ВЫПОЛНЕННОЕ IN SITU ПОВЫШЕНИЕ СОРТНОСТИ ПОСРЕДСТВОМ НАГНЕТАНИЯ ГОРЯЧЕЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

1. Способ извлечения и проводимого in situ повышения сортности углеводородов в паре скважин, состоящей из нагнетательной скважины и извлекающей скважины, в пределах нефтеносного пласта, содержащего тяжелые углеводороды, причем способ включает операции:
a) ввода выбранного количества горячей нагнетаемой текучей среды, включая фракцию тяжелых углеводородов, в нагнетательную скважину для содействия извлечению углеводородов и проводимого in situ повышения сортности; и
b) извлечения углеводородов из извлекающей скважины.
2. Способ по п. 1, в котором
нагнетательная скважина и извлекающая скважина представляют собой пару горизонтальных скважин.
3. Способ по п. 1 или по 2, в котором
фракция тяжелых углеводородов содержит любой материал из сланцевой нефти, битуминозной нефти, атмосферного остатка, вакуумного остатка или деасфальтизата или их комбинацию.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором
углеводороды, извлеченные из извлекающей скважины, подвергнуты процессу разделения, в ходе которого разделены тяжелые и легкие фракции, причем тяжелая фракция содержит остаточную фракцию.
5. Способ по п. 4, в котором
остаточная фракция от процесса разделения смешана с нагнетаемой текучей средой до введения в нагнетательную скважину.
6. Способ по п. 5, дополнительно включающий операцию смешивания подпиточных тяжелых углеводородов с нагнетаемой текучей средой до введения нагнетаемой текучей среды в нагнетательную скважину, причем
температурой и давлением нагнетаемой текучей среды управляют так, чтобы способствовать реакциям повышения сортности в нисходящей скважине.
7. Способ по любому из пп. 1, 2, 5, 6, в котором
закачиваемая текучая среда содержит понизитель вязкости.
8. Способ по любому из пп. 1, 2, 5, 6, в котором
температурой и давлением нагнетаемой текучей среды управляют так, чтобы способствовать реакциям повышения сортности в виде термического крекинга.
9. Способ по п. 8, в котором
температурой нагнетаемой текучей среды управляют так, чтобы обеспечить температуру скважинного зумпфа 320±20°С.
10. Способ по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 9, в котором
время пребывания нагнетаемых текучих сред в нисходящей скважине составляет 24-2400 часов.
11. Способ по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 9, в котором
температурой и давлением нагнетаемых текучих сред управляют таким образом, чтобы более чем 30% от остаточного тяжелого углеводорода в извлеченной битуминозной нефти было преобразовано в более легкие фракции внутри нефтеносного пласта.
12. Способ по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 9, в котором
температурой и давлением нагнетаемых текучих сред управляют таким образом, чтобы вязкость извлеченных углеводородов составляла меньше 500 сантипуазов при температуре 25°С.
13. Способ по п. 12, в котором
вязкость извлеченных углеводородов составляет меньше 250 сантипуазов при температуре 25°С.
14. Способ по любому из пп. 2, 5, 6, 9, 13, в котором
до проведения операции а) водяной пар нагнетают в пару горизонтальных скважин для инициирования связи между нагнетательной скважиной и добывающей скважиной и образования подземной реакционной камеры.
15. Способ по п. 14, в котором
до проведения операции а) водяной пар постепенно заменяют текучей средой из тяжелого углеводорода, выбранной в виде любого материала из тяжелой нефти, сланцевой нефти, битуминозной нефти, атмосферного остатка, вакуумного остатка или деасфальтизата или их комбинации.
16. Способ по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 9, 13, 15, дополнительно включающий операцию примешивания катализатора в нагнетаемую текучую среду до введения нагнетаемой текучей среды в нагнетательную скважину.
17. Способ по п. 16, дополнительно включающий операцию примешивания водорода в нагнетаемую текучую среду до введения нагнетаемой текучей среды в нагнетательную скважину.
18. Способ по п. 17, в котором
температурами и давлениями нагнетаемой текучей среды управляют так, чтобы содействовать любой реакции из реакций гидрообработки, гидрокрекинга или парового крекинга или их комбинации.
19. Способ по п. 18, в котором
водород смешан с нагнетаемой текучей средой для обеспечения избыточного водорода для проведения реакций гидрообработки и гидрокрекинга.
20. Способ по любому из пп. 17-19, в котором
водород нагнетают вдоль длины нагнетательной скважины.
