Wtrysk pary (przemysł naftowy) - Steam injection (oil industry)
Wtrysk pary jest coraz powszechniejszą metodą wydobywania ciężkiej ropy naftowej . Jest uważana za metodę wzmocnionego odzysku ropy (EOR) i jest głównym rodzajem stymulacji termicznej złóż ropy. Istnieje kilka różnych form tej technologii, z których dwie główne to cykliczna stymulacja parą i wylewanie parą. Oba są najczęściej stosowane do złóż ropy naftowej, które są stosunkowo płytkie i zawierają ropę naftową, która jest bardzo lepka w temperaturze rodzimej formacji podziemnej. Wtrysk pary jest szeroko stosowany w Dolinie San Joaquin w Kalifornii (USA), w rejonie jeziora Maracaibo w Wenezueli oraz w piaskach roponośnych północnej Alberty (Kanada).
Innym czynnikiem wpływającym na zwiększenie produkcji ropy podczas wtryskiwania pary jest oczyszczanie w pobliżu odwiertu. W tym przypadku para zmniejsza lepkość, która wiąże parafiny i asfalteny z powierzchniami skał, podczas gdy destylacja parą wodną lekkich frakcji ropy naftowej tworzy mały bank rozpuszczalników, który może w sposób mieszany usunąć uwięziony olej.
Cykliczna stymulacja parą (CSS)
Ta metoda, znana również jako metoda Huff and Puff, składa się z 3 etapów: wtrysku, namaczania i produkcji. Para jest najpierw wtryskiwana do odwiertu przez pewien czas, aby podgrzać olej w otaczającym zbiorniku w celu odzyskania około 20% pierwotnego oleju na miejscu (OOIP), w porównaniu z drenażem grawitacyjnym wspomaganym parą, który według doniesień odzyskuje ponad 50% OOIP. Często zdarza się, że studnie są wytwarzane w cykliczny sposób parą przez kilka cykli, zanim zostaną poddane reżimowi zalewania parą z innymi studniami.
Mechanizm przebiega przez cykle wtryskiwania pary, namaczania i produkcji oleju. Najpierw do studni wtryskuje się parę wodną o temperaturze od 300 do 340 ° Celsjusza na okres od tygodni do miesięcy. Następnie studzienkę pozostawia się na kilka dni lub tygodni, aby ciepło wsiąkło w formację. Na koniec gorący olej jest wypompowywany ze studni przez kilka tygodni lub miesięcy. Gdy tempo produkcji spada, odwiert przechodzi kolejny cykl wtrysku, namaczania i produkcji. Proces ten powtarza się, dopóki koszt wtryskiwania pary nie będzie wyższy niż pieniądze uzyskane z produkcji ropy. Metoda CSS ma tę zaletę, że współczynniki odzysku wynoszą około 20 do 25%, a wadą jest wysoki koszt wtryskiwania pary.
Canadian Natural Resources wykorzystuje „cykliczną parę lub technologię„ huff and puff ”do rozwijania zasobów bitumu. Technologia ta wymaga jednego odwiertu, a produkcja składa się z fazy wtrysku i produkcji. Pierwsza para jest„ wtryskiwana przez kilka tygodni, mobilizując zimny bitum ” . Następnie przepływ w odwiercie jest odwracany, wytwarzając ropę przez ten sam otwór wtryskowy. Fazy wtrysku i produkcji razem składają się na jeden cykl. „Para jest ponownie wtryskiwana, aby rozpocząć nowy cykl, gdy tempo produkcji ropy spadnie poniżej krytycznego progu z powodu chłodzenia zbiornika. Na tym etapie można zastosować metodę sztucznej windy. Po kilku cyklach może to nie być ekonomiczne do produkcji metodą „huff and puff”. Następnie rozważa się zalewanie parą w celu dalszego odzyskiwania oleju, jeśli inne warunki są sprzyjające. Zaobserwowano, że odzysk z „huff and puff” może być osiągnięty do 30%, a po zalaniu parą może sięgać nawet 50% ”( CNRL 2013 ) .
Zalanie parą
W przypadku powodzi parowych, czasami nazywanych napędem parowym, niektóre odwierty są wykorzystywane jako odwierty do wtryskiwania pary, a inne odwierty są wykorzystywane do produkcji ropy naftowej. Działają dwa mechanizmy, które mają na celu poprawę ilości odzyskiwanego oleju. Pierwszym jest podgrzanie ropy do wyższych temperatur, a tym samym zmniejszenie jej lepkości, tak aby łatwiej przepływał przez formację w kierunku szybów produkcyjnych. Drugim mechanizmem jest przemieszczanie fizyczne, stosowane w sposób podobny do zalewania wodą , w którym ropa ma być wtłaczana do studni produkcyjnych. Chociaż w tej metodzie potrzeba więcej pary niż w przypadku metody cyklicznej, zwykle jest ona bardziej skuteczna w odzyskiwaniu większej części oleju.
Formą zalewania parą, która stała się popularna w piaskach roponośnych Alberty, jest drenaż grawitacyjny wspomagany parą (SAGD), w którym wiercone są dwie poziome studnie, jedna kilka metrów nad drugą, a para jest wtryskiwana do górnej. Celem jest zmniejszenie lepkości asfaltu do punktu, w którym grawitacja wciągnie go w dół do szybu produkcyjnego.
W 2011 r. Laricina Energy połączone wtryskiwanie rozpuszczalnika z wtryskiem pary w procesie zwanym cyklicznym drenażem grawitacyjnym wspomaganym parą rozpuszczalnikową (SC-SAGD) ( Canadian Association of Petroleum Producers CAPP 2009 ) . Laricina twierdzi, że połączenie rozpuszczalników z parą zmniejsza ogólny współczynnik odzysku oleju parowego o 30%.
Alternatywą dla pary generowanej powierzchniowo jest wytwarzanie pary w odwiercie, które zmniejsza straty ciepła i wytwarza w zbiorniku parę wysokiej jakości, co pozwala na szybszą produkcję ciężkiej ropy i piasków roponośnych. Główne koncerny naftowe po raz pierwszy zaproponowały odwiertowe generatory pary we wczesnych latach sześćdziesiątych. W ciągu ostatnich 50 lat opracowano wiele technologii parowych w odwiertach, takich jak system spalania wgłębnego DOE i SANDIA, znany jako Project Deep Steam, który został przetestowany w warunkach eksploatacyjnych w Long Beach w Kalifornii w 1982 r., Ale zakończył się niepowodzeniem. Jedyny odwiertowy generator pary, który okazał się skuteczny, nosi nazwę eSteam.
Bibliografia
Dalsza lektura
- Butler, Roger M. (1997). Odzysk termiczny oleju i bitumu . ISBN 0-9682563-0-9.