Электромагнитное воздействие на пласт реферат
Обновлено: 05.07.2024
В данной статье описываются несколько методов воздействия физическими полями на нефтесодержащий пласт с целью увеличения нефтеотдачи. Рассмотрены три метода: плазменно-импульсное, электромагнитное и инфразвуковое воздействия. По всем перечисленным методам проводятся исследования. Собрана лабораторная научно-исследовательская установка по электромагнитному воздействию на насыпную модель керна. Результаты проведенных с ее помощью исследований легли в основу диссертационной работы Барышникова А.А. Собранная лабораторная установка по плазменно-импульсному воздействию позволяет проводить исследования воздействия на керн кратковременными плазменными импульсами для оценки возможности промыслового применения для очистки призабойной зоны пласта. В настоящее время ведется разработка лабораторной научно-исследовательской установки по инфразвуковому воздействию на модель керна. Установка будет использована для оценки фильтрационных характеристик коллектора в поле действия низкочастотных упругих колебаний.
1. Аметов И.М. Добыча тяжелых и высоковязких нефтей / И.М. Аметов, Ю.Н. Байдиков, Л.М. Рузин, Ю.А.Спиридонов. – М.: Недра, 1985. – 205 с.
2. Ащепков М. Ю. Дилатационно-волновое воздействие на нефтяные пласты: дис… д-ра техн. наук: 25.00.17. – Уфа, 2003. – 140 с.
3. Газизов А. Ш. Научно-технические основы энергосберегающих технологий повышения нефтеотдачи пластов /А. Ш. Газизов, А. А. Газизов // Нефтяное хозяйство. – 2007. – № 3. – С.60 – 64.
6. Максютин А. В. Экспериментальные исследования реологических свойств высоковязкой нефти при упругом волновом воздействии // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2009. – № 5. – С.4–8.
8. Фатыхов М.А., Худабердина А.И. Комбинированные методы воздействия на нефтяные пласты на основе электромагнитных эффектов // Монография / М.А. Фатыхов, А.И. Худабердина. – Уфа: Изд-во БГПУ, 2010. – 112с.
На сегодняшний день необходимо применение нестандартных методов увеличения нефтеотдачи, отличающихся повышенной управляемостью, энергоэффективностью и экологичностью, как на поздних стадиях разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти, так и на ранних стадиях разработки с физически обусловленными трудноизвлекаемыми запасами. Для трудноизвлекаемых запасов нефти, обусловленных геологическими особенностями залегания, выраженными в макронеоднородности коллекторов, множественных водонефтяных контактах, разломах, тектонических экранах, управляемое физическое воздействие на фильтрационные процессы позволит адресно воздействовать на зоны с отстаточными запасами. Для месторождений с физически обусловленными затруднениями вытеснения, вызванными высокой вязкостью нефти, реологическими свойствами, высокой долей микрокапилляров, требуется прямое длительное действие на флюиды для стимуляции фильтрационных процессов за счет снижения вязкости, градиента сдвига и капиллярных сил.
Электромагнитное воздействие (ЭМВ) – воздействие, оказываемое колебаниями волн различных диапазонов с целью влияния на нефтесодержащий пласт и пластовый флюид, для изменения их свойств, которые повлияют на дополнительное извлечение нефти.
Выполненные лабораторные исследования ученых Тюменского Индустриального института выявили, что воздействие на модель пласта и пластового флюида электромагнитными волнами значительно увеличивает показатели фильтрационно-емкостных свойств пласта и способствует дополнительному нефтеизвлечению. При закачке в модель пласта электролита (солевой раствор) наблюдалось многократное увеличение эффекта.
Солевой раствор способствует повышению температуры в продуктивном пласте под воздействием электромагнитного поля, т.к. является хорошим проводником электрического тока. Усиление термического эффекта, в особенности в приближенной к призабойной зоне пласта, провоцирует уменьшение вязкости и очистки от тяжелых углеводородов порового пространства пласта под воздействием давления.
Также осуществляется практически полное снижение фильтрационных потенциалов статического электричества, которые возникают в нефтесодержащих коллекторах и препятствуют течению нефти.
