silicato de sódio também são fornecidos.OIL EXTRACTION PROCESSES The present invention relates to processes for the extraction of heavy oils and oil sands from oil reservoirs and processes for the extraction of bitumen from oil sands and oil shale. The processes comprise an injection of a solvent comprising sodium silicate, the use of thermal technology, and / or the use of gas injection into an oil reservoir to increase the extraction of oil from the oil reservoir. In addition, processes for extracting bitumen from oil sands using a solvent comprising sodium silicate are also provided.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOSPARA EXTRAÇÃO DE ÓLEO".Patent Descriptive Report for "OIL EXTRACTION PROCESSES".
CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION
A presente invenção refere-se à extração de óleos pesados.The present invention relates to the extraction of heavy oils.
ANTECEDENTESBACKGROUND
Todas as publicações estão incorporadas aqui por referência damesma maneira que se cada publicação ou pedido de patente individual fos-se especificamente e individualmente indicado para ser incorporado por refe-rência. A seguinte descrição inclui informação que pode ser útil na compre-ensão da presente invenção. Não é admissão que qualquer uma das infor-mações aqui fornecidas é técnica anterior ou relevante para a invenção ago-ra reivindicada, ou que qualquer publicação especificamente ou implicita-mente mencionada é técnica anterior.All publications are incorporated herein by reference in the same way that if each individual publication or patent application was specifically and individually indicated to be incorporated by reference. The following description includes information that may be useful in understanding the present invention. It is not accepted that any of the information provided herein is prior art or relevant to the invention claimed herein, or that any publication specifically or implicitly mentioned is prior art.
Areias oleíferas (também conhecidas como areias betuminosas)são uma mistura primariamente de areia, betume e água. Cada grão de a -reia oleífera pode ter três camadas: um "envelope" de água circundando umgrão de areia, com betume circundando a água para formar a camada maisexterna. Daí, ele pode ser "encharcado de óleo" e inversamente "encharcadode água". Outros materiais, tal como argila, podem estar presentes entre aareia, betume e água. Betume, em seu estado bruto, é um óleo natural pe-sado, viscoso que contém freqüentemente grandes quantidades de enxofre.O betume encontrado em Utah é conhecido por conter, geralmente, concen-trações de enxofre mais baixas.Oil sands (also known as bituminous sands) are a mixture primarily of sand, bitumen and water. Each oil grain can have three layers: a "envelope" of water surrounding a grain of sand, with bitumen surrounding the water to form the outermost layer. Hence it can be "oil soaked" and conversely "water soaked". Other materials, such as clay, may be present between sand, bitumen and water. Bitumen, in its raw state, is a heavy, viscous natural oil that often contains large amounts of sulfur. Bitumen found in Utah is generally known to contain lower sulfur concentrations.
Xisto petrolífero é uma rocha sedimentar que contém materiaisbetuminosos sólidos. O betume pode ser liberado através do processo depirólise quando a rocha é aquecida.Oil shale is a sedimentary rock that contains solid bituminous materials. Bitumen can be released through the pyrolysis process when the rock is heated.
Existem duas técnicas usadas atualmente para extrair betume:mineração a céu aberto com caminhões, trituração e processamento e mine-ração subterrânea, por recuperação térmica; por exemplo, usando vapor.Para mineração a céu aberto, são construídas grandes minas a céu aberto,junto com instalações de extração associadas para separar o betume da a-reia. Para operações subterrâneas, poços de perfuração são feitos e o vaporé injetado para aquecer o betume, permitindo que ele flua e seja bombeadode um poço.There are two techniques currently used to extract bitumen: open pit mining, crushing and processing and underground mining for thermal recovery; for example using steam. For open pit mining, large open pit mines are built, along with associated extraction facilities to separate bitumen from the area. For underground operations, drilling wells are made and steam injected to heat the bitumen, allowing it to flow and pump from a well.
Betume é vendido de duas formas comuns: óleo bruto natural esintético ("SCO"). Em sua forma natural, o betume é misturado com um dilu-ente para produzir uma "mistura de betume" porque na sua forma natural, obetume é viscoso demais para ser transportado por oleoduto convencional.Bitumen is sold in two common ways: synthetic natural crude oil ("SCO"). In its natural form, bitumen is mixed with a diluent to produce a "bitumen mixture" because in its natural form, the bitumen is too viscous to be carried by conventional pipeline.
Os diluentes usados para a mistura são freqüentemente hidrocarbonetosmenos viscosos, mais comumente um condensado de gás natural muito leve(C5+ ou "pentanes plus"). Além disso, o diluente é um óleo natural leve, to-talmente processado, caro. A mistura de betume é vendida para refinarias ecompete com óleos pesados convencionais. Como SCO, o betume foi me-lhorado. SCO também é vendido para refinarias convencionais e competecom óleos médios e leves convencionais.The diluents used for mixing are often less viscous hydrocarbons, most commonly a very light natural gas (C5 + or "pentanes plus" condensate). In addition, the thinner is a lightweight, fully processed, expensive natural oil. The bitumen mixture is sold to refineries and conventional heavy oil refineries. Like SCO, bitumen has been improved. SCO is also sold to conventional refineries and competes with conventional medium and light oils.
Além disso, o desenvolvimento e produção de óleo natural po-dem incluir três fases: recuperação primária, recuperação secundária e re-cuperação terciária (também conhecida como avançada). A recuperaçãoprimária envolve a utilização da pressão natural de um reservatório de óleoou da gravidade para direcionar o óleo para o poço e tecnologias de eleva-ção (por exemplo, bombas) para trazer o óleo para a superfície. Entretanto,apenas uma pequena porcentagem (cerca de 10%) do óleo de um reservató-rio de óleo é tipicamente produzida durante essa fase. Durante a recupera-ção secundária, técnicas tal como a injeção de água ou gás para deslocar oóleo e direcioná-lo para um poço são usadas. A recuperação secundária po-de resultar na recuperação de cerca de 20-40% do óleo original. As técnicasde recuperação terciária ou avançada têm sido usadas e podem resultar narecuperação de cerca de 30-60% do óleo original.In addition, the development and production of natural oil may include three phases: primary recovery, secondary recovery and tertiary recovery (also known as advanced). Primary recovery involves using natural pressure from an oil reservoir or gravity to direct the oil into the well and lifting technologies (eg pumps) to bring the oil to the surface. However, only a small percentage (about 10%) of oil from an oil reservoir is typically produced during this phase. During secondary recovery, techniques such as injecting water or gas to displace the oil and direct it to a well are used. Secondary recovery may result in the recovery of about 20-40% of the original oil. Tertiary or advanced recovery techniques have been used and may result in about 30-60% recovery of the original oil.
O uso de dióxido de carbono (CO2) tem tido algum sucesso narecuperação de óleo avançada. Entretanto, injeções de CO2 freqüentementetêm pouca eficiência de varrido causada pela formação de bolhas em formade dedos (fingering) do gás e interferência da gravidade. A baixa eficiênciade varrido resulta de uma alta taxa de mobilidade causada pela baixa visco-sidade do CO2 de alta densidade comparado com aquela da água ou óleo. Ainjeção de água alternadamente com gás é um processo comum usado paracontrole da mobilidade durante as injeções de CO2. Entretanto, a eficáciadessa alternância é reduzida pela separação pela gravidade entre a água eCO2 e pelas diferenças de permeabilidade.The use of carbon dioxide (CO2) has had some success with advanced oil recovery. However, CO2 injections often have poor sweeping efficiency caused by finger-shaped bubble (fingering) and gravity interference. The low sweeping efficiency results from a high mobility rate caused by the low viscosity of high density CO2 compared to that of water or oil. Alternately sparkling water injection is a common process used for mobility control during CO2 injections. However, the effectiveness of this alternation is reduced by the severity separation between water and CO2 and the permeability differences.
Embora existam processos conhecidos na técnica para extrairbetume, existe uma necessidade na técnica para extrair esse recurso valiosode uma maneira mais eficaz, segura e ambientalmente favorável. Além dis-so, há uma necessidade na técnica de melhorar ainda mais a recuperaçãode óleo de reservatórios de óleo.While there are known processes in the art for extracting bitumen, there is a need in the art to extract this valuable resource in a more effective, safe and environmentally friendly manner. In addition, there is a need in the art to further improve oil recovery from oil reservoirs.
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
As seguintes modalidades e aspectos dessas são descritos eilustrados em conjunto com composições e processos que pretendem serexemplares e ilustrativas, não Iimitantes do escopo.The following embodiments and aspects thereof are described and illustrated in conjunction with compositions and processes which are intended to be exemplary and illustrative, not limiting in scope.
