CS208363B1

CS208363B1 - Method of increasing the oil yield particularly from the collecting layers containing simmultaneously the oil and natural gas

Info

Publication number: CS208363B1
Application number: CS701971A
Authority: CS
Inventors: Akos Ban; Sandor Nagy; Valer Balint
Original assignee: Akos Ban; Sandor Nagy; Valer Balint
Priority date: 1970-10-06
Filing date: 1971-10-05
Publication date: 1981-09-15
Also published as: DE2148673B2; DE2148673A1; FR2110254A1; HU162431B; AT311908B; PL77915B1; DE2148673C3; IT939942B; DD94795A1; FR2110254B1

Abstract

Petroleum yields, esp. from strata contg. oil and gas, are increased by injecting under pressure an aq. soln. of ammonia into the stratum which has been opened for oil recovery. Alternatively, gaseous ammonia may be injected. Yield from oil-bearing strata are increased. The process can be used to obtain a secondary yield from strata which have already been exploited. The ammonia and its aq. soln. can easily be sepd. from the oil and can be used again.

Description

(54) Způsob zvýšení výtěžku ropy, zejména ze sběrných vrstev obsahujících současně ropu a zemní plyn(54) A method of increasing crude oil yield, in particular from collecting layers containing both crude oil and natural gas

Při těžbě ropy si snížení výtěžnosti studní a nízké výtěžky ropy, dosažitelné prostřednictvím primární energie vrstvy, vynutily vyvinutí četných sekundárních a terciárních těžních postupů. Tyto postupy spočívají v podstatě v tom, že se do vrstvy, . určené k otevření těžby ropy, v místě ležícím dále od místa těžby, injektují rozličné látky (voda, uhlovodíkové plyny nebo kysličník uhličitý), čímž se dosáhne urychlení proudění tekutých uhlovodíků ve směru ke dnu studny.In oil extraction, the reduction of well yields and the low oil yields achievable through the primary energy of the layer have forced the development of numerous secondary and tertiary extraction processes. These processes essentially consist of: designed to open oil extraction, at a point further from the site, inject various substances (water, hydrocarbon gases or carbon dioxide), thereby accelerating the flow of liquid hydrocarbons towards the bottom of the well.

Za stejným účelem se zkouší zapálit v místě vzdáleném od místa těžby uhlovodíky absorbované ve vrjtvě; rovněž se zkouší zavádět do vrstvy rozličné kmeny mikroorganismů, vypuzující uhlovodíky z vrstvy.For the same purpose, it shall be tested to ignite at a point remote from the site of extraction hydrocarbons absorbed in the stack; it has also been attempted to introduce various strains of microorganisms ejecting hydrocarbons from the layer into the layer.

Tyto způsoby však poskytují pouze částečně uspokojivé výsledky.However, these methods provide only partially satisfactory results.

Vytěsňující způsob, spočívající v injektování vody (zpětným tlačením vrstevní vody nebo injektováním vnějších vod) má nedostatek, jehož podstata tkví v tom, že uhlovodík zůstane v mikroporésních horninách jako uzavřenina. Afinita vody k těmto horninám není podstatně vyšší než afinita uhlovodíků, v důsledku čehož nemůže voda úspěšně vytěsnit uhlovodíky z uvedených mikropórů. Stejné okolnosti nastávají při injektování uhlovodíkových plynů; kromě toho představují uhlovodíkové plyny samotné značnou hodnotu. Proto jejich zpětné zavádění do vrstvy znamená ztrátu zdroje energie.The displacement method of injecting water (by back pressure of the water or by injection of external water) has the drawback that the hydrocarbon remains in the microporous rocks as a barrier. The affinity of water for these rocks is not significantly higher than that of hydrocarbons, as a result of which water cannot successfully displace hydrocarbons from said micropores. The same circumstances occur when injecting hydrocarbon gases; moreover, the hydrocarbon gases themselves are of considerable value. Therefore, their reintroduction into the layer means a loss of energy source.