Находясь в области действия переменного электрического поля, скопления молекул жидких углеводородов начинают колебаться с частотой, зависящей от источника электроэнергии. Это приводит к снижению вязкости нефти, способствующему увеличению добычи.
Рис.1. Схема электровоздействия на призабойную зону пласта
Данное направление требует изучения и поэтому в ТюмГНГУ была собрана лабораторная установка, состоящая из электротехнической и гидродинамической части. Установка позволяет проводить эксперименты по электромагнитному воздействию на физическую модель керна. В основе установки лежит резонансный трансформатор переменного электрического тока. От обычных трансформаторов он отличается тем, что в конструкции отсутствует ферромагнитный сердечник. Это позволяет многократно снижать взаимоиндукцию между двумя катушками.
1 – источник переменного тока (50 Гц, 220 В), 2 – счетчик электрической энергии, 3 – емкость с повышающими микроволновыми трансформаторами, погруженными в моторное масло, 4 – амперметр, 5 – высоковольтные конденсаторы Capacitor, 6 – катушки фильтров ВЧ, 7 – динамический разрядник, 8 – батарея конденсаторов К-75-25 первичного контура, 9 – первичная катушка, 10 – вторичная катушка, 11 – электрод, погруженный в модель керна, 12 – медная пластинная, 13 – стеклянная колба, 14 – мерная колба.
Рис.2. Схема лабораторной научно-исследовательской установки по электромагнитному воздействию
Плазменно-импульсное воздействие (ПИВ) – один из методов интенсификации добычи нефти, основанный на использовании резонансных свойств пласта. В основе технологии лежат принципы нелинейных систем, к которым относятся среды со значительным энергосодержанием и энерговыделением, высокоскоростные, высокотемпературные процессы, колебания и волны со значительной амплитудой.
При этом в пласте происходят такие процессы, как:
-разогрев прискважинной зоны;
- ускорение (до 1000 раз) гравитационной агрегации нефти и газа;
- увеличение относительных фазовых проницаемостей для нефти в большей степени, чем для воды;
- увеличение скорости и полноты капиллярного вытеснения нефти и водой:
- возникновение сейсмоакустической эмиссии в породах коллектора, сопровождающейся образованием микротрещин;
- изменение напряженного состояния горных пород коллектора и связанное с этим изменение структуры порового пространства (дилатансия).
Ток высокого напряжения (от 3 000 В) пропускают через электроды разрядника в рабочий интервал внутри скважины. Электрическая дуга, характеризующаяся высокой степенью разложения молекул и ионизацией, приводит к образованию плазмы с мгновенным повышением температуры (порядка 28 000 °С). Благодаря этому в течение нескольких микросекунд развивается высокое давление (около 10 000 кг/см²). Мгновенная ударная волна со скоростью выше скорости звука передаётся окружающей жидкости в скважине, что приводит к образованию скачка уплотнения.
В среднем энергия небольшая (500 Ватт), однако за счёт крайне короткого времени разряда максимальная энергия достигает 20 МВт. Мгновенное расширение плазмы создаёт ударную волну, и последующее охлаждение и сжатие плазмы вызывает обратный приток в скважину через перфорационные отверстия в обсадной колонне, что на начальном этапе обработки скважины способствует выносу кольматирующих веществ в ствол скважины.
При многократных повторениях разряда энергия ударной волны распространяется по твёрдому скелету пласта и в жидкости, превращаясь затем в продольные и поперечные (сдвиговые) волны.
При использовании плазменно-импульсного воздействия увеличивается проницаемость призабойной зоны скважины, увеличивается гидродинамическая связь нефтяного пласта с забоем скважины за счет очистки старых и создания новых фильтрационных каналов, происходит очищение порового пространства и формирование новых микротрещин в призабойной зоне скважины и фильтрационных каналах пласта.
Во время воздействия появляется ударная волна, которая, выходя через перфорационные отверстия в зону проникновения в упругую среду, вызывает ее движение, быстро затухает, превращаясь в ряд последовательных колебаний, распространяющихся со скоростью упругих волн.