Uma modalidade da presente invenção fornece um processopara extração de óleo pesado de um reservatório de óleo, que compreende:fornecer um solvente que compreende silicato de sódio, um sal ou um equi-valente desse; injetar o solvente no reservatório de óleo; e extrair o óleo pe-sado do reservatório de óleo. Em uma modalidade, o óleo pesado podecompreender betume. Em uma modalidade, o solvente pode compreenderainda farinha de soja, farinha de Iignina e/ou pectina cítrica. Em outra moda-lidade, o solvente pode compreender ainda tensoativos semelhantes a de-tergente. Em outra modalidade, o processo pode compreender ainda o a-quecimento do solvente antes de injetar o solvente. Em outra modalidade, oprocesso pode compreender ainda injetar vapor no reservatório de óleo.One embodiment of the present invention provides a process for extracting heavy oil from an oil reservoir comprising: providing a solvent comprising sodium silicate, a salt or an equivalent thereof; inject the solvent into the oil reservoir; and extract the weighed oil from the oil reservoir. In one embodiment, heavy oil may comprise bitumen. In one embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may further comprise de-detergent-like surfactants. In another embodiment, the process may further comprise heating the solvent prior to injecting the solvent. In another embodiment, the process may further comprise injecting steam into the oil reservoir.
Outra modalidade da presente invenção fornece um processopara extrair betume de um reservatório de areias oleíferas, que compreende:fornecer um solvente que compreende silicato de sódio, um sal ou um equi-valente desse; injetar o solvente no reservatório de areias oleíferas; extrairuma pasta que compreende areias oleíferas do reservatório de areias oleífe-ras; e extrair o betume da pasta. Em uma modalidade, o solvente pode com-preender ainda farinha de soja, farinha de Iignina e/ou pectina cítrica. Emoutra modalidade, o processo pode compreender ainda o aquecimento dosolvente antes de injetar o solvente. Em outra modalidade, o processo podecompreender ainda injetar vapor no reservatório de óleo. Em uma modalida-de, a extração do betume pode compreender separar o betume de um mate-rial inorgânico que existe na pasta. Em uma modalidade, separar o betumedo material inorgânico pode compreender a adicionar uma quantidade de arà pasta. Em outra modalidade, a separação do betume do material inorgâni-co pode compreender a adição de uma quantidade de solvente à pasta. Emoutra modalidade, o processo pode compreender ainda passar a pasta atra-vés de extrator para remover bolhas de ar. Em outra modalidade, o processopode compreender ainda separar o betume do solvente. Em uma modalida-de, separar o betume do solvente pode compreender colocar a pasta atravésde um circuito de decantação por contracorrente.Another embodiment of the present invention provides a process for extracting bitumen from an oil sand reservoir comprising: providing a solvent comprising sodium silicate, a salt or an equivalent thereof; inject the solvent into the oil sands reservoir; extracting a paste comprising oil sands from the oil sands reservoir; and extract the bitumen from the paste. In one embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the process may further comprise solvent heating prior to injecting the solvent. In another embodiment, the process may further comprise injecting steam into the oil reservoir. In one embodiment, bitumen extraction may comprise separating bitumen from an inorganic material in the paste. In one embodiment, separating the inorganic material bitumen may comprise adding an amount of ar to the paste. In another embodiment, separating bitumen from inorganic material may comprise adding an amount of solvent to the paste. In another embodiment, the process may further comprise passing the paste through the extractor to remove air bubbles. In another embodiment, the process may further comprise separating the bitumen from the solvent. In one embodiment, separating the bitumen from the solvent may comprise placing the slurry through a countercurrent settling loop.
Outra modalidade da presente invenção fornece um processopara extrair betume de areias oleíferas da superfície do terreno ou xisto pe-trolífero, que compreende: remover as areias oleíferas ou xisto petrolífero doterreno; fornecer um solvente que compreende silicato de sódio, um sal ouum equivalente desse; adicionar o solvente às areias oleíferas ou xisto petro-lífero removidos para criar uma pasta; e extrair o betume da pasta. Em umamodalidade, solvente pode compreender ainda farinha de soja, farinha deIignina e/ou pectina cítrica. Em uma modalidade, o processo pode compre-ender ainda reduzir o tamanho das areias oleíferas ou xisto petrolífero remo-vidos. Em uma modalidade, a extração do betume pode compreender sepa-rar o betume de um material inorgânico que existe na pasta. Em uma moda-lidade, a separação do betume do material inorgânico pode compreender aadição de uma quantidade de ar à pasta. Em outra modalidade, a separaçãodo betume do material inorgânico pode compreender a adição de uma quan-tidade do solvente à pasta. Em outra modalidade, o processo pode compre-ender ainda a passagem da pasta através de extrator para remover bolhasde ar. Em outra modalidade, o processo pode compreender ainda separar obetume do solvente. Em uma modalidade, a separação do betume do sol-vente pode compreender colocar a pasta através de um circuito de decanta-ção por contracorrente. Em uma modalidade, a remoção de areias oleíferasou xisto petrolífero pode compreender: fornecer um solvente que compreen-de silicato de sódio, um sal ou um equivalente desse; usar o solvente parafluidizar as areias oleíferas ou xisto petrolífero; e bombear as areias oleíferasou xisto petrolífero fIuidizado para fora do terreno.Another embodiment of the present invention provides a process for extracting oil sands from the surface of the ground or petroleum shale comprising: removing oil sands or doterrene oil shale; providing a solvent comprising sodium silicate, a salt or an equivalent thereof; adding the solvent to the removed oil sands or petroleum-shale to create a paste; and extract the bitumen from the paste. In one embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In one embodiment, the process may further comprise reducing the size of the removed oil sands or oil shale. In one embodiment, bitumen extraction may comprise separating bitumen from an inorganic material that exists in the paste. In one fashion, separating bitumen from inorganic material may comprise adding an amount of air to the paste. In another embodiment, the separation of bitumen from inorganic material may comprise the addition of a quantity of solvent to the paste. In another embodiment, the process may further comprise passing the pulp through the extractor to remove air bubbles. In another embodiment, the process may further comprise separating the object from the solvent. In one embodiment, the separation of bitumen from the solvent may comprise placing the paste through a countercurrent settling circuit. In one embodiment, the removal of oil sands or oil shale may comprise: providing a solvent comprising sodium silicate, a salt or an equivalent thereof; use the solvent to fluidize oil sands or oil shale; and pumping oil sands or oil shale off the ground.
Outros aspectos e vantagens da invenção ficarão claros a partirda seguinte descrição detalhada, tomada em conjunto com os desenhos a-nexos que ilustram, como forma de exemplo, vários aspectos de modalida-des da invenção.Further aspects and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings illustrating by way of example various aspects of the invention.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Modalidades exemplares são ilustradas nas figuras citadas. Pre-tende-se que as modalidades e figuras descritas aqui sejam consideradasmais ilustrativas ao invés de restritivas.Exemplary embodiments are illustrated in the figures cited. It is intended that the embodiments and figures described herein be considered more illustrative rather than restrictive.
Figura 1 representa um diagrama de fluxo de processamento de areiasoleíferas de acordo com várias modalidades da presente inven-ção.Figure 1 is a flow diagram of oil sands processing according to various embodiments of the present invention.
Figura 2 representa um diagrama de fluxo de mineração a céu aberto deacordo com uma modalidade da presente invenção.Figure 2 is an open pit mining flow diagram according to one embodiment of the present invention.
Figura 3 representa mineração subterrânea com vapor aquecido, de a -cordo com várias modalidades da presente invenção.Figure 3 represents underground hot steam mining according to various embodiments of the present invention.
Figura 4 representa um diagrama de fluxo detalhando a extração do be-tume de areias oleíferas lavradas do terreno de acordo com umamodalidade da presente invenção. Em uma modalidade a agita-ção violenta da pasta é opcional.Figure 4 is a flowchart detailing the extraction of the bitumen from plowed oil sands from the ground according to one embodiment of the present invention. In one embodiment violent shaking of the paste is optional.