21. Способ по п. 20, в котором
примерно 1/3 водорода смешивают с нагнетаемой текучей средой на поверхности и примерно 2/3 нагнетают в нефтеносный пласт вдоль горизонтальной длины извлекающей скважины.
22. Способ по п. 21, в котором
водород нагнетают из извлекающей скважины через по меньшей мере одну обсадную трубу, функционально присоединенную к добывающей скважине.
23. Способ по любому из пп. 17, 18, в котором
катализатор представляет собой любой катализатор из нанокатализаторов или ультрадиспергированных катализаторов или комбинацию таких катализаторов.
24. Способ по п. 23, в котором
нанокатализатор имеет частицы диаметром меньше 1 микрона.
25. Способ по п. 24, в котором
ультрадисперсный катализатор имеет частицы с диаметрами меньше 120 нм.
26. Способ по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 9, 13, 15, 17-19, 21, 22, 24, 25, в котором множество соседних взаимосвязанных пар скважин выполнено в виде одного куста скважин, причем
одна пара из взаимосвязанных пар скважин представляет собой пару скважин, предназначенную для повышения сортности, и
текучие среды из тяжелых углеводородов, извлеченные из каждой скважины, смешивают с нагнетаемой текучей средой для пары скважин, предназначенной для повышения сортности.
27. Способ по п. 26, в котором
текучие среды из тяжелых углеводородов содержат любой материал из тяжелой нефти, сланцевой нефти, битуминозной нефти, атмосферного остатка, вакуумного остатка или деасфальтизата или их комбинацию.
28. Способ по любому из пп. 2, 5, 6, 9, 13, 15, 17-19, 21, 22, 24, 25, 27, в котором
нагнетательная скважина и извлекающая скважина содержат вертикально перекрываемые горизонтальные секции, а нагнетательная скважина представляет собой нижнюю скважину из нагнетательной скважины и извлекающей скважины.
29. Способ по любому из пп. 2, 5, 6, 9, 13, 15, 17-19, 21, 22, 24, 25, 27, в котором
нагнетательная скважина и извлекающая скважина содержат вертикально перекрываемые горизонтальные секции, а нагнетательная скважина представляет собой верхнюю скважину из нагнетательной скважины и извлекающей скважины.
30. Способ повышения сортности тяжелых углеводородов во время извлечения углеводородов из формации с тяжелыми углеводородами, включающий следующие операции:
а) бурение нагнетательной скважины и извлекающей скважины в формацию с тяжелыми углеводородами;
b) создание камеры повышения подвижности углеводородов внутри формации с тяжелыми углеводородами посредством ввода горячей текучей среды в нагнетательную скважину, чтобы способствовать подвижности углеводородов в направлении к добывающей скважине;
c) извлечение тяжелых углеводородов из извлекающей скважины на поверхность;
d) выполнение процесса разделения в отношении углеводородов, извлеченных в ходе операции с), с образованием фракций более легких углеводородов и фракций остаточных тяжелых углеводородов;
e) введение части или всех фракций остаточных тяжелых углеводородов при определенных значениях температуры и давления для содействия реакциям повышения сортности углеводородов в камере повышения подвижности углеводородов; и
f) извлечение совместно смешанных углеводородов повышенной сортности из извлекающей скважины.
31. Способ по п. 30, в котором
часть полученной при разделении тяжелой остаточной фракции использована в качестве топлива для выработки теплоты, нагревающей нагнетаемые текучие среды для выполнения реакций повышения сортности.
32. Способ по п. 30, дополнительно включающий операцию использования части легких углеводородов для проведения дополнительных процессов разделения для образования дополнительных углеводородных фракций.
33. Способ по любому из пп. 30-32, в котором
операция е) включает введение катализатора в нагнетательную скважину, чтобы способствовать каталитическому повышению сортности внутри нагнетательной скважины и камеры повышения подвижности углеводородов.
34. Способ по любому из пп. 30-32, в котором операция е) дополнительно включает введение водорода в нагнетательную скважину, чтобы способствовать реакциям повышения сортности в камере повышения подвижности углеводородов.
35. Система для извлечения и проводимого in situ повышения сортности тяжелых углеводородов в пределах формации, содержащей тяжелые углеводороды, причем система содержит:
a) нагнетательную скважину;
b) извлекающую скважину; причем
нагнетательная скважина и извлекающая скважина функционально присоединены к колонне дистилляции углеводородов для разделения текучих сред, извлеченных из извлекающей скважины, на тяжелые и легкие фракции;
c) систему смешивания и нагнетания горячей текучей среды, функционально присоединенную к колонне дистилляции для извлечения тяжелых фракций из колонны дистилляции и для смешивания тяжелой фракции с дополнительными нагнетаемыми текучими средами для нагнетания в нагнетательную скважину.