Za tlakových a teplotních poměrů, existujících v ropných vrstvách, se kysličník uhličitý nachází obecně nad kritickým rozmezím; za těchto podmínek se kysličník uhličitý rozpouští dobře v ropě a vykazuje takto příznivý vytěsňovací účinek. Avšak rovněž uvedený způsob, používající kysličníku uhličitého, má nedostatky. V důsledku vzájemného působení ropy a kysličníku uhličitého dochází ke srážení asfalténů a pryskyřic v pórech, čímž se prosakovací charakteristiky vrstvy ještě dále zhorší. Vzhledem k povrchovým jevům v porésní sběrné vrstvě nemůže být rovněž ani injektováním kysličníku uhličitého zajištěno dokonalé otevření ropné vrstvy; „vymetení“ oleje lze provést rovněž jen částečně v důsledku toho,· že specifická váha vodného roztoku kysličníku uhličitého v rozmezí nasyceného stavu je vyšší než ' specifická váha vody. Následkem toho se kysličník uhličitý odděluje od uhlovodíku, jehož specifická váha je nižší než . specifická váha vody; kysličník uhličitý je ve vodě jen omezeně rozpustný, jeho desorbující účinek na pryskyřice jev důsledku jeho kyselé reakce nízký a může pryskyřičné sloučeniny jen špatně rozpouštět. Značně rozšířené provádění těžby oleje termickým způsobem je v daném případě nereálné s ohledem na složení oleje a na značnou hloubku nosných vrstev ropy. Pěstování kmenů mikroorganismů v podzemní sběrné vrstvě je závislé na četných, předem nevypočitatelných okolnostech, takže výsledek tohoto způsobu je do značné míry nejistý.Under the pressure and temperature conditions existing in the oil layers, carbon dioxide is generally above the critical range; under these conditions, the carbon dioxide dissolves well in the oil and thus exhibits a favorable displacement effect. However, the method using carbon dioxide also has drawbacks. As a result of the interaction of oil and carbon dioxide, asphaltenes and resins precipitate in the pores, thereby further deteriorating the wicking properties of the layer. Due to the surface phenomena in the porous collection layer, even the injection of carbon dioxide cannot ensure perfect opening of the oil layer; Oil 'sweeping' can also be carried out only partially because the specific gravity of the aqueous solution of carbon dioxide in the saturated state range is higher than the specific gravity of the water. As a result, carbon dioxide is separated from a hydrocarbon whose specific gravity is less than. specific weight of water; carbon dioxide is only sparingly soluble in water, its desorbing effect on resins is low due to its acidic reaction, and can hardly dissolve the resin compounds. The widespread use of thermal oil extraction in this case is unrealistic in view of the oil composition and the considerable depth of the oil support layers. The cultivation of microorganism strains in the underground collecting layer is dependent on numerous, unpredictable circumstances, so that the result of this method is largely uncertain.

Zavádění plynu do olejové vrstvy vede, stejně jako v - případě vrstev obsahujících současně ropu a zemní plyn, k tvorbě tak zvaných plynových čepic, přičemž se plyny, jejichž specifická váha je nižší než specifická váha tekutých uhlovodíků, hromadí v klenbě (v kupoli) uhlovodíkové sběrné vrstvy. Tlak vrstvy je přítomností plynů v takových plynových čepcích nepříznivě ovlivněn; navíc mohou tyto plyny prorazit z uvedených čepců bezprostředně ke dnu studně a to tzv. makrotrhlinami v hornině, které jsou dlouhé a které mají větší průměr. Následkem toho jsou krajně nepříznivě ovlivněny parametry těžby oleje dané studně.The introduction of gas into the oil layer, as in the case of layers containing simultaneously oil and natural gas, leads to the formation of so-called gas caps, whereby gases whose specific gravity is lower than the specific gravity of liquid hydrocarbons accumulate in the dome collecting layer. The layer pressure is adversely affected by the presence of gases in such gas caps; moreover, these gases can penetrate from said caps immediately to the bottom of the well by so-called macrocracks in the rock, which are long and which have a larger diameter. As a result, the oil extraction parameters of the well are extremely adversely affected.