Figura 5 representa um diagrama de fluxo que mostra o processo para aseparação do betume da espuma de acordo com uma modalida-de da presente invenção.Figure 5 is a flow diagram showing the process for separating the foam bitumen according to one embodiment of the present invention.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃODESCRIPTION OF THE INVENTION
Todas as referências aqui citadas estão incorporadas por refe-rência em sua totalidade como completamente descritas. A menos que defi-nido de outra maneira, os termos técnicos e científicos usados aqui tem omesmo significado que o comumente compreendido por um versado na téc-nica à qual essa invenção pertence. Singleton et al., Dictionary of Microbio-Iogy and Molecular Biology 3a ed., J. Wiley & Sons (Nova Iorque, NY 2001); eMarch, Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure5a ed., J. Wiley & Sons (Nova Iorque, NY 2001) fornecem ao versado na téc-nica um guia geral para vários termos usados no presente pedido.All references cited herein are incorporated by reference in their entirety as fully described. Unless otherwise defined, the technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Singleton et al., Dictionary of Microbio-Iogy and Molecular Biology 3rd ed., J. Wiley & Sons (New York, NY 2001); eMarch, Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure, 5th ed., J. Wiley & Sons (New York, NY 2001) provide the skilled artisan with a general guide to various terms used in the present application.
Um versado da técnica reconhecerá vários processos e materi-ais similares ou equivalentes àqueles aqui descritos, que poderiam ser usa-dos na prática da presente invenção. De fato, a presente invenção não estáde modo algum limitada aos processos e materiais descritos. Para os propó-sitos da presente invenção, os seguintes termos são definidos abaixo.One skilled in the art will recognize various processes and materials similar or equivalent to those described herein which could be used in the practice of the present invention. Indeed, the present invention is by no means limited to the described processes and materials. For purposes of the present invention, the following terms are defined below.
"Micróbio benéfico" como usado aqui refere-se à microorganis-mos que têm capacidade de conferir propriedades benéficas ao seu meioambiente circundante. "Capacidades benéficas" incluem, mas não são limi-tadas a habilidade de digerir, dissolver, quebrar, remover, decompor ou de-gradar materiais. Exemplos de materiais incluem, mas não são limitados aarsênico, metais em resíduos, éter metil butílico terciário ("MTBE"), materialresidual e material a base de hidrocarboneto, tal como óleo. Exemplos detais micróbios incluem mas não se limitam a probióticos, bactérias, fungos,levedura e algas."Beneficial microbe" as used herein refers to microorganisms that have the ability to impart beneficial properties to their surrounding environment. "Beneficial capacities" include, but are not limited to, the ability to digest, dissolve, break, remove, decompose or degrade materials. Examples of materials include, but are not limited to, arsenic, waste metals, tertiary methyl butyl ether ("MTBE"), residual material and hydrocarbon based material such as oil. Examples of such microbes include but are not limited to probiotics, bacteria, fungi, yeast and algae.
"Probióticos" como usado aqui refere-se a bactérias ou Ievedu-ras benéficas. Exemplos de probióticos incluem, mas não são limitados aBifidobacterium, incluindo, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve,Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum; Lactobacillus, incluindo,Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lac-tobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus GG; Strepto-coccus thermophilus, Enterococcus e Saccharomyces boulardii."Probiotics" as used herein refers to beneficial bacteria or yeast. Examples of probiotics include, but are not limited to Bifidobacterium, including, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium brevis, Bifidobacterium infantil, Bifidobacterium longum; Lactobacillus, including Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lac-tobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus GG; Strepto-coccus thermophilus, Enterococcus and Saccharomyces boulardii.
"Composição desengordurante" como usada aqui refere-se auma composição orgânica ou inorgânica que é capaz de dissolver, quebrar,remover, decompor ou degradar substâncias baseadas em hidrocarbonetos.A composição desengordurante pode existir como um sólido, líquido ou gás."Degreasing composition" as used herein refers to an organic or inorganic composition which is capable of dissolving, breaking, removing, decomposing or degrading hydrocarbon-based substances. The degreasing composition may exist as a solid, liquid or gas.
"Fluidizar" como usado aqui refere-se a possibilitar a não coesãode uma massa e sua habilidade de fluir, mesmo se tal fluxo for de tamanhonão uniforme ou granulado. Fluidizar não significa necessariamente que asareias oleíferas ou xisto petrolífero sejam reduzidos para um tamanho parti-cular. De fato, é observado que grumos grandes podem existir dentro do quereferido como fluidizado."Fluidize" as used herein refers to enabling non-cohesion of a mass and its ability to flow, even if such a flow is not uniform or granular in size. Fluidizing does not necessarily mean that oil sands or oil shale are reduced to a particular size. In fact, it is observed that large lumps may exist within what is said to be fluidized.
"Óleo pesado" como usado aqui refere-se a óleo natural comalta viscosidade e alta densidade específica. Apesar de não necessário, ó-Ieos pesados tipicamente têm baixas proporções de hidrogênio para carbo-no, alto conteúdo de asfalteno, enxofre, nitrogênio, metal pesado e/ou quan-tidades de ácido. Tipicamente, mas não necessariamente, óleos pesadostêm uma viscosidade acima de 10cP e uma densidade específica abaixo de22,3S API."Heavy oil" as used herein refers to natural oil with high viscosity and high specific density. Although not necessary, heavy oils typically have low hydrogen to carbon ratios, high asphaltene, sulfur, nitrogen, heavy metal and / or quantities of acid. Typically, but not necessarily, heavy oils have a viscosity above 10cP and a specific density below 22.3S API.
"Injeção (waterflood)" como usado aqui refere-se a um processode extrair óleo de um reservatório onde a água e/ou um líquido é injetado noreservatório para deslocar o óleo no reservatório."Waterflood" as used herein refers to a process of extracting oil from a reservoir where water and / or a liquid is injected into the reservoir to displace the oil in the reservoir.
"Poço (wellbore)" como usado aqui refere-se à porção aberta deum poço de petróleo onde o óleo do reservatório pode entrar."Wellbore" as used herein refers to the open portion of an oil well into which reservoir oil may enter.
Várias modalidades da presente invenção fornecem processospara extração de óleo. Em uma modalidade, o óleo é óleo pesado. Em umamodalidade particular, o óleo é betume.Various embodiments of the present invention provide processes for oil extraction. In one embodiment, the oil is heavy oil. In a particular embodiment, the oil is bitumen.
Em uma modalidade da presente invenção, uma injeção com umsolvente é utilizada para extrair o óleo. O processo compreende fornecer umsolvente; injetar o solvente em um reservatório de Óleo; e extrair o óleo doreservatório de óleo. A extração do óleo do reservatório de óleo pode serrealizada por qualquer tecnologia conhecida na técnica; por exemplo, pelautilização de tecnologias de elevação (por exemplo, bombas). Embora nãodesejando estar limitado por qualquer teoria em particular, os inventores a-creditam que o solvente reduz a viscosidade do óleo e permite que ele semova mais facilmente em direção aos poços de produção.In one embodiment of the present invention, a solvent injection is used to extract the oil. The process comprises providing a solvent; inject the solvent into an oil reservoir; and extract the oil from the oil reservoir. Oil extraction from the oil reservoir can be performed by any technology known in the art; for example by using lifting technologies (eg pumps). While not wishing to be bound by any particular theory, the inventors believe that the solvent reduces the viscosity of the oil and allows it to move more easily toward production wells.