36. Система по п. 35, дополнительно содержащая систему разделения газа и жидкостей, функционально присоединенную к извлекающей скважине для разделения газа и жидкостей, извлеченных из извлекающей скважины, и для подачи отделенных жидкостей в колонну дистилляции.
37. Система по любому из пп. 35-36, дополнительно содержащая систему нагнетания катализатора, функционально присоединенную к системе смешивания и нагнетания горячей текучей среды для введения катализатора в систему смешивания и нагнетания горячей текучей среды.
38. Система по любому из пп. 35, 36, дополнительно содержащая систему нагнетания водорода, функционально присоединенную к системе смешивания и нагнетания горячей текучей среды для введения водорода в систему смешивания и нагнетания горячей текучей среды.
39. Система по любому из пп. 35, 36, дополнительно содержащая систему нагнетания понизителя вязкости, функционально присоединенную к системе смешивания и нагнетания горячей текучей среды для введения понизителя вязкости в систему смешивания и нагнетания горячей текучей среды.
40. Система по любому из пп. 35, 36, дополнительно содержащая по меньшей мере одну дополнительную скважину нагнетания и извлечения, функционально присоединенную к колонне дистилляции для введения дополнительных тяжелых углеводородов из указанной по меньшей мере одной дополнительной извлекающей скважины в колонну дистилляции.
41. Способ повышения сортности тяжелых углеводородов во время извлечения углеводородов из формации с тяжелыми углеводородами, включающий следующие операции:
a) бурение нагнетательной скважины и извлекающей скважины в формацию с тяжелыми углеводородами;
b) создание камеры повышения подвижности углеводородов внутри формации с тяжелыми углеводородами посредством ввода горячей текучей среды в нагнетательную скважину, чтобы способствовать подвижности углеводородов в направлении к извлекающей скважине;
c) извлечение тяжелых углеводородов из извлекающей скважины на поверхность;
d) выполнение процесса деасфальтизационного разделения под воздействием растворителя в отношении углеводородов, извлеченных в ходе операции с), с образованием деасфальтизата и асфальтового пека;
e) введение деасфальтизата, полученного в операции d), в нагнетательную скважину при определенных значениях температуры и давления для содействия реакциям повышения сортности углеводородов в камере повышения подвижности углеводородов; и
f) извлечение совместно смешанных углеводородов повышенной сортности из извлекающей скважины.
42. Способ по п. 41, в котором часть асфальтового пека использована в качестве топлива для выработки теплоты, нагревающей нагнетаемые текучие среды для выполнения реакций повышения сортности.
43. Способ по п. 42, дополнительно включающий операцию использования части легких углеводородов для выполнения дополнительных процессов разделения с целью коммерциализации.
44. Система для извлечения и выполнения in situ повышения сортности тяжелых углеводородов в пределах формации, содержащей тяжелые углеводороды, причем система содержит:
нагнетательную скважину;
извлекающую скважину;
причем нагнетательная скважина и извлекающая скважина функционально присоединены к системе деасфальтизации под воздействием растворителя для извлечения фракции деасфальтизата с целью смешивания с дополнительными нагнетаемыми текучими средами для нагнетания в нагнетательную скважину.
45. Способ повышения сортности тяжелых углеводородов во время извлечения углеводородов из формации с тяжелыми углеводородами, содержащий следующие операции:
a) бурение скважины в формацию с тяжелыми углеводородами;
b) введение теплоты в скважину для создания камеры повышения подвижности углеводородов внутри формации с тяжелыми углеводородами, чтобы способствовать подвижности углеводородов внутри скважины;
c) извлечение тяжелых углеводородов из извлекающей скважины на поверхность и первоначальное хранение тяжелых углеводородов в нагретом резервуаре;
d) введение тяжелых углеводородов из нагретого резервуара в скважину при определенных температуре и давлении для содействия реакциям повышения сортности углеводородов в камере повышения подвижности углеводородов;
e) уплотнение скважины и поддержание давления в скважине в течение времени, достаточного для содействия реакциям повышения сортности углеводородов; и
f) по прошествии достаточного времени сброс давления в скважине и извлечение углеводородов повышенной сортности из скважины.
46. Способ по п. 45, дополнительно включающий операцию ввода катализатора в скважину во время операции d).
47. Способ по любому из пп. 45 или 46, дополнительно включающий операцию ввода водорода в скважину во время операции d).
48. Способ по любому из пп. 45, 46, в котором
операции b)-f) последовательно повторены.
