Эксπир
Регистрация / Вход

Создание безопасного химически инициируемого твердотопливного газогенератора для повышения продуктивности газоконденсатных скважин, исключающего засорение скважины продуктами горения

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.515.11.5038
Продолжительность работ
2007, 4 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Внебюджетные средства
0,4 млн

Создание научно-технического задела по разработке эффективной технологии повышения продуктивности газоконденсатных месторождений.

Соисполнители

Предложения

Исследование и разработка новых методов повышения продуктивности газоконденсатных месторождений
Тема
Исследование и разработка новых методов повышения продуктивности газоконденсатных месторождений

Этапы проекта

1
13.06.2007 - 30.06.2007
Проведено термодинамическое проектирование перспективных твердых топлив для оживления газоконденсатных скважин, продукты горения которых осуществляют термо-газо-химическое воздействие на призабойную зону пласта. Расчеты проводились по программе «Real-Win» и обрабатывались по программе «STATGRAPHICS» для получения моделей типа «состав-свойство». В образцах варьировались: вид полимерного связующего; содержание окислителя – перхлората аммония; содержание алюминия; содержание галогенолефинов.
Получены адекватные модели типа «состав-свойство», пригодные для прогнозирования следующих термодинамических характеристик – температуры горения, силы пороха, содержания галогеноводородов (HCl+HF) в продуктах горения, содержания водонерастворимых (CO+N2+H2) и водорастворимых газов и паров (СО2+Н2О) в продуктах горения.
Проведено исследование реологических характеристик твердотопливных композиций на основе перхлората аммония и осуществлен выбор базовых образцов топлива и режимов их изготовления.
Исследованы реологические характеристики трёх типов энергонасыщенных полимерных композитов для оживления скважин, содержащих в качестве окислителя перхлорат аммония и различающихся видом применяемого связующего на основе: дивинилнитрильного каучука СКН-40; поливинилхлорида (ПВХ); сополимера трифторхлорэтилена с винилиденфторидом (каучук СКФ-32), которые по данным термодинамического проектирования представляют интерес с точки зрения комплекса энергетических показателей.
Проведено исследование механических свойств твердотопливных композиций на основе перхлората аммония и сделан выбор оптимальных композиций по технологическим и механическим характеристикам.
Установлено, что выбранные композиты характеризуются высокими деформационно-прочностными показателями. Это обусловлено наличием в их составах модификатора политетрафторэтилена. Этот же комплексный модификатор обеспечивает топливам необходимый уровень реологических и технологических характеристик.
Дано математическое описание квазиадиабатического сжатия газа в поршневом устройстве блока воспламенения твердотопливных газогенераторов и произведен расчет достигаемых температур сжатого газа в зависимости от приложенного внешнего давления.
Проведен анализ литературных данных по подбору веществ и смесей, обеспечивающих надежное воспламенение твердого топлива при адиабатическом сжатии газа и соответствующих требованиям эксплуатации на газоконденсатных месторождениях; проведены эксперименты по поджиганию заряда твердого топлива.
Получено, что наиболее эффективным следует считать бихромат аммония, начинающий разлагаться при температуре 1680С и обеспечивающий подъем температуры до 1067 К, что вполне достаточно для инициирования процесса воспламенения твердого топлива на основе перхлората аммония. Проведенные предварительные эксперименты подтвердили правильность выбора бихромата аммония как перспективного инициирующего вещества.
Проведено экспериментальное определение воспламенения твердого топлива с использованием добавки бихромата аммония, облегчающей возгорание топлива при высоких давлениях. Получено, что в исследованном диапазоне давлений инертной среды (азота) от 1 до 600 атмосфер наблюдалось увеличение скорости разложения бихромата аммония и твердого топлива с ростом давления, что согласуется с имеющимися литературными данными. Во всех экспериментах наблюдалось устойчивое поджигание твердого топлива горящим бихроматом аммония. На основании этого можно рекомендовать бихромат аммония как температурный промотор поджигания твердого топлива.
Исследовано влияние влажности кристаллов бихромата аммония, времени старения, степени дисперсности, условий прессования и добавок на механические свойства таблеток, полученных методом прессования, для использования в конструкции газогенератора.
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.10.2007
Разработана конструкция твердотопливного газогенератора для обработки скважин с целью повышения их продуктивности. Для повышения эффективности обработки скважин спроектирован состав твердотопливной композиции и исследованы ее свойства. С целью исключения засорения обрабатываемых скважин элементами конструкции газогенератора предложено использовать сплав магния в качестве материала корпуса заряда твердого топлива, обеспечивающего взаимодействие со скважинной средой с образованием растворимых соединений. Для прогнозирования динамики притока газа после высокотемпературной динамической газохимической обработки скважин создана математическая модель и проведены расчеты основных показателей. Изготовлены 3 лабораторных образца газогенератора и образцы металлизированных твердотопливных композиций базового состава. На испытательном стенде проведены испытания изготовленных лабораторных образцов газогенератора, подтвердившие их работоспособность. Проведены экспериментальные исследования свойств разработанных твердотопливных композиций и показана возможность их использования в составе газогенераторов. Разработанная конструкция газогенераторов для обработки газоконденсатных скважин не требует использования геофизического кабеля и вызова бригады специалистов. Обработка скважины на основе предлагаемой конструкции газогенератора может быть осуществлена силами промысловой бригады, что существенно удешевляет стоимость обработки. Конструкция газогенератора может применяться для обработки малодебитных и простаивающих скважин газоконденсатных месторождения с целью повышения их продуктивности.
В дальнейшем целесообразно провести опытно-конструкторские работы для создания опытно-промышленного образца газогенератора.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.5 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области рационального природопользования
Продолжительность работ
2007, 4 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Организация
ОИВТ РАН
профинансировано
Тема
Исследование и разработка новых методов повышения продуктивности газоконденсатных месторождений.
Продолжительность работ
2007, 5 мес.
Бюджетные средства
5 млн
Количество заявок
5
Тема
Разработка прикладного программного обеспечения для контроля энергопотребления на механизированном фонде скважин нефтяных месторождений.
Продолжительность работ
2009, 5 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
2
Тема
«Создание и внедрение энергоэффективного технологического комплекса для добычи нефти из простаивающего и малодебитного фонда скважин на основе применения многофункциональных физико-химических воздействий и инновационного оборудования».
Продолжительность работ
2011 - 2013, 31 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка энергосберегающего оборудования для извлечения многофазного продукта из нефтяных пластов
Продолжительность работ
2011 - 2012, 17 мес.
Бюджетные средства
28 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка процесса импульсного детонационного горения природного газа для повышения эффективности работы энергетических установок.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
1