Em uma modalidade, o solvente pode compreender uma com-posição desengordurante. Em uma modalidade particular, o solvente podecompreender silicato de sódio, um sal e/ou um equivalente desse. A concen-tração do silicato de sódio no solvente pode variar para corresponder àscondições do reservatório de óleo. Um reservatório de óleo pode conter Ii-quidos tais como água e solução salina saturada, que podem diluir o solven-te. Dessa forma, nesses exemplos, um solvente que compreende uma con-centração maior de silicato de sódio pode ser vantajoso. A concentração e-xata de silicato de sódio no solvente pode depender da quantidade previstade líquido que já existe no reservatório de óleo. Em uma modalidade, a con-centração de silicato de sódio pode ser uma concentração que trará a con-centração de silicato de sódio no líquido no reservatório para cerca de 1%(em peso) quando o solvente entrar em contato com o líquido no reservató-rio. Em uma modalidade, a concentração de silicato de sódio pode ser umaconcentração que trará a concentração de silicato de sódio no líquido no re-servatório para menos do que 2% quando o solvente entrar em contato como líquido no reservatório. Em outra modalidade, a concentração de silicatode sódio pode ser uma concentração que trará a concentração de silicato desódio no líquido no reservatório para cerca de 10% quando o solvente entrarem contato com o líquido no reservatório. Em outras modalidades, a concen-tração de silicato de sódio pode ser uma concentração que trará a concen-tração de silicato de sódio no líquido no reservatório para cerca de 2%, 3%,4%, 5%, 6%, 7%, 8% ou 9% quando o solvente entrar em contato com o lí-quido no reservatório. Um versado na técnica será capaz de determinar aconcentração apropriada para usar sem experimentação excessiva. Em umamodalidade, um solvente com alta concentração de silicato de sódio (porexemplo, uma concentração maior do que cerca de 60% em peso) pode serinjetado. Em outra modalidade, a concentração de silicato de sódio podeestar entre cerca de 60% e 70% em peso. Em outra modalidade, a concen-tração de silicato de sódio pode estar entre cerca de 70% e 80% em peso.Em outra modalidade, a concentração de silicato de sódio pode estar entrecerca de 80% e 90% em peso. Em outra modalidade, a concentração de sili-cato de sódio pode estar entre cerca de 90% e 99% em peso. Em outra mo-dalidade, o solvente pode compreender uma concentração menor de silicatode sódio (por exemplo, uma concentração de menos do que 5%, 4%, 3%,2% ou 1% em peso).In one embodiment, the solvent may comprise a degreasing composition. In a particular embodiment, the solvent may comprise sodium silicate, a salt and / or an equivalent thereof. The concentration of sodium silicate in the solvent may vary to match the conditions of the oil reservoir. An oil reservoir may contain liquids such as water and saturated saline, which may dilute the solvent. Thus, in these examples, a solvent comprising a higher concentration of sodium silicate may be advantageous. The ex-xata concentration of sodium silicate in the solvent may depend on the expected amount of liquid that already exists in the oil reservoir. In one embodiment, the sodium silicate concentration may be a concentration that will bring the sodium silicate concentration in the reservoir liquid to about 1% (by weight) when the solvent contacts the liquid in the reservoir. -River. In one embodiment, the sodium silicate concentration may be a concentration that will bring the sodium silicate concentration in the reservoir liquid to less than 2% when the solvent contacts the reservoir liquid. In another embodiment, the sodium silicate concentration may be a concentration that will bring the concentration of desodium silicate in the reservoir liquid to about 10% when the solvent contacts the liquid in the reservoir. In other embodiments, the sodium silicate concentration may be a concentration that will bring the sodium silicate concentration in the reservoir liquid to about 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%. , 8% or 9% when the solvent comes into contact with the liquid in the reservoir. One of skill in the art will be able to determine the appropriate concentration to use without undue experimentation. In one embodiment, a solvent with a high concentration of sodium silicate (for example, a concentration greater than about 60% by weight) may be injected. In another embodiment, the sodium silicate concentration may be between about 60% and 70% by weight. In another embodiment, the sodium silicate concentration may be between about 70% and 80% by weight. In another embodiment, the sodium silicate concentration may be between 80% and 90% by weight. In another embodiment, the sodium silicate concentration may be between about 90% and 99% by weight. In another embodiment, the solvent may comprise a lower concentration of sodium silicate (e.g., a concentration of less than 5%, 4%, 3%, 2% or 1% by weight).
Em outra modalidade particular, o solvente pode compreenderainda farinha de soja, farinha de Iignina e/ou pectina cítrica. Em outra moda-lidade, o solvente pode ser uma composição desengordurante ou uma solu-ção de dispersão descrita na Patente U.S. Ne 5.306.351, incorporada pormeio deste por referência em sua totalidade conforme completamentedescrita. Embora não desejando estar limitado por qualquer teoria em par-ticular, os inventores acreditam que o solvente que compreende silicatode sódio faz com que o hidrocarboneto se torne fluido e retarde a auto-adesão, o que reduz a viscosidade do óleo e permite que ele se movamais rapidamente.In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Patent No. 5,306,351, incorporated herein by reference in its entirety as fully described. While not wishing to be bound by any particular theory, the inventors believe that the solvent comprising sodium silicate causes the hydrocarbon to become fluid and retard self-adhesion, which reduces the viscosity of the oil and allows it to settle. move faster.
Em outra modalidade, o processo ainda compreender o uso deinjeção de gás para extrair o óleo. Assim, o processo pode compreender for-necer um solvente e uma quantidade de gás; injetar o solvente em um reser-vatório de óleo; injetar a quantidade de gás no reservatório de óleo; e extrairo óleo do reservatório de óleo. A extração do óleo do reservatório de óleopode ser feita por qualquer tecnologia conhecida na técnica; por exemplo,por utilizar tecnologias de elevação (por exemplo, bombas). A injeção dosolvente e do gás pode ser realizada em qualquer ordem e pode ser realiza-da simultaneamente ou concomitantemente.In another embodiment, the process further comprises the use of gas injection to extract oil. Thus, the process may comprise providing a solvent and an amount of gas; inject the solvent into an oil reservoir; inject the amount of gas into the oil reservoir; and extract oil from the oil reservoir. Oil extraction from the oil reservoir can be done by any technology known in the art; for example by using lifting technologies (eg pumps). The solvent and gas injection can be performed in any order and can be performed simultaneously or concomitantly.
Em uma modalidade, o gás pode ser um gás capaz de se ex-pandir em um reservatório de óleo para empurrar o óleo para dentro de umpoço. Em outra modalidade, o gás pode ser um gás capaz de se dissolver noóleo para diminuir sua viscosidade e melhorar sua taxa de fluxo. Esses ga-ses podem ser gás natural, nitrogênio, dióxido de carbono (CO2) ou combi-nações desses. Um versado na técnica reconhecerá outros gases capazesde se expandir em um reservatório de óleo e/ou capazes de se dissolver emum óleo e que podem ser apropriados para usar para extração de óleo. Es-ses gases podem ser de um reservatório de ocorrência natural, produzidospor aplicações industriais (por exemplo, processamento de gás natural, ferti-lizante, etanol, e usinas de hidrogênio) ou produzidos especialmente parauso na extração de óleo.In one embodiment, the gas may be a gas capable of expanding into an oil reservoir to push oil into a well. In another embodiment, the gas may be a gas capable of dissolving in oil to decrease its viscosity and improve its flow rate. These can be natural gas, nitrogen, carbon dioxide (CO2) or combinations thereof. One skilled in the art will recognize other gases capable of expanding in an oil reservoir and / or capable of dissolving in an oil and which may be suitable for use for oil extraction. These gases may be from a naturally occurring reservoir produced by industrial applications (eg natural gas processing, fertilizer, ethanol, and hydrogen plants) or produced especially for use in oil extraction.
Em outra modalidade, o processo pode compreender o uso decalor para extrair o óleo. A introdução de calor pode servir para diminuir aviscosidade do óleo e pode melhorar sua habilidade de fluir. O calor podeser introduzido por qualquer processo conhecido na técnica.In another embodiment, the process may comprise the use of heat to extract the oil. The introduction of heat may serve to decrease oil hazard and may improve its ability to flow. Heat may be introduced by any process known in the art.
Em uma modalidade, o calor pode ser introduzido pelo aqueci-mento do solvente antes de injetar o solvente no reservatório de óleo. Assim,o processo pode compreender fornecer um solvente; aquecer o solvente;injetar o solvente aquecido no reservatório de óleo; e extrair o óleo do reser-vatório de óleo.In one embodiment, heat may be introduced by heating the solvent prior to injecting the solvent into the oil reservoir. Thus, the process may comprise providing a solvent; heat the solvent, inject the heated solvent into the oil reservoir; and extract the oil from the oil reservoir.
Em outra modalidade, o calor pode ser introduzido por injetarvapor no reservatório de óleo. Assim, o processo pode compreender forne-cer um solvente; injetar o solvente no reservatório de óleo; injetar o vapor emum reservatório de óleo; e extrair o óleo do reservatório de óleo.In another embodiment, heat may be introduced by injecting steam into the oil reservoir. Thus, the process may comprise providing a solvent; inject the solvent into the oil reservoir; inject steam into an oil reservoir; and extract oil from the oil reservoir.
O processo também pode ainda compreender o uso de calor e ainjeção de uma quantidade de gás no reservatório de óleo. Assim, o proces-so pode compreender fornecer um solvente e um gás; aquecer o solvente;injetar o solvente aquecido no reservatório de óleo; injetar o gás no reserva-tório de óleo; e extrair o óleo do reservatório de óleo. Alternativamente, oprocesso pode compreender fornecer um solvente e um gás; injetar o sol-vente no reservatório de óleo; injetar o vapor em um reservatório de óleo; eextrair o óleo do reservatório de óleo. A injeção de solvente, vapor e/ou gáspode ser realizada em qualquer ordem e pode ser realizada simultaneamen-te ou concomitantemente.The process may also further comprise using heat and injecting a quantity of gas into the oil reservoir. Thus, the process may comprise providing a solvent and a gas; heat the solvent, inject the heated solvent into the oil reservoir; inject gas into the oil reservoir; and extract oil from the oil reservoir. Alternatively, the process may comprise providing a solvent and a gas; inject the solvent into the oil reservoir; inject steam into an oil reservoir; e extract oil from the oil reservoir. Solvent, vapor and / or gas injection can be performed in any order and can be performed simultaneously or concomitantly.