49. Способ извлечения и повышения in situ сортности углеводородов в паре скважин, состоящей из нагнетательной скважины и извлекающей скважины, внутри нефтеносного пласта с тяжелыми углеводородами, причем способ включает следующие операции:
(a) введение выбранного количества горячей нагнетаемой текучей среды, включая тяжелую углеводородную фракцию, включающую любой материал из сланцевой нефти, битуминозной нефти, атмосферного остатка, вакуумного остатка или деасфальтизата или их комбинацию, чтобы способствовать извлечению углеводородов и выполнению in situ повышения сортности;
(b) извлечение углеводородов из извлекающей скважины;
(c) выполнение процесса разделения в отношении углеводородов, извлеченных из извлекающей скважины, в ходе которого происходит отделение тяжелых и легких фракций для образования любого материала из сланцевой нефти, битуминозной нефти, атмосферного остатка, вакуумного остатка или деасфальтизата или их комбинации;
(d) повторное введение любого материала из сланцевой нефти, битуминозной нефти, атмосферного остатка, вакуумного остатка или фракции деасфальтизата в скважину в качестве горячей нагнетаемой текучей среды при определенных значениях температуры и давления, для содействию повышения сортности и повторения операций от (а) до (d).
50. Способ по п. 49, в котором тяжелый углеводородный нефтеносный пласт содержит битуминозную нефть, и битуминозную нефть извлекают из извлекающей скважины.
51. Способ по п. 49 или 50, в котором
нагнетательная скважина и извлекающая скважина представляют собой пару горизонтальных скважин.
52. Способ по любому из пп. 49, 50, в котором
в операции d) фракция представляет собой фракцию вакуумного остатка.
53. Способ по любому из пп. 49, 50, в котором
горячая закачиваемая текучая среда содержит понизитель вязкости.
54. Способ по любому из пп. 49, 50, в котором
температурой и давлением горячей нагнетаемой текучей среды управляют так, чтобы способствовать реакциям повышения сортности в виде термического крекинга и температуре скважинного зумпфа 320±20°С.
55. Способ по п. 50, в котором
температурой и давлением горячих нагнетаемых текучих сред управляют таким образом, чтобы более чем 30% от остаточного тяжелого углеводорода в извлеченной битуминозной нефти было преобразовано в более легкие фракции внутри нефтеносного пласта.
56. Способ по любому из пп. 49, 50, 55, в котором
температурой и давлением горячих нагнетаемых текучих сред управляют таким образом, чтобы вязкость извлеченных углеводородов составляла меньше 500 сантипуазов при температуре 25°С.
57. Способ по любому из пп. 49, 50, 55, в котором
температурой и давлением горячих нагнетаемых текучих сред управляют таким образом, чтобы извлеченные углеводороды имели вязкость меньше чем 250 сантипуазов при температуре 25°С.
58. Способ по любому из пп. 49, 50, 55, дополнительно включающий операцию примешивания катализатора в нагнетаемую горячую текучую среду до введения нагнетаемой текучей среды в нагнетательную скважину.
59. Способ по любому из пп. 49, 50, 55, дополнительно включающий операцию примешивания водорода в нагнетаемую горячую текучую среду до введения нагнетаемой горячей текучей среды в нагнетательную скважину.
60. Способ по п. 59, в котором
температурами и давлениями нагнетаемой горячей текучей среды управляют так, чтобы содействовать любой реакции из реакций гидрообработки, гидрокрекинга или парового крекинга или их комбинации.
61. Способ по п. 59, в котором
водород смешан с нагнетаемой горячей текучей средой для обеспечения избыточного водорода для проведения реакций гидрообработки и гидрокрекинга.
62. Способ по любому из пп. 49, 50, 55, 60, 61, в котором
водород нагнетают вдоль длины нагнетательной скважины.
63. Способ по п. 62, в котором
примерно 1/3 водорода смешивают с нагнетаемой горячей текучей средой на поверхности и примерно 2/3 нагнетают в нефтеносный пласт вдоль горизонтальной длины извлекающей скважины.
64. Способ по п. 59, в котором
водород нагнетают из извлекающей скважины через по меньшей мере одну обсадную трубу, функционально присоединенную к добывающей скважине.
65. Способ по любому из пп. 60, 61, 63, 64, в котором
катализатор представляет собой любой катализатор из нанокатализаторов или ультрадиспергированного катализатора или комбинацию таких катализаторов.
66. Способ по п. 65, в котором
размер средней частицы нанокатализатора меньше 1 микрона.
67. Способ по п. 24, в котором
диаметр средней частицы ультрадисперсного катализатора меньше 120 нм.