Аналіз світового досвіду генерування «синього водню» із залишкових нафтових покладів
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9973-2023-1(86)-7-15Ключові слова:
нафтовилучення, видобування вуглеводнів, свердловина, водень, пластові умови.Анотація
Акцентовано увагу на стратегічному завданні науки і виробництва – забезпеченні вітчизняної еконо міки власними енергетичними ресурсами та шляхами реалізації цього важливого питання застосуванням інноваційного підходу використання нафтогазового потенціалу і відповідної інфраструктури. Із врахуванням ступеня виснаження основних ресурсів нафти описується один із способів підвищення коефіцієнта на- фтовилучення з виснажених і обводнених продуктивних горизонтів – застосування технології виробництва
«синього» водню в пластових термобаричних умовах. Відповідно до актуальності проблеми сформульовано мету наукової публікації, яка полягає в окресленні спектру досліджень щодо оцінки досвіду та оцінюванні перспектив використання технології генерування «синього» водню із залишкових запасів на родовищ нафти. Для цього проаналізовано результати світових досліджень технології генерування водню в пластових умовах; виділено основні аспекти процесу генерування водню та систематизації методів аналітичних досліджень; проаналізовано основні аспекти технології отримання водню канадської компанії; оцінено перспективи і ризики виробництва водню на старих нафтогазових родовищах України. Встановлено, що для утворення «синього» водню в нафтовому пласті необхідно забезпечити певні термобаричні умови, а саме: температуру – 250-800 °С та тиск – 2-8 МПа. Наведено приклад практичної реалізації технології отримання «синього» водню в реальних пластових умовах на старому родовищі важкої нафти в Саскачевані компанією Proton Technologies. Акцентовано увагу на умовах проведення експерименту, зокрема стосовно закачування кисню у нафтовий поклад. Зважаючи на специфіку описаних технологій отримання «синього» водню на виснажених чи обводнених нафтогазових родовищах, високі екологічні та техногенні ризики від її реалізації в Україні, акцентовано увагу на необхідності проведення додаткових досліджень з оцінки процесів перебігу реакції внутрішньопластового горіння з можливістю оцінки термобаричних умов реакції, а далі й чинників, які будуть впливати на систему кріплення свердловин, її надійність, довговічність і потребу в попередніх ремонтних роботах. Наголошено на необхідності реалізації проєкту фізичного моделювання процесу утворення «синього» водню в лабораторних умовах з відтворенням відповідних пластових термобаричних умов та використанням різноскладових пластових флюїдів відповідно до умов українських нафтових родовищ, з вибором оптимальних параметрів процесу при оцінюванні можливих ризиків процесу на різних стадіях його реалізації. Особливу увагу акцентовано на необхідності проведення досліджень та з використання досвіду отримання «синього» водню на родовищах вуглеводнів Канади, для чого потрібно підібрати першочерговий об’єкт та провести дослідно-промислові роботи щодо реалізації створеної технології.
Завантаження
Посилання
Adegbesan K.O. Kinetic Study of Low Temperature Oxidation of Athabasca Bitumen, Ph.D. Thesis, The University of Calgary, Alberta, 1982.
Alberta Chamber of Resources. Oil Sand Technology Road Map. Edmonton, 2004.
Belgrave J.D.M., Moore R.G., Ursenbach M.G., Bennion D.W. A Comprehensive Approach to In-Situ Combustion Modeling. SPE Advanced Technology Series. 1990. Vol. 1, No. 1. Р. 98-107.
Babushok V.I., Dakdancha A.N. Global Kinetic Parameters for High-Temperature Gas- Phase Reactions. Combustion, Explosion and Shock Waves. 1993. Vol. 29. Р. 464-489.
Canadian Hydrogen Association. Hydrogen Systems. 2004.
Davis B.E., Jennings J.W. State-of-the-Art Summary for Underground Coal Gasification. Journal of Petroleum Technology. 1984. No 36(1). P. 15-21.
Energy Resources Conservation Board. Alberta’s Energy Reserves 2007 and Supply/ Demand Outlook 2008-2017. ST98-2008.
Fogler H.S. Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall International Series in the Physical and Chemical Engineering Sciences, 4th Edition, 2006.
Guntermann K., Gudenau H.W., Mohtadi M. Mathematical Modeling of the In Situ Coal Gasification Process. Proceedings of the Eighth Underground Coal Conversion Symposium. 1982. August. P. 297-306,
Hallam R.J., Hajdo L.E., Donnelly J.K., Baron R.P. Thermal Recovery of Bitumen at Wolf Lake. SPE Reservoir Engineering/ 1989, May P. 178-186. URL: http://onepetro.org/SPEEURO/ proceedings-pdf/09EURO/All-09EURO/SPE- 122028-MS/1787188/spe-122028-ms.pdf by Ivano-Frankivsk Nat Tech U, Oleksandr Kondrat on 17 January 2022.
Hayashitani M., Bennion D.W., Donnelly J.K., Moore R.G. Thermal Cracking of Athabasca Bitumen. The Future of Heavy Crude and Tar Sands, Second International Unitar Conference, Venezuela, 1977. P. 233-247.
Hayashitani M. Thermal Cracking of Athabasca Bitumen. Ph.D. Thesis, The University of Calgary, Alberta, 1978.
Hyne J.B., Greidanus J.W., Tyrer J.D., Verona D., Rizek C., Clark P.D., Clark R.A., Koo J. Aquathermolysis of Heavy Oils. The Future of Heavy Crude and Tar Sands, Second Interna- tional Unitar Conference, Venezuela, 1977. P. 404- 411.
Martin W.L., Alexander J.D. Dew J.N. Process Variables of In Situ Combustion. Petro- leum Transactions, AIME. 1958. Vol. 213, SPE 914-G, P. 28-35.
Moore R.G., Laureshen C.J., Mehta S.A. Ursenbach M.G. Observations and Design Consi- derations for In Situ Combustion Projects. Journal of Canadian Petroleum Technology. 1999. Vol. 38, No. 13. P. 1-9.
National Research Council and National Academy of Engineering. The Hydrogen Economy. The National Academies Press, Washington, D.C., 2004.
Rostrup-Nielsen J.R. Production of Syn- thesis Gas. Catalysis Today. 1993. Vol. 18. P. 305- 324.
Scholz W.H. Processes for Industrial Pro duction of Hydrogen and Associated Environ- mental Effects. Gas Separation & Purification. 1993. Vol. 7, No. 3. P. 131-139.
Yang, X. and Gates, I.D.: “Combustion Kinetics of Athabasca Bitumen from 1D Tube Experiments”. Accepted in Natural Resources Research, 2009. URL: http://onepetro.org/SPEEURO/pro.
SPE 122028 Potential for Hydrogen Gen eration during In-Situ Combustion of Bitumen by Punitkumar Ramanlal Kapadia, Michael Kallos, Leskiw Chris, and Ian Donald Gates, SPE, Univer- sity of Calgary.
WO2017136924 – In-situ process to produce hydrogen from underground hydrocarbon reservoirs.