Em outra modalidade, o processo pode compreender ainda ouso de tensoativos semelhantes a detergente para diminuir a tensão superfi-cial. Os tensoativos podem ser adicionados ao solvente. A tensão superficialpode impedir que gotículas de óleo se movimentem através do reservatório eassim a diminuição da tensão superficial pode auxiliar o fluxo do óleo atravésdo reservatório.In another embodiment, the process may further comprise the use of detergent-like surfactants to decrease surface tension. Surfactants may be added to the solvent. Surface tension can prevent oil droplets from moving through the reservoir and thus decreasing surface tension can aid the flow of oil through the reservoir.
Extração de Óleo de Areias Oleíferas e Xisto PetrolíferoOil Extraction from Oil Sands and Oil Shale
Modalidades particulares da presente invenção fornecem a ex-tração de óleo de areias oleíferas e xisto petrolífero. (Veja Figura 1) As arei-as oleíferas ou xisto petrolífero podem existir em uma variedade de tama-nhos. Em uma modalidade particular o óleo é betume.Mineração de Areias Oleíferas/Xisto PetrolíferoParticular embodiments of the present invention provide for the extraction of oil from oil sands and oil shale. (See Figure 1) Oil sands or oil shale can exist in a variety of sizes. In a particular embodiment the oil is bitumen. Oil Sands / Oil Shale Mining
Em uma modalidade da presente invenção, as areias oleíferasou xisto petrolífero são lavrados do terreno a céu aberto. Em uma modalida-de particular, pás hidráulicas e/ou elétricas e/ou escavadeiras hidráulicaspodem ser usadas para remover as areias oleíferas ou xisto petrolífero dopoço de mineração. Em casos onde as areias oleíferas ou xisto petrolíferosão maiores do que cerca de duas polegadas (cinco centímetros) de diâme-tro, as areias oleíferas ou xisto petrolífero removidos podem ser colocadosem um triturador onde seu tamanho é reduzido. Os pedaços podem ser ain-da reduzidos para pedaços com cerca de duas polegadas (cinco centíme-tros) pelo uso de britadores rotatórios. Água quente ou morna pode ser adi-cionada para criar uma pasta. Em uma modalidade, um solvente pode serusado junto ou no lugar da água. Em uma modalidade, o solvente podecompreender uma composição desengordurante. Em uma modalidade parti-cular, o solvente pode compreender silicato de sódio. Em outra modalidadeparticular, o solvente pode compreender ainda farinha de soja, farinha deIignina e/ou pectina cítrica. Em outra modalidade, o solvente pode ser umacomposição desengordurante ou uma solução de dispersão descrita na Pa-tente U.S. Ns 5.306.351. (Veja Figura 2) A pasta pode ainda ser processadaem uma usina de extração local, ou pode ser transportada para uma usinade extração externa. O transporte da pasta pode ser realizado por qualquerprocesso; por exemplo, através de um oleoduto ou por veículos para a usina de extração.In one embodiment of the present invention, oil sands or oil shale are mined from the open pit. In a particular embodiment, hydraulic and / or electric shovels and / or hydraulic excavators may be used to remove oil sands or oil shale from the mining pit. In cases where the oil sands or oil shale are larger than about two inches (5 centimeters) in diameter, the removed oil sands or oil shale may be placed in a crusher where their size is reduced. The pieces can be further reduced to about two inches (five centimeters) by the use of rotary crushers. Hot or warm water may be added to create a paste. In one embodiment, a solvent may be used with or in place of water. In one embodiment, the solvent may comprise a degreasing composition. In a particular embodiment, the solvent may comprise sodium silicate. In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Patent No. 5,306,351. (See Figure 2) The pulp can still be processed at a local extraction plant, or it can be transported to an external extraction plant. The pulp can be transported by any process; for example, through an oil pipeline or by vehicles to the extraction plant.
Em outra modalidade de mineração a céu aberto, um solventepode ser usado para fluidizar poços de areias oleíferas ou de xisto petrolíferoe as areias oleíferas ou xisto petrolífero são bombeados e transportados pa-ra uma usina de extração. Em uma modalidade, o solvente pode compreen-der uma composição desengordurante. Em uma modalidade particular, osolvente pode compreender ainda silicato de sódio. Em outra modalidadeparticular, o solvente pode compreender ainda farinha de soja, farinha deIignina e/ou pectina cítrica. Em outra modalidade, o solvente pode ser umacomposição desengordurante ou uma solução de dispersão descrita na Pa-tente U.S. Ng 5.306.351. Em uma modalidade particular, o solvente pode serinjetado em pressões de cerca de 4000 a cerca de 8000 psi para fluidizar asareias oleíferas ou xisto petrolífero. O uso de pressão maior ou menor ou demistura pode auxiliar na separação do betume das areias oleíferas ou doxisto petrolífero. A pasta resultante pode ser aspirada e transportada parauma instalação de extração de óleo; na instalação de extração de óleo, oóleo pode ser extraído por processos conhecidos na técnica ou de acordocom várias modalidades da presente invenção.In another mode of open pit mining, a solvent can be used to fluidize oil or shale oil wells and oil or shale sands are pumped and transported to an extraction plant. In one embodiment, the solvent may comprise a degreasing composition. In a particular embodiment, the solvent may further comprise sodium silicate. In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Patent No. 5,306,351. In a particular embodiment, the solvent may be injected at pressures from about 4000 to about 8000 psi to fluidize oil or oil shale. The use of higher or lower pressure or demixing may assist in separating bitumen from oil sands or oil shale. The resulting paste may be aspirated and transported to an oil extraction facility; In the oil extraction facility, the oil may be extracted by methods known in the art or according to various embodiments of the present invention.
Modalidades adicionais fornecem processos de mineração sub-terrânea das areias oleíferas. Em uma modalidade a mineração subterrâneapode ser realizada pela perfuração de um par de poços horizontais no reser-vatório de areias oleíferas para uso na extração de areias oleíferas do reser-vatório.Additional modalities provide for subsurface mining of oil sands. In one embodiment, underground mining can be performed by drilling a pair of horizontal wells in the oil sands reservoir for use in extracting oil sands from the reservoir.
Em uma modalidade da presente invenção, uma injeção com umsolvente é utilizada para extrair as areias oleíferas. O processo compreendefornecer um solvente; injetar o solvente no reservatório de areias oleíferas; eextrair as areias oleíferas do reservatório de areias oleíferas.In one embodiment of the present invention, a solvent injection is used to extract the oil sands. The process comprises providing a solvent; inject the solvent into the oil sands reservoir; and extract the oil sands from the oil sands reservoir.
Em uma modalidade, o solvente pode compreender uma com-posição desengordurante. Em uma modalidade particular, o solvente podecompreender silicato de sódio. Em outra modalidade particular, o solventepode compreender ainda farinha de soja, farinha de Iignina e/ou pectina cítri-ca. Em outra modalidade, o solvente pode ser uma composição desengordu-rante ou uma solução de dispersão descrita na Patente U.S. N9 5.306.351.In one embodiment, the solvent may comprise a degreasing composition. In a particular embodiment, the solvent may comprise sodium silicate. In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Patent No. 5,306,351.
Em outra modalidade, o processo ainda compreende o uso deinjeção de gás para extrair as areias oleíferas. Assim, o processo pode com-preender fornecer um solvente e de uma quantidade de gás; injetar o solven-te em um reservatório de areias oleíferas; injetar uma quantidade de gás noreservatório de areias oleíferas; e extrair as areias oleíferas do reservatóriode areias oleíferas. A injeção do solvente e do gás pode ser realizada emqualquer ordem e pode ser realizada simultaneamente ou concomitantemente.In another embodiment, the process further comprises the use of gas injection to extract the oil sands. Thus, the process may comprise providing a solvent and an amount of gas; inject the solvent into a reservoir of oil sands; inject an amount of noreservatory gas from oil sands; and extracting the oil sands from the oil sands reservoir. Solvent and gas injection can be performed in any order and can be performed simultaneously or concurrently.