На базе ТюмГНГУ была создана лабораторная установка для проведения исследований (рис. 1).
1 – источник переменного тока, 2 – ЛАТР, 3 – повышающий трансформатор, 4 – выпрямитель тока, 5 – высоковольтные конденсаторы, 6 – высоковольтные резисторы, 7 – искровой промежуток, 8 – выходы для подключения к объекту плазменно-импульсное воздействия
Рис.3. Схема лабораторно-исследовательской установки
Инфразвуковое воздействие. Инфразвук – звуковые волны, частота которых лежит ниже диапазона, воспринимаемого человеческим ухом (от 16 до 20 000 Гц). Нижняя граница инфразвукового диапазона принята за 0,001 Гц. Как и слышимый звук, инфразвук представляет собой распространение в среде механических колебаний в форме упругих волн. Поэтому для инфразвука характерны свойства звуковых волн, а также определенный набор особенностей, таких как большие амплитуды колебаний, дальнее распространение в воздушной среде. Вступая в резонанс с крупными объектами, инфразвук вызывает в них вибрацию. Большая длина волны позволяет инфразвуковым волнам распространяться на большие расстояния в жидкостях, газах и твердых телах.
Инфразвук используется в качестве средства, обнаруживающего землетрясения и приближающиеся штормы. Инфразвук, распространяющийся в жидкой среде, используют для ускорения процессов диффузии и растворения.
Значительное расстояние распространения инфразвуковых колебаний, вибрационные эффекты, оказываемые на массивные объекты, могут послужить полезными свойствами для применения инфразвука в качестве способа извлечения дополнительной нефти, за счет расположения источника излучения волн в нагнетательной скважине, а также повышения ее приемистости.
Инфразвуковые колебания предположительно будут способствовать увеличению скорости и выравниванию фронта вытеснения нефти водой. Вибрации, передаваемые скелету горной породы, могут привести к освобождению капиллярно-удерживаемой нефти, тем самым способствуя повышению коэффициента извлечения нефти.
В ТюмГНГУ ведется разработка лабораторной научно-исследовательской установки по инфразвуковому воздействию на насыпную модель керна.
Вышеописанные методы воздействия на нефтесодержащий пласт физическими полями представляют большой интерес и перспективу.
Рецензенты:
Рассмотрение способов улучшения реологических характеристик резервов тяжелых нефтей для снижения энергетических затрат на их перекачку. Анализ результатов проведения лабораторных испытаний воздействия электромагнитного излучения на свойства нефти.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.04.2018 |
| Размер файла | 133,4 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Исследование влияния электромагнитного излучения на реологические свойства нефти
Баязитова С.Р., ORCID: 0000-0002-6412-0058, студент,
ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Октябрьском
Исследование влияния электромагнитного излучения на реологические свойства нефти.
В настоящее время запасы лёгкой нефти истощаются, и человечество вынуждено переходить на трудно-извлекаемые резервы. Для перекачивания таких нефтей требуются огромные энергозатраты, поэтому для снижения энергетических затрат на перекачку нефти используют несколько способов улучшения их реологических характеристик. В данной статье проанализированы три основных способа улучшения реологических характеристик нефтей, а также представлены результаты проведения лабораторных испытаний воздействия электромагнитного излучения на свойства нефти.
Ключевые слова: реологические свойства, электромагнитное излучение, нефть, термообработка, ультразвуковое воздействие.
Study of the influence of electromagnetic radiation on the rheological properties of oil.
Bayazitova S.R., ORCID: 0000-0002-6412-0058, Student, FSBEI of Higher Education Ufa State Petroleum Technological University, Branch in Oktyabrsky
At present, light oil reserves are depleted and mankind is forced to shift to hard-to-recover reserves. Pumping of such oils requires huge energy costs; therefore several methods of improving their rheological characteristics are used in order to reduce energy costs for pumping oil. This article analyzes three main ways to improve the rheological characteristics of oils and contains the results of laboratory tests of the effects of electromagnetic radiation on the properties of oil.
