Literature analysis of methods of flue gas injection with steam
Authors: Бурлуцкий Е.А. , Садреева Р.Х. , Залятдинов А.А. , Белоклоков Д.С. , Валиуллин И.В. 
Published: July 2024

Сокращение негативного воздействия промышленных выбросов в земную атмосферу, а также увеличение периода использования ископаемых ресурсов в наше время - одни из самых актуальных задач топливно-энергетического комплекса России и всего мира. В этой связи закачка дымовых газов с паром на месторождениях нефти для увеличения нефтеотдачи может рассматриваться как экологически безопасный и экономически обоснованный способ сокращения вредных выбросов и полезного применения парниковых газов. Для закачки в пласт с использованием тепловых методов добычи нефти могут применяться дымовые газы, генерируемые электростанциями или другими промышленными объектами, сжигающими ископаемое топливо – природный газ, мазут, уголь и др. Методам теплового извлечения уделяется большое внимание в лабораториях для лучшего понимания механизмов их применения. Среди методов, используемых для интенсификации и наращивания добычи тяжелой нефти, наиболее известным и применяемым во всем мире является закачка пара. Все способы теплового извлечения можно рассматривать как закачку энергии (в виде тепла) в пласт, что приводит к нагреву нефти, что снижает ее вязкость и улучшает подвижность, облегчая вытеснение. Под действием тепла активизируются и другие механизмы, такие как расширение породы, при котором нефть вытесняется из пор породы, и дистилляция нефти, при которой легкие фракции испаряются, образуя смешивающийся фронт перед паром. Ряд исследователей (Хардинг и др. 1983) ("Наср и др. 1987) и более поздние (Гойт, 1999), (Йи, 2002), ("Симангунсонг", 2005), ("Лабуасьер", 2009) и ("Риос", 2011) представили в своих работах ряд экспериментальных исследований по закачке пара и пара в сочетании с такими добавками, как пропан, азот, углекислый газ, воздух и дымовые газы. При использовании тепловых методов достигаются высокие коэффициенты извлечения, однако часто возникают проблемы с эксплуатационной эффективностью. Эффективность эксплуатации связана с высокими затратами на производство пара и очистку добываемой воды. Возникает проблема, когда эти затраты в конкретном проекте становятся нерентабельными. Проблема может быть переведена в плоскость необходимости снижения нормы объема закачиваемого пара на единицу объема добываемой нефти. Последние исследования показывают, что закачка пара с инертными газами позволяет снизить этот показатель ("Лабуасьер", 2009; "Риос", 2011). В статье проанализирован мировой опыт исследований эффективности вытеснения нефти с использованием пара и дымовых газов.

Reducing the negative impact of industrial emissions into the Earth's atmosphere, as well as increasing the period of utilization of fossil resources in our time are among the most urgent tasks of the fuel and energy complex of Russia and the world. In this connection with this problem, injection of flue gases with steam at oil fields to increase oil recovery can be considered as an environmentally safe and economically feasible way to reduce harmful emissions and beneficial use of greenhouse gases. Flue gases generated by power plants or other industrial facilities burning fossil fuels such as natural gas, fuel oil, coal, etc. can be used for injection using thermal recovery methods. Thermal recovery methods have received much attention in laboratories to better understand their mechanisms of application. Among the methods used to intensify and enhance heavy oil production, steam injection is the most well-known and used worldwide. All thermal recovery methods can be thought of as injecting energy (in the form of heat) into the reservoir, which heats the oil, reducing its viscosity and improving its mobility, facilitating displacement. Other mechanisms are also activated by heat, such as rock expansion, in which oil is displaced from rock pores, and oil distillation, in which light fractions vaporize to form a miscible front ahead of the steam. A number of researchers (Harding et al. 1983) (Nasr et al. 1987) and more recently (Goit 1999), (Yee 2002), (Simangunsong 2005), (Laboisière 2009) and (Rios 2011) have presented in their papers a number of experimental studies on steam and steam injection combined with additives such as propane, nitrogen, carbon dioxide, air and flue gases. Thermal methods achieve high recovery rates, but often have operational efficiency issues. Operational efficiency is related to the high costs of steam generation and produced water treatment. A problem arises when these costs become unprofitable in a particular project. The problem can be translated into the need to reduce the rate of steam injection per unit volume of oil produced. Recent studies show that steam injection with inert gases allows to reduce this indicator ("Laboisière", 2009; "Rios", 2011). The article analyzes the world experience of research of oil displacement efficiency using steam and flue gases.