Em uma modalidade, o gás pode ser um gás capaz de se ex-pandir em um reservatório de areias oleíferas para empurrar as areias oleífe-ras para um poço. Em outra modalidade, o gás pode ser um gás capaz de sedissolver nas areias oleíferas para diminuir sua viscosidade e melhorar suataxa de fluxo. Esses gases podem ser gás natural, nitrogênio, dióxido decarbono (CO2) ou combinações desses. Um versado na técnica reconheceráoutros gases capazes de se expandir em um reservatório de areias oleíferase/ou que são capazes de se dissolver nas areias oleíferas e que podem serapropriados para uso na extração de areias oleíferas. Esses gases podemser de um reservatório de ocorrência natural, produzidos para aplicaçõesindustriais (por exemplo, processamento de gás natural, fertilizante, etanol, eusinas de hidrogênio) ou produzidos especialmente para uso na extração deóleo.In one embodiment, the gas may be a gas capable of expanding into an oil sands reservoir to push the oil sands into a well. In another embodiment, the gas may be a gas capable of dissolving in the oil sands to decrease its viscosity and improve its flow rate. These gases may be natural gas, nitrogen, carbon dioxide (CO2) or combinations thereof. One of skill in the art will recognize other gases capable of expanding into an oil sands reservoir / or which are capable of dissolving in oil sands and which may be suitable for use in oil sands extraction. These gases may be from a naturally occurring reservoir, produced for industrial applications (eg, natural gas processing, fertilizer, ethanol, hydrogen eusines) or produced especially for use in oil extraction.
Em outra modalidade, o processo pode compreender o uso decalor para extrair areias oleíferas. A introdução de calor pode servir para di-minuir a viscosidade das areias oleíferas e pode melhorar sua habilidade defluir.In another embodiment, the process may comprise the use of heat to extract oil sands. The introduction of heat may serve to decrease the viscosity of oil sands and may improve their ability to flow.
Em uma modalidade, o calor pode ser introduzido pelo aqueci-mento do solvente antes de injetar o solvente no reservatório de areias oleí-feras. Assim, o processo pode compreender fornecer um solvente; aquecer osolvente; injetar o solvente aquecido no reservatório de areias oleíferas; eextrair as areias oleíferas do reservatório de areias oleíferas.In one embodiment, heat may be introduced by heating the solvent prior to injecting the solvent into the oil sands reservoir. Thus, the process may comprise providing a solvent; heat the solvent; inject the heated solvent into the oil sands reservoir; and extract the oil sands from the oil sands reservoir.
Em outra modalidade, o calor pode ser introduzido pela injeçãode vapor no reservatório de areias oleíferas. Assim, o processo pode com-preender fornecer um solvente; injetar o solvente no reservatório de areiasoleíferas; injetar o vapor no reservatório de areias oleíferas; e extrair as arei-as oleíferas do reservatório de areias oleíferas.In another embodiment, heat may be introduced by injecting steam into the oil sands reservoir. Thus, the process may comprise providing a solvent; inject the solvent into the oil sands reservoir; inject steam into the oil sands reservoir; and extracting the oil sands from the oil sands reservoir.
O processo também pode compreender o uso de calor e a inje-ção de uma quantidade de gás no reservatório de areias oleíferas. Assim, oprocesso pode compreender fornecer um solvente e um gás; aquecer o sol-vente; injetar o solvente aquecido no reservatório de areias oleíferas; injetaro gás no reservatório de areias oleíferas; e extrair as areias oleíferas do re-servatório de areias oleíferas. Alternativamente, o processo pode compreen-der fornecer um solvente e um gás; injetar o solvente no reservatório de a-reias oleíferas; injetar o vapor no reservatório de areias oleíferas; e extrair asareias oleíferas do reservatório de areias oleíferas. A injeção de solvente,vapor e/ou gás pode ser realizada em qualquer ordem e pode ser realizadasimultaneamente ou concomitantemente.The process may also comprise using heat and injecting a quantity of gas into the oil sands reservoir. Thus, the process may comprise providing a solvent and a gas; warm the sun; inject the heated solvent into the oil sands reservoir; inject gas into the oil sands reservoir; and extracting the oil sands from the oil sands reservoir. Alternatively, the process may comprise providing a solvent and a gas; inject the solvent into the oil reservoir; inject steam into the oil sands reservoir; and extract oil sands from the oil sands reservoir. Solvent, vapor and / or gas injection may be performed in any order and may be performed simultaneously or concurrently.
Em modalidades onde a mineração subterrânea é realizada pelaperfuração de um par de poços horizontais no reservatório de areias oleífe-ras, o vapor pode ser injetado no poço superior e o vapor entra em contatocom o betume e aquece o betume. O betume aquecido (que pode conteroutros materiais, tais como areia ou argila) se torna móvel e flui com a águacondensada do vapor para o poço horizontal inferior e flui para a superfícieou é bombeado para a superfície. A extensão dos poços pode depender dolocal do reservatório de areias oleíferas. Em várias modalidades, o par depoços pode ter cerca de 750 a cerca de 1000 metros de extensão. O par depoços pode ser perfurado paralelo um ao outro e espaçados por cerca de100 a cerca de 200 metros de distância.In modalities where underground mining is performed by drilling a pair of horizontal wells in the oil sands reservoir, steam may be injected into the upper well and steam will contact the bitumen and heat the bitumen. Heated bitumen (which may contain other materials such as sand or clay) becomes mobile and flows with steam-condensed water into the lower horizontal well and flows to the surface or is pumped to the surface. The length of the wells may depend on the location of the oil sands reservoir. In various embodiments, the pair of depositions may be from about 750 to about 1000 meters long. The pair of wells can be drilled parallel to each other and spaced about 100 to about 200 meters apart.
Em outra modalidade, o processo pode compreender ainda ouso de tensoativos semelhantes a detergente para diminuir a tensão superfi-cial. A tensão superficial pode evitar que gotículas de óleo se movimentematravés do reservatório e assim a diminuição da tensão superficial pode auxi-liar o fluxo do óleo através do reservatório.In another embodiment, the process may further comprise the use of detergent-like surfactants to decrease surface tension. Surface tension can prevent oil droplets from moving through the reservoir and thus decreasing surface tension can aid the flow of oil through the reservoir.
O betume na mistura de betume removida das minas subterrâ-neas pode ser extraído de acordo com várias modalidades da presente in-venção.Bitumen in the bitumen mixture removed from underground mines can be extracted in accordance with various embodiments of the present invention.
Extração de BetumeBitumen Extraction
Durante o processo de extração de óleo, uma quantidade debetume é separada da rocha, areia, argila e/ou outros materiais. Em váriasmodalidades, o processo pode ser realizado em uma temperatura elevadapara permitir a extração do betume pelo processo de pirólise. Em uma mo-dalidade, ar pode ser adicionado à pasta e transportado para um recipientede separação por gravidade. Devido às diferenças de densidade, o betumeflutuará na superfície e/ou o betume se ligará às bolhas de ar e subirá para asuperfície formando uma espuma rica em betume. Os contaminantes inor-gânicos junto com areia, sujeira, lodo, argila, etc., sedimentarão no fundo.During the oil extraction process, a quantity of oil is separated from rock, sand, clay and / or other materials. In various embodiments, the process may be carried out at an elevated temperature to allow bitumen extraction by the pyrolysis process. In one instance, air may be added to the pulp and transported to a gravity separation container. Due to differences in density, the bitumen will float on the surface and / or the bitumen will bind to the air bubbles and rise to the surface forming a bitumen rich foam. Inorganic contaminants along with sand, dirt, sludge, clay, etc. will settle to the bottom.
