HU187718B

HU187718B - Method dor working natural gas beds, underground gas-containers

Info

Publication number: HU187718B
Application number: HU175982A
Authority: HU
Inventors: Imre Ferenczy; Jozsef Papy; Akos Ban; Laszlo Peti
Original assignee: Magyar Szenhidrogenipari
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1982-06-01
Publication date: 1986-02-28

Abstract

A találmány tárgya eljárás földgáztelepek és földalatti gáztárolók művelésére, illetve kihozatali tényezőjének és/vagy a művelés hatékonyságának növelésére. A találmány értelmében a földgáztelepet vagy a tárolót nagynyomású kiszorító fluidummal — előnyösen alacsony fütőértékü vagy fütöérték nélküli gázzal/gázeleggyel és/vagy folyadékkal - elárasztjuk, s a magas fütőértékü földgázt az elárasztással kiszorítjuk, illetve a fluidummal legalább részben helyettesítjük. Á találmány szerinti eljárás ipari szempontból kevéssé értékes fluidum felhasználásával lehetővé teszi olyan, nagy fütőértékü földgáz kitermelését, amely az ismert módszerekkel nem hozható felszínre. -1-The present invention relates to a method for cultivating natural gas stations and underground gas storage facilities, or for increasing the yield and / or efficiency of cultivation. According to the invention, the natural gas storage or reservoir is flooded with a high pressure displacement fluid, preferably a low calorific value or a zero gas / gas mixture and / or liquid, and the high calorific gas is displaced by flooding or at least partially replaced by the fluid. The process of the present invention allows the production of high calorific gas, which cannot be surface-treated by known methods, using a low-value industrial fluid. -1-

Description

A találmány tárgya eljárás a földgáztelepek és földalatti gáztárolók művelésére, illetve kihozatali tényezőjének és/vagy a művelés hatékonyságának a növelésére.The present invention relates to a method for cultivating natural gas plants and underground gas reservoirs and to increasing the yield factor and / or the efficiency of cultivation.

A szénhidrogén-termelés történetét tekintve megállapítható, hogy kezdetben csupán a kőolajat tekintették értékes ásványi nyersanyagnak, míg a vele együtt megjelenő földgázt, amely a kőolajban rétegviszonyok között oldódik, a felszínen pedig atmoszférikus nyomáson és közönséges hőmérsékleten gáz formájában felszabadul, mint értéktelent és haszontalant, a kitermelés helyén, az olajmezőn fáklyákon elégették a robbanásveszély megakadályozása végett. így a kőolaj után való kutatás során feltárt földgázmezőket teljesen értéktelennek tekintették, mert nem ismerték még a földgáz-hasznosítási lehetőségeket.In the history of hydrocarbon production it can be stated that at first only petroleum was regarded as a valuable mineral, while the natural gas accompanying it, which is soluble in the oil in layers, and released at atmospheric pressure and ordinary temperature as a gas, at the site of the mine, burned on the oil field torches to prevent the risk of explosion. Thus, the natural gas fields discovered during the exploration for petroleum were considered to be completely worthless as the potential for natural gas exploration was not yet known.

Az elmúlt évtizedekben az energiaéhség mindinkább megteremtette a földgáz hasznosítása iránti igényt, különösen az iparilag fejlett országokban, azonban még ma is vannak olyan földgázmezők, amelyek az ipari fogyasztási helyektől távol esnek, és ezért, vagy például elmaradott gazdasági környezet miatt egyáltalán nem, vagy csak igen rossz hatásfokkal kerülnek kiaknázásra.In recent decades, energy hunger has increasingly created the need for natural gas, especially in industrialized countries, but there are still natural gas fields that are far from industrial consumption areas and therefore, at least due to a backward economic environment. they are exploited with poor efficiency.

A földgázmezők termeltetésének elterjedt alapvető gyakorlata az, hogy a mezők művelése elsősorban a természet adta energiák segítségével történik. Ez azt eredményezi, hogy a kihozatal az energiarendszerüktől függően 90-50% között változik, azaz a kezdeti földtani készlet 10-50%-a a jelenlegi termeléstechnikai feltételek mellett nem kerül kitermelésre. A kitermelési veszteség okai többfélék.It is a common basic practice for natural gas fields to be cultivated primarily with the help of natural energies. This results in yields varying between 90% and 50% depending on their energy system, ie 10% to 50% of the initial geological reserves are not mined under current production conditions. The causes of production losses are manifold.