Za účelem zabránění výše uvedenému jevu je snaha vytvořit v plynových čepcích na rozhraní kapalných a plynných uhlovodíků kapalinový povlak, sestávající z uzavírací kapaliny. Pro tento účel ' se používají takové plyny, které za - podmínek tlaku vrstvy a zde existujících teplot zůstávají v kapalném stavu (propan, butan). To je však podle výše zmíněných úvah spojeno se ztrátou zdroje energie. K danému účelu není možné použít vody vzhledem k tomu, že vytvoření povlaku uzavírací kapaliny, tvořeného vodou, by bylo nad uhlovodíkem se specifickou vahou nižší než specifická váha vody těžko proveditelné.In order to avoid the aforementioned phenomenon, an attempt is made to form a liquid coating consisting of a sealing liquid in the gas caps at the interface of liquid and gaseous hydrocarbons. For this purpose, gases which remain in the liquid state (propane, butane) under the layer pressure and the temperatures present therein are used. However, this is, in the light of the above considerations, associated with the loss of an energy source. It is not possible to use water for this purpose, since it would be difficult to make a coating of a sealing liquid formed by water over a hydrocarbon with a specific weight than a specific weight of water.

Vynález má za účel odstranit výše uvedené nedostatky.The invention is intended to overcome the above drawbacks.

Vynález se týká způsobu těžby ropy, který je při použití stejných materiálů a metod rovněž vhodný k bezezbytkovému vypuzení kapalných uhlovodíků z mikroporésních vrstev a který je kromě toho schopen vytvořit ve vrstvách, současně obsahujících kapalné a plynné uhlovodíky, na rozhraní kapalné a plynné fáze uzavírací kapalinu, poskytující žádoucí bezpečnost, přičemž vytvoření uvedené uzavírací kapaliny je laciné a není spojeno se ztrátou energie.The present invention relates to a process for the extraction of crude oil which, using the same materials and methods, is also suitable for the complete evacuation of liquid hydrocarbons from microporous layers and which is additionally capable of forming a liquid at the interface between liquid and gaseous phases , providing the desired safety, wherein the formation of said sealing liquid is cheap and not associated with a loss of energy.

Při pokusech bylo zjištěno, že vodný roztok amoniaku tvoří dostatečně stabilní chemosorpční sloučeninu alkalické reakce, jejíž specifická váha je menší než specifická váha vody, přičemž tato specifická váha je nastavitelná na libovolnou hodnotu změnou směšovacího poměru. Uvedená chemosorpční sloučenina má dosti vysokou kritickou teplotu, za teploty a tlaku vrstvy zůstává obecně v kapalném stavu, je mísitelná s vodou v libovolném poměru a její absorpční, event. desorpční vlastnosti jsou podstatně příznivější, než je tomu u kysličníku uhličitého. V důsledku toho jsou jak amoniak, tak i jeho . vodný roztok shodně vhodné k účinnému vypuzení kapalných uhlovodíků z mikroporésních sběrných vrstev a kromě toho rovněž k vytvoření uzavírací kapaliny vhodných vlastností na rozhraní kapalných a plynných uhlovodíků.It has been found in experiments that the aqueous ammonia solution forms a sufficiently stable chemosorption compound of an alkaline reaction whose specific gravity is less than the specific gravity of water, the specific gravity being adjustable to any value by changing the mixing ratio. Said chemosorbent compound has a fairly high critical temperature, remains generally in a liquid state at the temperature and pressure of the layer, is miscible with water in any ratio, and its absorption, resp. the desorption properties are considerably more favorable than that of carbon dioxide. As a result, both ammonia and its ammonia are present. an aqueous solution equally suitable for efficiently expelling liquid hydrocarbons from microporous collecting layers and, moreover, also forming a sealing liquid of suitable properties at the interface of liquid and gaseous hydrocarbons.