Em uma modalidade alternativa, o solvente pode ser usado paraseparar o betume da rocha, areia, argila e/ou outros materiais. Em uma mo-dalidade, o solvente pode compreender uma composição desengordurante.Em uma modalidade particular, o solvente pode compreender silicato de só-dio. Em outra modalidade particular, o solvente pode compreender aindafarinha de soja, farinha de Iignina e/ou pectina cítrica. Em outra modalidade,o solvente pode ser uma composição desengordurante ou uma solução dedispersão descrita na Patente U.S. Nq 5.306.351. Nessa modalidade alterna-tiva, a adição de ar é opcional para o processo de separação. Materiais taiscomo areia, sujeira, lodo, argila, etc., podem ter maior afinidade pelo solven-te e assim podem precipitar na solução e sedimentar no fundo e o betumesubirá para a superfície. Além disso, como o betume e o solvente podem seseparar um do outro, pode haver redução ou eliminação da formação de es-puma. Em casos onde existem materiais orgânicos e/ou contaminantes adi-cionais, a espuma ainda pode se formar. Os materiais que sedimentaram nofundo são bombeados para um sistema de processamento de resíduo. Essaação de sedimentação pode ser intensificada com o uso de agitação violentaantes de permitir a sedimentação. Em uma modalidade alternativa, o solven-te pode retirado do meio de um tanque de sedimentação e reutilizado umaou mais vezes. (Veja Figura 4)In an alternative embodiment, the solvent may be used to separate bitumen from rock, sand, clay and / or other materials. In one embodiment, the solvent may comprise a degreasing composition. In a particular embodiment, the solvent may comprise sodium silicate. In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Patent No. 5,306,351. In this alternate embodiment, the addition of air is optional for the separation process. Materials such as sand, dirt, sludge, clay, etc. may have a higher affinity for the solvent and thus may precipitate in solution and settle to the bottom and the bitumen will rise to the surface. In addition, as bitumen and solvent may separate from each other, foam formation may be reduced or eliminated. In cases where there are additional organic materials and / or contaminants, foam may still form. Materials that have settled in the bottom are pumped into a waste processing system. This sedimentation sedation can be intensified with the use of violent agitation to allow sedimentation. In an alternative embodiment, the solvent may be removed from the middle of a sedimentation tank and reused one or more times. (See Figure 4)
Separação de Água/ÓleoWater / Oil Separation
Em modalidades onde é formada uma espuma (contendo o be-tume), a espuma pode ser passada através de um extrator, que remove asbolhas de ar e permite que a espuma seja processada. A espuma de betumepode ser colocada em um circuito de decantação por contracorrente. Umsolvente pode ser adicionado para separar quaisquer sólidos remanescentese água. Em uma modalidade, o solvente pode compreender uma composi-ção desengordurante. Em uma modalidade particular, o solvente pode com-preender silicato de sódio. Em outra modalidade particular, o solvente podecompreender ainda farinha de soja, farinha de Iignina e/ou pectina cítrica.Em outra modalidade, o solvente pode ser uma composição desengorduran-te ou uma solução de dispersão descrita na Patente U.S. N9 5.306.351. Esseprocesso pode produzir betume diluído que está em uma viscosidade apro-priada para ser transportado pelo oleoduto. (Vaja Figura 5).In embodiments where a foam (containing the bitumen) is formed, the foam may be passed through an extractor, which removes air bubbles and allows the foam to be processed. The bitumen foam can be placed in a countercurrent settling circuit. A solvent may be added to separate any remaining solids and water. In one embodiment, the solvent may comprise a degreasing composition. In a particular embodiment, the solvent may comprise sodium silicate. In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Patent No. 5,306,351. This process can produce diluted bitumen that is at a proper viscosity to be transported through the pipeline. (See Figure 5).
Em uma modalidade alternativa, a mistura de betume da mine-ração subterrânea pode ser submetida a esse processo de separação deágua/óleo. Por exemplo, a mistura de betume pode ser passada por um cir-cuito de decantação por contracorrente. Um solvente pode ser adicionadopara separar quaisquer sólidos remanescentes e água. Em uma modalidadeparticular, o solvente pode compreender silicato de sódio. Em outra modali-dade particular, o solvente pode compreender ainda farinha de soja, farinhade Iignina e/ou pectina cítrica. Em outra modalidade, o solvente pode seruma composição desengordurante ou uma solução de dispersão descrita naPatente U.S. Ne 5.306.351. Esse processo também pode produzir betumediluído que está em uma viscosidade apropriada para ser transportado pelo oleoduto.In an alternative embodiment, the underground mining bitumen mixture may be subjected to this water / oil separation process. For example, the bitumen mixture may be passed through a countercurrent settling loop. A solvent may be added to separate any remaining solids and water. In a particular embodiment, the solvent may comprise sodium silicate. In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Patent No. 5,306,351. This process can also produce bituminous bitumen that is at a viscosity suitable for transport through the pipeline.
Os resíduos do processo de trituração podem conter cerca de8% de betume. Urn solvente pode ser adicionado aos resíduos para extrair obetume adicional. Em uma modalidade particular, o solvente pode compre-ender silicato de sódio. Em outra modalidade particular, o solvente podecompreender ainda farinha de soja, farinha de Iignina e/ou pectina cítrica.Em outra modalidade, o solvente pode ser uma composição desengorduran-te ou uma solução de dispersão descrita na Patente U.S. Ns 5.306.351. Amistura resultante pode ser processada através de um misturador de altapressão para auxiliar na separação do betume da areia. Em uma modalidadeadicional, micróbios benéficos podem ser adicionados aos resíduos para otratamento ou retificação dos resíduos.The waste from the crushing process can contain about 8% bitumen. A solvent may be added to the waste to extract additional moisture. In a particular embodiment, the solvent may comprise sodium silicate. In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin flour and / or citrus pectin. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Patent No. 5,306,351. The resulting mixture can be processed through a high pressure mixer to aid in the separation of bitumen from sand. In an additional embodiment, beneficial microbes may be added to the waste for treatment or rectification of the waste.
Outra modalidade da presente invenção utiliza um solvente co-mo um diluente para o betume extraído. Em uma modalidade particular, osolvente pode compreender silicato de sódio. Em outra modalidade particu-lar, o solvente pode compreender ainda farinha de soja, farinha de Iigninae/ou pectina cítrica. Em outra modalidade, o solvente pode ser uma compo-sição desengordurante ou uma solução de dispersão descrita na PatenteU.S. Ns 5.306.351. A adição do solvente pode criar uma mistura de betume.A mistura de betume pode estar com uma viscosidade apropriada para per-mitir o transporte do betume por oleodutos convencionais.Another embodiment of the present invention utilizes a solvent as a diluent for the extracted bitumen. In a particular embodiment, the solvent may comprise sodium silicate. In another particular embodiment, the solvent may further comprise soy flour, lignin and / or citrus pectin flour. In another embodiment, the solvent may be a degreasing composition or a dispersion solution described in U.S. Pat. No. 5,306,351. Addition of the solvent may create a bitumen mixture. The bitumen mixture may be of a suitable viscosity to permit the transport of bitumen through conventional pipelines.
ExemplosExamples
Os seguintes exemplos são fornecidos para ilustrar melhor ainvenção reivindicada e não devem ser interpretados como Iimitantes do es-copo da invenção. Na medida em que os materiais específicos são mencio-nados, isso é meramente para fins de ilustração e não pretende-se limitar ainvenção. Um versado na técnica pode desenvolver meios ou reagentes e-quivalentes sem o exercício de capacidade inventiva e sem desconsiderar oescopo da invenção.The following examples are provided to further illustrate the claimed invention and should not be construed as limiting the scope of the invention. To the extent that specific materials are mentioned, this is for illustration purposes only and is not intended to limit the invention. One of skill in the art can develop eivalent media or reagents without the exercise of inventive ability and without disregarding the scope of the invention.
Exemplo 1Example 1
Esse exemplo ilustra a preparação de uma solução de dispersãoque pode ser utilizada em várias modalidades da presente invenção. A pro-dução da solução de dispersão ocorre em três etapas: primeiro, 18,9 litros(cinco galões) de um concentrado natural são feitos, seguido pela formaçãode 378,5 litros (cem galões) de concentrado completo e então seguido pelaformação de 6813,7 litros (mil e oitocentos galões) de solução de dispersão.This example illustrates the preparation of a dispersion solution which may be used in various embodiments of the present invention. Production of the dispersion solution occurs in three steps: first, 18.9 liters (five gallons) of a natural concentrate is made, followed by the formation of 378.5 liters (one hundred gallons) of complete concentrate and then followed by the formation of 6813 , Seven liters (one thousand eight hundred gallons) of dispersion solution.