Saját energiával termelő földgáztelep - ún. zárt tároló - esetén a kitermelés következtében előálló rétegnyomás-csökkenés azt eredményezi, hogy a gáz a letermelés végső szakaszában a kúton olyan alacsony nyomással érkezik a gázelőkészítő egységhez, hogy már gazdaságtalan a jelentős nyomásigényű (50-80 bar) távvezetékre komprimálni. Ezért a nagy kapacitásra kiépített földgázmezőt már nem lehet gazdaságosan a korábbi kapacitással üzemeltetni a nagy kompresszorkapacitás és a nagy kútszámigény miatt, így a gáz távvezetéki szállítása célszerűtlen, a kiépített kapacitások már tovább ki nem használhatók, és esetleg a gázban maradt értékes célkomponensek kiválasztása sem történhet meg (a propán, bután stb. kiválasztása), mert az erre kiépített felszíni berendezések kapacitása túl méretezetté vált a jelentős (50-60%-os vagy na gyobb) termeléscsökkenés miatt. Ez a nyomásesés tehát azt eredményezi, hogy az ilyen típusú tárolók művelését 20-30 bar nyomáson abbahagyják, vagy pedig szerencsés esetben a földgázmező közelében - igen kis kapacitású helyi fogyasztó helyeken hosszabb ideig az eredeti kapacitás tört részén kerül csupán felhasználásra a gáz, ami azt is jelenti, hogy a földgáz közgazdasági értelemben elértéktelenedik.Autoproducer natural gas plant - so - called. in the case of a closed storage tank, the drop in pressure resulting from the extraction results in the gas entering the gas preparation unit at the final stage of the extraction at such low pressure that it is no longer economical to compress it to a high pressure (50-80 bar) power line. Therefore, a natural gas field built on high capacity can no longer be operated economically at its earlier capacity due to high compressor capacity and large well requirements, thus eliminating the need for pipeline transport of gas and the inability to select valuable components remaining in the gas. (selection of propane, butane, etc.) because the capacity of the surface equipment built for it has become too large due to the significant reduction in production (50-60% or better). Thus, this pressure drop results in the cessation of cultivation of this type of storage at 20-30 bar or, fortunately, near the natural gas field - at very low capacity local consumption sites, only a fraction of the original capacity is used for a longer period of time. means that natural gas is depreciated economically.

Alapvetően más tényező okozza a jelentős vesz teséghányadot az ún. víznyomásos tárolóknál. A földgáztelepek jelentős hányada víztárolóval érintkezik. Ez a földgáz keletkezési körülményeivel magyarázható. Tudvalevőleg a földgáz üledékes kőzetben keletkezik, amely a gázfelhalmozódá:Basically, another factor causes the significant loss ratio of the so-called. water pressure accumulators. A significant proportion of natural gas plants come into contact with water reservoirs. This can be explained by the conditions of natural gas generation. It is known that natural gas is formed in sedimentary rock, which accumulates:

előtt vízzel volt telítve. A felhalmozódás során a gravitáció hatására a gáz kiszorítja a vizet a tárolókőzet egy részéből, és a kialakult gáz-víz fázishatár felett a pórustér gázzal telített lesz. E tárolótérben található egy vízhányad a kőzet pórusainak a falán, amelyet a gáz nem képes kiszorítani, s amelyet tapadóvíznek nevezünk, A tapadóvíz-telítettség értéke kőzettípustól függően 40-15% között változik. A gáztelítettség pedig ebből kifolyólag értelemszerűen a fázishatár felett csupán 85-60%. (A gáz/viz fázishatár alatt a víztelítettség 100%.) A vízzel telített pórustér térfogata többszöröse lehet a gázt tartalmazó pórustérnek.before it was saturated with water. During accumulation, gravity causes the gas to displace water from a portion of the reservoir, and the pore space is saturated with gas above the formed gas-water phase boundary. This reservoir contains a proportion of water in the wall of the pores of the rock that cannot be displaced by gas, which is called tap water. The value of tap water saturation varies between 40 and 15%, depending on the type of rock. Therefore, the gas saturation is obviously only 85-60% above the phase boundary. (The water / water phase saturation is 100%.) The volume of water-saturated pore space may be several times the volume of the gas-containing pore space.

A gáztermelés megkezdésekor - mint említettük a kitermelés miatt a rétegnyomás csökken, ennek hatására a kis kompresszibilitású, de nagy térfogatú víztömeg kiterjed és benyomul az eredetileg gáztartalmú pórustérfogatba. Ha a kőzet kifejlődése igen jó és a víztest igen nagy, akkor a vízbeáramlás mértéke olyan intenzív is lehet, hogy a gáztelep leművelése közel a kezdeti rétegnyomáson történik.At the start of gas production, as mentioned above, due to the extraction, the pressure of the bed decreases, which causes the low volume of water with low compressibility but high volume to expand and penetrate into the initially gas-containing pore volume. If the rock development is very good and the water body is very large, the amount of water inflow can be so intense that the gas plant is cultivated near the initial bed pressure.

A földgáztelepbe történő vízbeáramlás nyomásfenntartása a nyomásenergia szempontjából kedvező, mivel a földgáztelep nagy nyomáson való művelését biztosítja a jelentős beruházási igényű kompresszortelepek alkalmazása nélkül.Maintaining the pressure of the water inflow into the natural gas plant is favorable from the point of view of pressure energy, since it ensures the operation of the natural gas plant at high pressure without the use of compressor plants with significant investment needs.