Dále je popsán jeden z možných způsobů provedení způsobu podle vynálezu.One possible embodiment of the method according to the invention is described below.

Na vhodných místech vrstvy otevřené k těžbě se, o sobě známým způsobem, zřídí vháněcí studny. V blízkosti těchto vháněcích studní se umístí provoz, sloužící k přípravě amoniakálního roztoku, který s výhodou sestává ze zařízení pro úpravu vody, mísiče a z filtračních a zásobních nádob. Po započetí těžby se vháněcími studnami injektuje do vrstvy připravený roztok amoniaku o vhodném směšovacím poměru a to v množství, odpovídajícím 10 až 20 % objemu pórů, určenému k zaplavení. Po injektování tohoto . objemu se napájení amoniakálním roztokem přeruší, načež se vytvořená amoniakální zátka ve vrstvě prostřednictvím injektování čisté vody skrze vháněcí studny dále žene směrem k těžní - studni.Injection wells are established in suitable locations in a manner known per se. In the vicinity of these injection wells there is a plant for the preparation of an ammonia solution, which preferably consists of a water treatment device, a mixer and filter and storage vessels. After extraction has commenced, the prepared wells are injected into the bed with the prepared ammonia solution of a suitable mixing ratio in an amount corresponding to 10 to 20% of the pore volume to be flooded. After injecting this. The volume of ammonia solution is interrupted, whereupon the formed ammonia plug in the layer is further driven towards the extraction well by injection of clean water through the injection wells.

Odpovídajícím regulováním množství použitého plynného amoniaku je možné připravit takový vodný roztok, jehož specifická hmota je nižší nebo vyšší než specifická hmota kapalného uhlovodíku, kterým byla vrstva nasycena anebo jehož specifická hmota je rovna specifické hmotě uvedeného uhlovodíku. Prostřednictvím tohoto roztoku je možné provést vytěsnění od spodní hranice vrstvy směrem . k horní hranici vrstvy (s roztokem, jehož specifická váha je vyšší než specifická váha kapalného uhlovodíku) nebo případně od horní hranice vrstvy směrem k dolní hranici vrstvy (s roztokem, jehož specifická váha je nižší než specifická váha kapalného uhlovodíku) anebo současně v obou směrech sjednoceným působením obou roztoků.By appropriately controlling the amount of ammonia gas used, it is possible to prepare an aqueous solution whose specific mass is lower or higher than the specific mass of the liquid hydrocarbon through which the layer has been saturated or whose specific mass is equal to the specific mass of said hydrocarbon. With this solution it is possible to displace from the lower boundary of the layer towards. to the upper limit of the layer (with a solution whose specific gravity is greater than the specific gravity of the liquid hydrocarbon) or, alternatively, from the upper limit of the layer towards the lower limit of the layer (with a solution whose specific gravity is lower than the specific gravity of the liquid hydrocarbon) by the combined action of both solutions.

Podle jiného způsobu provedení způsobu podle vynálezu se do vrstvy vhání uvedeným způsobem kapalný amoniak, načež se popsaným způsobem vzniklá zátka stejným způsobem žene dále injektováním vody. Tím se dosáhne opravdu radikálního účinku.According to another embodiment of the process according to the invention, liquid ammonia is injected into the layer in such a manner and then the stopper formed in the same way is further injected with water. This achieves a truly radical effect.