Primeiro, uma solução concentrada de 18,9 litros (cinco galões)de farinha de soja, farinha de Iignina e pectina cítrica é preparada. Em umvaso de 22,7 litros (seis galões), preferivelmente que tenha capacidade demistura mecânica, são inicialmente colocados cerca de 15,1 litros (quatrogalões) de água. Os componentes aditivos que serão usados são os seguintes:First, a concentrated 18.9 liter (five gallon) solution of soy flour, Iignin flour and citrus pectin is prepared. In a 22.7 liter (six gallon) vessel, preferably having a mechanical mixing capability, approximately 15.1 liters (four gallons) of water is initially placed. The additive components that will be used are as follows:
<table>table see original document page 18</column></row><table><table> table see original document page 18 </column> </row> <table>
A quantidade de 453,6 g (uma libra) de farinha de soja é adicio-nada à quantidade de (quatro galões) de água e misturada até homogenei-zar. A seguir, a 266,8 g (meia libra) de farinha de Iignina é lentamente adi-cionada e misturada até a mistura ficar homogênea. A seguir, a 266,8 g(meia libra) de pectina cítrica é lentamente adicionada e misturada até a mis-tura ficar homogênea. À mistura é então adicionada mais água até que ovolume total de líquido atinja 18,9 litros (cinco galões). Essa mistura seráreferida daqui por diante como o concentrado natural. O concentrado naturalé deixado descansar por 72 horas.The amount of 453.6 g (one pound) of soy flour is added to the amount of (four gallons) of water and mixed until homogeneous. Then the 266.8 g (half pound) of Iignin flour is slowly added and mixed until the mixture is homogeneous. Then 266.8 g (half a pound) of citrus pectin is slowly added and mixed until the mixture is homogeneous. To the mixture is then added more water until the total volume of liquid reaches 18.9 liters (five gallons). This mixture will hereinafter be referred to as the natural concentrate. The natural concentrate is allowed to stand for 72 hours.
A farinha de soja pode ser disponibilizada comercialmente porA.E. Staley Company de Decatur, III., 62525. A farinha de Iignina pode serobtida comercialmente de Geórgia Pacific Corporation de Atlanta, Ga. A pec-tina cítrica pode ser obtida de Pectogel de Great Neck, N.Y., 11021.Soy flour can be made commercially available by A.E. Staley Company of Decatur, III., 62525. Iignin flour can be obtained commercially from Georgia Pacific Corporation of Atlanta, Ga. Citrus peccine can be obtained from Pectogel of Great Neck, N.Y., 11021.
A solução de concentrado natural tem a seguinte composição:The natural concentrate solution has the following composition:
Farinha de soja (em pó) 2,38%Soy flour (powder) 2.38%
Farinha de lignina (em pó) 1,19%Lignin Flour (powder) 1.19%
Pectina cítrica (em pó) 1,19%Citrus Pectin (Powder) 1.19%
Água 95,23%Water 95.23%
100,0%100.0%
Uma solução de silicato é formulada por adicionar primeiro cercade 151,4 litros (quarenta galões) de água a um recipiente (por exemplo, reci-piente de 473,2 litros (125 galões). A seguir, 208,2 litros (cinqüenta e cincogalões) de silicato de sódio são adicionados aos 151,4 litros (quarenta ga-lões) de água. O silicato de sódio e disponível comercialmente sob o nomecomercial OXYCHEM, da Occidental Chemical Corporation, Niagara Falls,Ν.Υ. 14302. Esse silicato de sódio é um líquido que tem uma densidade decerca de 1400,4 g/l (11,67 libras por galão). O silicato de sódio e a água sãomisturados por cerca de três minutos para formar uma mistura de silicato desódio-água.A silicate solution is formulated by first adding about forty-four gallons (151.4 liters) of water to a container (e.g., 125 gallon (473.2 liters) container.) sodium silicate are added to the forty-four gallons (151.4 liters) of water. Sodium silicate is commercially available under the tradename OXYCHEM of Occidental Chemical Corporation, Niagara Falls, Ν.Ν 14302. This silicate Sodium is a liquid that has a density of about 1400.4 g / l (11.67 pounds per gallon.) Sodium silicate and water are mixed for about three minutes to form a disodium-water silicate mixture.
A seguir, o concentrado natural é adicionado à mistura de silica-to de sódio - água e misturado por cerca de sete minutos para formar 378,5litros (cem galões) de concentrado completo.Then the natural concentrate is added to the sodium silica-water mixture and mixed for about seven minutes to form 378.5 liters (one hundred gallons) of complete concentrate.
O concentrado completo tem uma composição em peso confor-me o seguinte:The complete concentrate has a composition by weight as follows:
Silicato de sódio (líquido) Na2O-XSiO2 62,951 %Sodium Silicate (Liquid) Na2O-XSiO2 62.951%
Farinha de soja (em pó) 0,098%<table>table see original document page 20</column></row><table>Soy flour (powder) 0.098% <table> table see original document page 20 </column> </row> <table>
Ao concentrado completo, 378,5 litros (100 galões), são adicio-nados cerca de 6435,2 litros (1700 galões) de água para produzir 6813,7litros (mil e oitocentos galões) de solução de dispersão, que é a solução detrabalho utilizada na remoção do óleo.To the full concentrate, 378.5 liters (100 gallons), about 6435.2 liters (1700 gallons) of water is added to produce 6,813.7 liters (one thousand eight hundred gallons) of dispersion solution, which is the working solution. used to remove oil.
A solução de dispersão completa tem uma composição em pesoconforme o seguinte:The complete dispersion solution has a weight composition as follows:
<table>table see original document page 20</column></row><table><table> table see original document page 20 </column> </row> <table>
Exemplo 2Example 2
Como uma opção e para casos onde o material a ser removido éparticularmente difícil, outros materiais podem ser adicionados. Um de taismateriais é fosfato de sódio (pó), Na3PO4, que pode ser obtido da MonsantoChemical Company de St. Louis, Mo. Outro material que pode ser adiciona-do é carbonato de sódio, Na2CO3 obtenível comercialmente de Van Waters& Rogers de San Mateo, CA, 94403. Outro material que pode ser adicionadoé um tensoativo, também conhecido como TRITON X100 não iônico que tema fórmula C33H6o010.5, e que é disponibilizado por Union Carbide de Dan-bury, Conn. De fato, outros ingredientes podem ser adicionados para alteraro desempenho da solução de dispersão.As an option and for cases where the material to be removed is particularly difficult, other materials may be added. One such material is sodium phosphate (powder), Na3PO4, which can be obtained from Monsanto Chemical Company of St. Louis, Mo. Another material that can be added is sodium carbonate, commercially obtainable Na2CO3 from Van Waters & Rogers of San Mateo, CA, 94403. Another material that can be added is a surfactant, also known as TRITON X100 which has a formula C33H6o010.5. , which is made available by Union Carbide from Dan-bury, Conn. In fact, other ingredients may be added to alter the performance of the dispersion solution.
Onde necessário, o pó de fosfato de sódio pode ser adicionadoem uma quantidade de cerca de 4,54 Kg (10 libras) de peso seco por 6813,7litros (1800 galões) de solução de dispersão. Similarmente, o carbonato desódio pode ser adicionado em uma quantidade de cerca de 4,54 kg (dez li-bras) de peso seco por 6813,7 litros (1800 galões) de solução de dispersão.O TRITON Χ100 pode ser adicionado em uma quantidade de cerca de 3,78litros (um galão) de X100 por 6813,7 litros (1800 galões) de solução de dis-persão. Além disso, é permitido adicionar um, dois ou três dos componentesopcionais acima por um único lote de 1800 galões de solução de dispersão.Where necessary, sodium phosphate powder may be added in an amount of about 4.54 kg (10 lb) dry weight per 681.7 liters (1800 gallons) of dispersion solution. Similarly, desodium carbonate may be added in an amount of about 4.54 kg (ten liters) dry weight per 681.7 liters (1800 gallons) of dispersion solution. TRITON Χ100 may be added in an amount about 3.78 liters (one gallon) of X100 per 6813,7 liters (1800 gallons) of dispersion solution. In addition, one, two or three of the above optional components may be added per single 1800 gallon batch of dispersion solution.
Embora a descrição acima sè refira a modalidades particularesda presente invenção, deve ser facilmente compreensível para pessoas ver-sadas na técnica que várias modificações podem ser feitas sem desconside-rar o espírito dessa. As reivindicações anexas pretendem cobrir tais modifi-cações como estaria incluído no verdadeiro espírito e escopo da invenção.While the above description refers to particular embodiments of the present invention, it should be readily understandable to those skilled in the art that various modifications may be made without disregarding the spirit thereof. The appended claims are intended to cover such modifications as would be included in the true spirit and scope of the invention.
As modalidades descritas a seguir são, portanto, para serem consideradasem todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas, o escopo da inven-ção estando indicado pelas reivindicações anexas ao invés da descrição an-terior. Todas as modificações que ocorrem dentro do significado de uma fai-xa de equivalência das reivindicações pretendem estar abrangidas nelas.The embodiments described below are therefore to be considered as illustrative and not restrictive in all respects, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description. All modifications which occur within the meaning of an equivalence range of the claims are intended to be encompassed therein.
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