A telepbe való vízbeáramlásnak azonban van egy komoly hátránya is, ami a kiszorított fázis (gázfázis) és a kiszorító fázis (vízfázis) határfelületi energiaviszonyaival magyarázható.However, there is a serious drawback to the inflow of water into the site, which can be explained by the interfacial energy relations of the displaced phase (gas phase) and the displacement phase (water phase).

A víz ugyanis a gáz és a víz közötti jelentős határfelületi feszültség miatt tökéletlen dugattyúként szorítja ki a gá^(. Ez azt eredményezi, hogy az előrehaladó vízfront mögött, tehát az elárasztott vizes zónában számottevő gáztelítettség marad vissza (25-50%), és a jelenleg ismert termelési technológiával már nem is termelhető ki. Ennek következtében a víznyomásos tárolók esetén az eredeti földtani gázkészletnek 30-40%-a veszteség.The water displaces the gas as an imperfect piston due to the significant interfacial tension between the gas and the water. This results in a significant gas saturation (25-50%) behind the progressive waterfront and in the flooded water zone. it can no longer be produced by currently known production technology, which results in a loss of 30-40% of the original geological gas reserves for water storage tanks.

A víznyomásos tárolóknál a gáztelepbe beáramló víz okozta gázveszteség ismert jelenség, és azt is megállapították, hogy minél nagyobb ütemű a gáztermelés, annál kisebb a gázveszteség. Ennek oka abban keresendő, hogy a nagyütemű termelés miatt a víz viszonylag kisebb térfogatot képes elárasztani, ami egyúttal alacsonyabb rétegnyomást eredményez, azonos kumulatív gáztermelésre vonatkoztatva. Ez a két, de végeredményben összefüggő jelenség összességében azt eredményezi, hogy a termelés növelésével kisebb lesz a gázveszteség.The loss of gas from water flowing into the gas plant at water pressure storage facilities is a known phenomenon and it has been found that the higher the rate of gas production, the lower the loss of gas. The reason for this is that, due to high-speed production, water is able to infiltrate a relatively smaller volume, which at the same time results in lower bed pressures for the same cumulative gas production. Taken together, these two phenomena, which are ultimately related, result in lower gas losses as production increases.

A termelési ütem növelésének azonban korlátot szab egyrészt a kiépíthető kapacitás (a kutak száma, a csővezetékek átmérője, az előkészítő egység, kompresszorállomás kapacitása, valamint a távvezeték átmérője), másrészt az, hogy a fogyasztási igényeket huzamos ideig kell kielégíteni.However, the increase in the production rate is limited by the capacity to be built (number of wells, diameter of pipelines, capacity of the preparation unit, compressor station and diameter of the pipeline) and the need to meet consumption needs for a long time.

Noha a gyakorlatban a veszteséget a nagyobb ütemű termeléssel igyekeznek csökkenteni, az említett okok miatt az elérhető legnagyobb termelési ütem esetén is a termelési idő általában legalább 10 évet tesz ki. A gázvejzteségek a fokozott termelési ütem ellenére a kezdeti földtani készletnek az 50%át is elérhetik a víznyomásos tárolóknál.Although, in practice, efforts are made to reduce losses through higher rates of production, for these reasons, even at the highest possible rate of production, production times are generally at least 10 years. In spite of the increased production rate, gas losses can reach up to 50% of the initial geological inventory at water pressure reservoirs.

A földalatti gáztárolók, amelyeknek a tárolótere ugyanolyan, mint a földgáztelepeké, mint ismere-21 .187 718 tes, a szezonális gázigények kielégítésére szolgálnak. Ez azt jelenti, hogy nyáron, amikor a gázfogyasztás viszonylag kicsi, de a földgáztelepek közel a kiépített kapacitásokon termelnek, az el nem fogyasztott gázt a földgáztárolókba visszanyomják. Télen, amikor a gázigények nagyobbak a földgáztermelési lehetőségeknél, az ezekben a földgáztárolókban tárolt gázt visszatermelik.Underground gas storage facilities, which have the same storage space as natural gas storage facilities as you know it, are designed to meet seasonal gas needs. This means that in the summer, when gas consumption is relatively small but gas plants produce close to their installed capacity, unused gas is pushed back to the gas storage facilities. In winter, when gas demands are greater than natural gas production opportunities, the gas stored in these storage facilities is recovered.