Další možný způsob provedení způsobu podle vynálezu se týká vytvoření uzavírací kapaliny. Pro vrstvu,. která současně obsahuje kapalné a plynné uhlovodíky, se připraví za - použití odpovídající koncentrace plynného amoniaku (přídavkem 4,5 až 400 g/1 plynného amoniaku) taková kapalina, jejíž specifická váha, ačkoliv se blíží specifické váze kapalného uhlovodíku, kterým je vrstva nasycena, přesto je nižší než tato specifická - váha. Tento ' roztok se prostřednictvím odpovídajícím- způsobem zřízené vháněcí studny injektuje do kapaliny, nacházející se v plynovém čepci. V důsledku specifické váhy této kapaliny zůstane injektovaný roztok na jejím povrchu, čímž se zabrání unikáni plynu do kapalného uhlovodíku a rozpouštění uhlovodíkového plynu v kapalném uhlovodíku.Another possible embodiment of the method according to the invention relates to the formation of a sealing liquid. For layer ,. which at the same time contains liquid and gaseous hydrocarbons, prepare - using an appropriate concentration of ammonia gas (by adding 4,5 to 400 g / l ammonia gas) a liquid whose specific gravity, although close to the specific weight of the liquid hydrocarbon through which the layer is saturated, yet it is lower than this specific - weight. This solution is injected into the liquid contained in the gas cap by means of a correspondingly designed injection well. Due to the specific weight of the liquid, the injected solution will remain on its surface, thereby preventing gas from escaping into the liquid hydrocarbon and dissolving the hydrocarbon gas in the liquid hydrocarbon.

Při těžbě z této vrstvy vniká amoniakální voda účinkem taku plynného čepce do vrstvy na místo vyprázdněné ropy, přičemž rovněž v důsledku ' jejích již popsaných absorpčních vlastností vyhání ’ zbytky ropy z vrstvy směrem k těžní studni.When extracted from this layer, the ammonia water enters the layer instead of the emptied oil through the action of such a gas cap, and also, due to its absorbent properties already described, drives the oil residue from the layer towards the well.

Použití uvedených způsobů provedení způsobu podle vynálezu je vhodné k významnému zvýšení specifických výtěžků ze sběrných ropných vrstev.The use of said methods of carrying out the process of the invention is suitable for significantly increasing the specific yields of the oil-collecting layers.

Uvedené formy provedení jsou kromě toho vhodné k účinné těžbě z ropných ložisek bohatých na bitumen a vykazujících vysoký obsah aromatických sloučenin a pryskyřic a dokonce к sekundární těžbě ropných vrstev, které již byly vytěženy jinými metodami.In addition, the embodiments are suitable for efficient extraction from bitumen-rich oil deposits having a high content of aromatic compounds and resins and even for secondary extraction of oil layers which have already been extracted by other methods.

Uvedený‘způsob může být rovněž kombinován s vytěsňovacím způsobem, založeným na použití kysličníku uhličitého.Said method may also be combined with a displacement method based on the use of carbon dioxide.

Od ropy, která stoupá do těžní studně, lze amoniak a jeho vodný roztok oddělit v separátoru, načež lze amoniak po vhodné koncentraci opět použít.From the oil rising into the well, the ammonia and its aqueous solution can be separated in a separator, after which the ammonia can be reused after a suitable concentration.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for increasing the yield of crude oil, in particular from collecting layers containing simultaneously crude oil and natural gas, characterized in that an aqueous ammonia solution is injected into the layer open for the extraction of crude oil by means of an established injection well.

2. A process according to claim 1, characterized in that ammonia gas is injected into the oil-open layer via a well.

3. A method according to claim 1, characterized in that an ammoniacal solution having a concentration of 4.5 to 300 g / l is injected at the lower boundary of the layer, the specific gravity of which is higher than the specific gravity of the oil to which it is saturated.

4. The method of claim 1, wherein an ammoniacal solution having a concentration of 10 to 400 g / l having a specific gravity lower than the specific gravity of the oil to which it is saturated is injected near the upper boundary of the open layer.

Method according to claim 1, characterized in that, in particular to form a sealing liquid between the liquid and the gas phase in the oil collecting layers containing both oil and natural gas, an ammonia solution is injected into the layer by means of an injection well arranged near the gas cap. the specific gravity of which is lower than the specific gravity of the oil to which the layer has been saturated but which is close to the specific gravity.