A földgáztárolók jelentős beruházásigényű létesítmények, ahol a beruházás nagy hányadát - 20-30%-ot - az ún. „párnagáz” biztosítása jelenti. A párnagáz minősége a gyakorlat szerint azonos a tárolt gáz minőségével. A párnagáz igen fontos a tároló megfelelő nyomásszintű üzemeltetéséhez, azonban a gázigények fedezésében nem vesz részt, állandóan a tárolóban marad. A gázigényeket a párnagáz mennyiségén felüli ún. aktív gáz biztosítja. A gáztárolóknál a párnagáz és az aktív gáz aránya általában 1 : 1. Ez azt jelenti, hogy egy ciklusban 1 m³ gáztárolóra 1 m³ gázpárna gázként való lekötésére van szükség, ami hosszú éveken keresztül vissza nem térülő beruházási terheket képez. (A m³ térfogat 1 bar nyomáson és 15 °C hőmérsékleten értendő.)Natural gas storage facilities are facilities requiring significant investment, where a large part of the investment - 20-30% - is the so-called gas storage. Means providing "pillow gas." The quality of the cushion gas is, in practice, the same as that of the stored gas. The cushion gas is very important for the proper operation of the reservoir pressure, but it does not cover gas requirements, it remains permanently in the reservoir. The gas requirements are so-called excess gas volumes. active gas. The gas reservoirs share the cushion gas and active gas is generally 1: 1. This means that a cycle of 1 m lash ³ gas cushion of gas is needed as a 1 m ³ of the gas container, which constitutes a non-recurring investment burden for many years. (Volume m ³ is to be understood at a pressure of 1 bar and a temperature of 15 ° C.)

A földalatti gáztárolók üzemeltetésének biztosításához szükséges párnagáz mennyiségét úgy igyekeznek csökkenteni, hogy olyan szerkezeteket választanak ki, ahol a gáztároló üzemeltetéséhez lehetőleg kevés párnagázra van szükség. így a gyakorlatban például leművelt zárt gáztelepeket és nagy dőlésű víznyomásos telepeket képeznek ki gáztárolóvá. Azonban az így kiválasztott tárolók esetén sem csökken jelentősen a párnagáz és az aktív gáz aránya 1 : 1 körüli érték alá.The amount of cushion gas required to operate underground gas storage facilities is reduced by selecting structures where as little gas cushion gas is required to operate the gas storage facility. Thus, in practice, for example, capped closed gas tanks and high-slope water pressure tanks are formed as gas storage facilities. However, even with the reservoirs so selected, the ratio of cushion gas to active gas does not fall significantly below 1: 1.

A találmány célul tűzte ki a földgáztelepek és földalatti gáztárolók hatékonyabb művelésének biztosítását.It is an object of the present invention to provide a more efficient operation of natural gas depots and underground gas storage facilities.

Azt találtuk, hogy a földgáztelepekből és a földalatti gáztárolókból a nagy fűtőértékű gázt hatékonyan kinyerhetjük, ha a földgáztelepet vagy a földgáztárolót kis fűtőértékű, nehezen vagy nem éghető gáznemü és/vagy folyékony közeggel árasztjuk el, és ily módon a magas fűtöértékü gázt kiszorítjuk vagy legalább is részben helyettesítjük.It has been found that high calorific gas can be efficiently extracted from natural gas and underground gas storage facilities by flooding the natural gas storage or gas storage with low calorific, non-flammable and / or liquid medium to at least partially replaced.

A találmány alapját az a felismerés képezi, hogy a földgáznak a pórustérből (ez lehet repedéses, üreges, kavernás, porózus és ezek kombinációja) való kiszorítása akkor a legtökéletesebb, ha a kiszorító és a koszorítandó közeg között a határfelületi feszültség a lehető legkisebb. Ilyen kiszorító közeg lehet gáz és/vagy folyadék halmazállapotú. Ha például gázt gázzal szorítunk ki, akkor a kiszorított és a kiszorító fázis között a felületi feszültség zérus. Ez azt jelenti, hogy egy kis értékű vagy értéktelen gázzal, például igen kis kalóriaértékű földgázzal (8-13 · 10³ kJ/m³ vagy ennél kisebb) jó minőségű (30-40 · 10³ kJ/m³) földgázt tudunk kiszorítani és a termelőkutak felé kényszeríteni azokból a pórusterekből, ahová a kis kalóriaértékű gázt besajtoljuk.The invention is based on the discovery that displacement of natural gas from the pore space (which may be cracked, hollow, cavernous, porous, and combinations thereof) is best accomplished when the interfacial tension between the displacement medium and the medium to be clamped is minimized. Such displacement media may be gaseous and / or liquid. For example, if gas is displaced by gas, the surface tension between the displaced and displaced phases is zero. This means that low-value or worthless gas, such as very low calorie natural gas (8-13 · 10 ³ kJ / m ³ or less), can displace high quality (30-40 · 10 ³ kJ / m ³ ) natural gas and forcing the production wells from the pores into which the low calorie gas is injected.

Ennek eredménye végül is az, hogy a jó minőségű, nagy fűtőértékű földgázt azokból a pórusterekből, ahová a kiszorító közeget besajtoltuk - ennek mértékszáma a térfogati elárasztási hatásfok - teljes egészében kitermeljük.As a result, high-quality, high-calorific natural gas is completely extracted from the pore spaces into which the displacement medium is injected, which is a measure of volumetric flooding efficiency.

A találmány további alapja az a felismerés, hogy ha a nagy fűtöértékü réteggázzal telített vízbe sajtoljuk a kis fűtőértékű gázt, akkor a parciális nyomás csökkenése és a diffúziós hajtóerő következtében az oldott gáz egy része felszabadul, és így a szabaddá vált gázfázisok keveredése mellett ezzel is növeljük a kis kalóriatartalmú gáz fütőértékét.The present invention is further based on the discovery that by compressing low calorific gas into water saturated with high calorific LNG, some of the dissolved gas is liberated due to the reduction in partial pressure and diffusion propulsion, thereby increasing the dissolved gas phases. the calorific value of the low calorie gas.

Számításaink szerint megfelelő kúthálózattal és termelésszabályozással 1 pórustérfogatnyi gázbesajiolás esetén a pórustérfogat 80-90%-a elárasztható.According to our calculations 80-90% of the pore volume can be flooded with proper well network and production control with 1 pore volume gas injection.

A találmány értelmében tehát úgy járunk el a földgáztelepek és földalatti gáztárolók művelésére illetve kihozatali tényezőjének és/vagy a művelés hatékonyságának növelésére, hogy a földgáztelepet vagy a tárolót nagynyomású kiszorító fluidummal - előnyösen kis fűtöértékü vagy fűtöérték nélküli gázzal/gázeleggyel és/vagy folyadékkal - elárasztjuk, s a nagy fűtöértékü földgázt az elárasztással kiszorítjuk illetve a fluidummal legalább részben helyettesítjük.Accordingly, the present invention provides a method for cultivating and increasing the efficiency and / or efficiency of a natural gas plant and underground gas storage facility by applying a high pressure displacement fluid, preferably a gas / gas mixture and / or liquid, to the natural gas plant or storage and displacing the high calorific natural gas by flooding or at least partially replacing it with fluid.

A találmány szerint fluidumként bármely gáznemű kiszorító közeg alkalmazható, amely például vegyipari üzemek melléktermékeként megjelenik. Azonban az összeférhetőség szempontjából célszerű olyan kiszorító közegek alkalmazása, amelyeket az eredetük alapján földgáznak kell tekintenünk. Az ilyen típusú, kis fűtöértékü gázokat általában nem éghető, illetve nehezen éghető ún. inért gázoknak nevezzük. A kalóriatartalmuk 0-22 · 10³ kJ/m³között változik, többnyire 8-13 · 10³ kJ/m³. A nem éghető gázkomponens általában nitrogén és széndioxid, míg az éghető komponenseket a paraffinsor tagjai alkotják. Ezek a gázok megfelelő nagyságrendben, száz bar vagy ennél jóval nagyobb nyomáson állnak rendelkezésre, általában a magas kalóriatartalmú földgázmezők közvetlen közelében, így sok esetben saját nyomásenergia is elegendő az ilyen típusú gázok „átfejtésére”, vagy legalább is viszonylag kis kompresszor kapacitás szükséges a besajtoláshoz. Abban az esetben, ha a gáztelep heterogén volta miatt nem lehet éles frontot tartani a kiszorító és a kiszorított fázis között, akkor egykét kútban korábban beléphet a kiszorító gáz. Öszszességében ez azt eredményezi, hogy a termelt gáz összetétele megváltozik a kiszorító gáz mennyiségétől és összetételétől függően, s a művelés folyamán a termelt gáz összetétele egyre inkább megközelíti a besajtolt gáz összetételét.According to the invention, any gaseous displacement medium used as a by-product of a chemical plant can be used as a fluid. However, it is expedient for compatibility purposes to use displacement media which, by their nature, are to be considered as natural gas. These types of low calorific gases are usually non-combustible or hard-to-burn. called inert gases. Their calorie content ranges from ^{0 to} 22 · 10 ³ kJ / m ³ , mostly 8 to 13 · 10 ³ kJ / m ³ . The non-flammable gas component is generally nitrogen and carbon dioxide, while the flammable components are composed of paraffinic series. These gases are available in the appropriate order at pressures of a hundred bar or much, usually in the immediate vicinity of high calorie gas fields, so in many cases, their own pressure energy is sufficient to 'decompose' this type of gas or at least relatively small compressor capacity. In the event that due to the heterogeneous nature of the gas plant it is not possible to maintain a sharp front between the displacement and displacement phases, then the displacement gas may enter earlier in both wells. All in all, this results in a change in the composition of the gas produced, depending on the amount and composition of the displacement gas, and as the composition of the gas produced becomes closer to that of the injected gas.

A termelt gáz fütőértékének közel állandó szinten vagy a fogyasztók által megengedett szinten történő biztosítása érdekében azokat a besajtoló és/vagy termelő kutakat le kell zárni, ahol az áttörés bekövetkezik. Minél kisebb a besajtolt gáz fűtőérteke, annál szigorúbb feltételek határozzák meg a termelésszabályozást.Injection and / or production wells where the breakthrough occurs shall be closed to ensure the calorific value of the gas produced is approximately constant or at the level permitted by consumers. The lower the heating value of the injected gas, the stricter the conditions that govern production control.

Számos földgáztelep környezetében nem éghető vagy nehezen éghető földgázokból olyan választék áll ipari mennyiségben rendelkezésre, hogy bármely típusú földgáztelep vagy tároló esetén alkalmazható anélkül, hogy a termelt gáz fűtőértéke a megengedett szint alá csökkenne, és különböző termelési problémákat (összeférhetetlenség) okozna.Many types of non-combustible or non-combustible natural gas in the vicinity of many natural gas plants are available in industrial quantities such that they can be used with any type of natural gas plant or storage without lowering the calorific value of the gas produced and causing various production problems (conflicts of interest).

A visszamaradó, kisnyomású gázok kitermelésére folyadékot, például vizet is alkalmazhatunk. EzLiquids such as water may also be used to produce the remaining low pressure gases. This

187 718 lehet maga a rétegvíz, amely a tárgyi telep alatt vagy felett helyezkedik el. Ebben az esetben célszerű átfejtéssel, saját energiával a vizet besajtolni, és így elkerülhető a jelentős felszíni beruházás.187 718 may be the groundwater itself, located below or above the object site. In this case, it is advisable to inject the water with the help of the digging, with its own energy, thus avoiding significant surface investment.

A találmány szerinti eljárás értelmében a fluidummal történő elárasztás alatt is folytathatunk termelési tevékenységet.According to the process of the invention, production activities can also be carried out during flooding with fluid.

A nagynyomású fluidumot besajtolhatjuk a kiépített termelőberendezések egy részén és/vagy új kutakon keresztül.The high pressure fluid may be injected through a portion of the existing production equipment and / or new wells.

A gázbesajtolás előnyei az alábbiak:The advantages of gas injection are:

A gáztartalmú pórustér 80-90%-át kisebb kalóriaértékű gázzal töltjük ki, és ennek a gáznak a rétegben történő vesztesége gazdaságilag jelentéktelen.80-90% of the gas-containing pore space is filled with lower calorific gas, and the loss of this gas in the layer is economically insignificant.

A jó minőségű gáz nagyobb (tetszés szerinti) nyomáson termelhető ki, ennek következtében a nagy kapacitásra kiépített felszíni létesítmények egy része vagy egésze jó hatásfokkal kihasználható, még a termelés végső szakaszában is.High quality gas can be produced at higher (optional) pressures, which means that some or all of the high capacity surface facilities can be utilized efficiently, even in the final stages of production.

Olyan gáztípusoknál, amelyekben nyomáscsökkenés hatására retrográd kondenzációs veszteség lép fel, a gázbesajtolás eredményeképpen a magasabb nyomásszintü letermelés miatt ennek egy része visszatermelhető.For gas types where retrograde condensation losses occur as a result of pressure drop, some of this can be recovered due to the higher pressure level resulting from gas injection.

Gáztároló esetén, ha a párnagáz egy részét vagy egészét kisebb hőértékű gázzal helyettesítjük, a gáztároló gazdasági paraméterei sokkal kedvezőbbek ugyanolyan technológia és műszaki mutatók mel lett.In the case of a gas storage, replacing some or all of the cushion gas with a lower calorific value, the economic parameters of the gas storage are much more favorable with the same technology and technical characteristics.

Ha a földgáztelepek leművelési hatékonysága nak növelése céljából a nagy höértékű gáz kiszórt tására folyadékot sajtolunk be, törekedve a kiszórt tó és kiszorított közeg közötti határfelületi feszült ség minimálissá csökkentésére (80 mN/m vagy kisebb), az eredmény a fentiekben leírtakhoz hasonló lesz. A kiszorító közeg lehet például felületaktív anyagokkal és/vagy polimerrel stb. kezelt víz is. Abban az esetben, ha például felszíni vizet vagy rétegvizet sajtolunk be, tehát nem az ún. javított vizet, akkor a kiszorítás hatásfoka valamivel kisebb, a megoldás azonban kétségkívül olcsóbb. E közegek felhasználása zárt vagy mérsékelten víznyomásos gáztelepek kihozatalának növelése esetén célszerű a termelés végső szakaszában, alacsony rétegnyomás értéknél.If a liquid is injected into the high-calorific gas discharge to increase the downsizing efficiency of the natural gas plant in an effort to minimize the interface tension between the sprayed lake and the displaced medium (80 mN / m or less), the result will be similar. The displacement medium may be, for example, a surfactant and / or a polymer, etc. treated water. For example, when pressed into surface water or groundwater, it is not the so-called "pressurized water". improved water, the displacement is slightly less efficient, but the solution is undoubtedly cheaper. The use of these media to increase the yield of closed or moderately water pressurized gas plants is expedient in the final stages of production, at low pressure.

A találmány értelmében a nagy hőértékű eredeti réteggáz kihozatalának növelése gáz és folyadék egyidejű vagy egymást követő besajtolásával is megvalósítható.According to the invention, the increase in the yield of high calorific original gas can also be achieved by the simultaneous or sequential injection of gas and liquid.

A találmányt az alábbi példákkal részletesen ismertetjük.The invention is illustrated by the following examples.

1. példaExample 1

Az egyik földalatti gáztároló leművelt gáztelepben lett kialakítva. A gáztelep kezdeti készlete 5 · 10’ m³ gáz volt, ebből 2,2 · 10® m³ gázt már kitermeltek. Ezt követően a telep termelését megszüntették, hogy ott földalatti gáztárolót létesítsenek. A műszaki technológiai számítások szerint a telepben 1,2· 10’m³ pámagáz maradt vissza, és 1,6 · 10’ m³ gáz volt a vízbeáramlás miatti gázveszteség. A gáz kalóriatartalma 37-10³ kJ/m³.One of the underground gas storage facilities was constructed in a pre-fabricated gas plant. The initial set of gas colonies was 5 · 10 "m ³ of gas, of which 2.2 m ³ · 10® gas has been extracted. Subsequently, the plant was decommissioned to provide an underground gas storage facility there. According to the technological calculations, 1.2 · 10'm ^{3 of} shale gas was left in the plant, and 1.6 · 10'm ^{3 of} gas was lost due to the inflow of water. The calorific content of the gas is 37-10 ³ kJ / m ³ .

A 37 · 10³ kJ/m³ hőértékű párnagáz mennyiségének csökkentése érdekében az eredeti, jelenlegi gáz/viz határ között és közelében elhelyezkedő kutakon a közelben található 11 · 10³ kJ/m³ fűtőértékű gázt 600-800 10® m³ mennyiségben besajtoltuk, miközben a magas szerkezeti helyzetben lévő kutakon az azonos mennyiségű, jó minőségű gázt folyamatosan kitermeltük. A lecserélés eredménye 600-800 · I0⁶ m³ mennyiségű, 37 · 10³ kJ/m³ hőértékü, jó minőségű gáz kinyerése, úgy, hogy a földalatti gáztároló pámagázának zömét a csekély fütőértékű gázzal helyettesítettük.In order to reduce the amount of cushion gas having a heat value of 37 · 10 ³ kJ / m ³ , the heating value of 11 · 10 ³ kJ / m ^{3 in} the vicinity of the original wells between and near the current gas / water limit was injected at 600-800 10 ® m ³ , while the same amount of good quality gas was continuously produced in the wells in the high structural position. The result of the replacement is to obtain 600-800 · I0 of ⁶ m ³ of high quality gas of 37 · 10 ³ kJ / m ^{3 by} replacing most of the underground gas storage gas with low calorific value.

2. példaExample 2

Az egyik gázmező termelési múltjának elemzése során 10 · 10⁹ m³ földtani készletet állapítottunk meg, továbbá azt, hogy a földgáztelepet olyan nagyságú víztároló veszi körül, amely a gázmező leművelése után azt teljes egészében elárasztja. A vízbeáramlás azt eredményezné, hogy a közel 38 · 10³ kJ/m³ hőértékű gáznak csak a 70%-a lenne kitermelhető. A 3 - 10’ m³ nagyságú gázveszteség megakadályozására a peremen elhelyezkedő meglévő kutakon és néhány új kút lefúrásával a közelben található gázmezőkből mintegy 3 · 10’ m³ kis hőértékű (8,4 · 10³ kJ/m³)gázt sajtoltunk be a gázmezőbe beáramló vízfront elé. Ennek eredményeként a nagy fűtőértékű gáz 90-95 %-a kitermelhetővé vált, míg a veszteségek alapvetően a kis höértékű gázból adódtak.Analyzing the production history of one gas field, we have identified 10 · 10 ⁹ m ^{3 of} geological reserves and that the gas plant is surrounded by a water reservoir of a size that will completely flood the gas field. Water inflow would result in only 70% of the gas having a calorific value close to 38 · 10 ³ kJ / m ^{3 being} recovered. In order to prevent gas losses of 3 to 10 'm ^3, approximately 3 · 10' m ^{3 of} low calorific gas (8.4 · 10 ³ kJ / m ³ ) was injected into the gas field from existing gas fields at the edge and drilling some new wells. in front of the inflowing waterfront. As a result, 90-95% of the high calorific gas was recoverable, while the losses were mainly due to the low calorific gas.

3. példaExample 3

Az egyik 2,5 · 10’ m³ készletű gázmező a leművelése során teljes mértékben elvizesedett. A kitermelt gáz mennyisége 1,5 · 10’ m³ volt, ami 60%-os kihozatalnak felel meg. A gáz hőértéke 34 10³ kJ/m³. A telepben maradó 1,0 10’ m³ gázveszteség csökkentésére 15 10³kJ/m³ höértékű, nitrogéntartalmú földgázt sajtoltunk be 1,5 · 10’m³ mennyiségben a meglévő kutakon. Ennek eredményeként kialakult a kezdeti gáz/viz határ. Az eredeti veszteségként visszamaradó réteggáz és a besajtolt gáz teljes mértékben keveredett a rétegben, és körülbelül 23· 10³kJ/m³ gázt kaptunk 2,5· 10’m³ mennyiségben, amiből 1,5· 10’m³ kitermelhető. Ezzel a megoldással tehát azt értük el, hogy az alacsony fűtőértékű gáz hőértékét több mint 1,5-szeresére növeltük, és így ennek az ipari hasznosítása már minden probléma nélkül megoldható.One of the 2.5 · 10 'm ³ gas fields was completely wet during cultivation. The amount of gas produced was 1.5 · 10 'm ³ , which corresponds to a yield of 60%. The calorific value of the gas is 34 10 ³ kJ / m ³ . In order to reduce the loss of 1.0 10 'm ^{3 of} gas remaining in the plant, 15 10 ³ kJ / m ³ of nitrogen-containing natural gas was injected into the existing wells at a volume of 1.5 · 10'm ³ . As a result, the initial gas / water limit was formed. The remaining original loss layer gas and the injected gas are fully mixed in the layer, and yield of about 23 · 10 ³ kJ / m ³ gas 2.5 ³ · 10'm amount which results in 1.5 · 10'm ³ exploitable. Thus, with this solution it has been achieved that the calorific value of the low calorific gas has been increased by more than 1.5 times, and thus its industrial utilization can be solved without any problems.

4. példaExample 4

Az egyik zárt, tehát kimerüléssel működő földgáztelep kezdeti készlete 10-10’m³. A termelés miatt a rétegnyomás a kezdeti 200 bar-ról 20 bar értékre csökkent, és a gáz már az alacsony gyűjtőponti nyomás miatt nem adható a távvezetékre a magas kompresszorköltségek miatt, és a közelben nem található helyi fogyasztó, ahová a gáz kis nyomáson elszállítható lenne. A rétegben a ki nem . 187 718.The initial stock of one closed, ie depleted, natural gas plant is 10-10'm ³ . Due to production, the layer pressure has been reduced from an initial 200 bar to 20 bar, and gas can no longer be fed to the power line due to low downstream pressure due to high compressor costs and there is no local consumer to transport gas at low pressure. In the layer of who is not. 187,718.

termelt gáz mennyisége 10⁹m³. A közelben nem található nagynyomású, kis hőértékű, nehezen éghető vagy nem éghető gáz, amelynek átfejtésével a jó minőségű, nagy höértékü gáz a termelő kutak felé lenne szorítható. A gáztelep fölött illetve alatt azonban nagy kiterjedésű vizadó rétegek találhatók, amelyek nyomásenergiája elegendő ahhoz, hogy a gáztelep peremén elhelyezkedő kutakon keresztül a vizet átfejtsük a gáztelepbe, s ezzel a gázt a kutak felé szorítsuk. Az átfejtett víz évi mennyisége 10 db kúton 3 10® m³, ami 60 · 10® m³/év gáztermelést biztosít. Ennek eredményeképpen 12-15 év alatt az előzőleg veszteségként tekintett 10’ m³gázból 700 · 10⁶ m³ mennyiséget kitermelünk.the amount of gas produced is 10 ⁹ m ³ . There is no high pressure, low calorific, low flammable or non-flammable gas nearby which could be used to trap high quality, high calorific gas to production wells. However, there are large aquifers above and below the gas plant which have sufficient pressure energy to transfer water through the wells at the edge of the gas plant to the gas plant and thereby to force the gas towards the wells. The annual volume of digested water in 10 wells is 3 10® m ³ , which provides 60 · 10® m ³ / year gas production. As a result, over a period of 12 to 15 years, 700 · 10 ⁶ m ³ of the 10 'm ³ gas previously considered as a loss is produced.

Amint az a fenti példákból is kitűnik, a találmány szerinti eljárás kis fütőértékű fluidum felhasználásával lehetővé teszi olyan, nagy fütőértékü földgáz kitermelését, amely az ismert módszerekkel nem hozható felszínre.As is evident from the above examples, the process of the present invention, using a low calorific fluid, permits the production of high calorific natural gas that cannot be surfaced by known methods.

Claims

Patent claims

1. Procedure for the cultivation of natural gas and / or underground gas storage facilities and the yield factor

5 and / or comprising increasing the efficiency of cultivation, by high-pressure gas battery or accumulator displacing fluid, preferably a low gas and / or gas mixture and / or a liquid by flooding and flooding ⁰ high of lean gas is displaced or said calorific or heating value without at least partially substituted with fluid, while production is preferably continued during flooding with the fluid.

The method of claim 1, wherein the constant pressure or variable high pressure fluid is compressed in a portion of existing production equipment and / or in new wells.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas and liquid are injected or flooded sequentially or cyclically, optionally at least in part with the energy of the reservoir and preferably with fluid obtained in the region of the reservoir, e.g. water or gas.

Without drawing