Keywords: rheological properties, electromagnetic radiation, oil, heat treatment, ultrasonic action.
Человечество находится на заре эры тяжелой нефти. Россия этому чёткий пример: простых нефтей - никак не больше 30%, 70% - это трудно-извлекаемые резервы, при этом часть трудных углеводородов регулярно увеличивается.
Разведанные запасы в России составляют около 14 млрд. т, большая часть которых трудно-извлекаемые, проблемные. Проблемными являются как высоковязкие высокосмолистые нефти, так и высокопарафинистые, застывающие при положительных температурах.
На фоне снижения добычи нефти на крупнейших месторождениях Западной Сибири для сохранения текущего уровня добычи России потребуется вовлекать в разработку все больше месторождений тяжелых высоковязких нефтей. Для перекачки таких нефтей потребуется увеличение энергозатрат на перекачку нефти или монтаж дополнительного оборудования для снижения вязкости нефти, что в свою очередь также приведет к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.
В данной статье рассмотрен один из наименее изученных и применяемых методов улучшения реологических свойств нефти - воздействие на нефть электромагнитными волнами радиодиапазона.
Для снижения энергетических затрат на перекачку нефтей используют несколько способов улучшения их реологических характеристик.
1. Термообработка. При термическом воздействии структурно-механические характеристики подвергнутой обработке нефти улучшаются. Имеющийся в нефти парафин при нагреве переходит в растопленное состояние, а остывание формирует условия с целью отделения из нефти кристаллов парафина, для их роста и формирования структурной решетки в нефти. Термообработка даёт возможность получить нефть с непрочной структурной решеткой, не способной удержать в своих ячейках весь объем нефти. В данном случае огромной ролью является грамотно подобранные условия остывания нефти [1, C. 94].
2. Депрессорные присадки. Их продуктивность в значительной мере зависит от состава нефти и химического строения присадки. Подбор депрессорных присадок проводится индивидуально путем исследования вязкостно-температурных свойств нефти.
3. С целью усовершенствования вязкостно-температурных характеристик парафинистых высокосмолистых (ПВСН) и высокопарафинистых (ВПН) нефтей обширно изучается использование физических методов воздействия, в частности, полей с частотами ультразвукового спектра [2, C. 39-40]. Вязкость ПВСН, обработанной ультразвуком в течение 15 мин, снижается с 1044 до 48 мПа·с, а депрессия температуры застывания составляет 20°С. Иное поведение после УЗО наблюдалось для ВПН. Вязкость и температура застывания ВПН возрастали с увеличением времени обработки [3, C. 134-135].
В процессе подготовки к проведению экспериментальной части исследований, был определен следующий состав экспериментальной установки (Рис. 1):
- Генератор высокочастотных колебаний с коаксиальным кабелем;
- Полый резонатор (камера для испытаний образцов нефти);
- Плоскодонная стеклянная колба объемом 500 мл с притертой крышкой [6, C.31-35].
В качестве генератора высокочастотных колебаний был приобретен и проверен генератор Г4-79.
Полый резонатор представляет собой куб со сторонами 400 мм, сваренный из листового металла 2 мм с отверстием 30 мм в верхней части камеры для коаксиального кабеля, и съемной металлической шторкой.
Рис. 1 - Схема экспериментальной установки
Экспериментальная часть проводилась в период с 12.05.2017 по 25.06.2017 г. на частоте 2450 МГц, максимальной выходной мощностью не менее 3·10-3 Вт, время выдержки образцов нефти под электромагнитным излучением варьировалось от 5 до 110 минут.
Был определен следующий порядок проведения испытаний:
1. Операторами были отобраны 6 проб нефти согласно ГОСТ 2517.
2. Отобранные пробы были транспортированы на ПСП в ХАЛ, где тщательно были перемешаны в герметичном сосуде. С каждой проба была разделена на две части, с каждой было отделено 250 мл для проведения испытания нефти на вязкость и содержание хлористых солей.
3. Из оставшихся 250 мл вылили 200 мл в цилиндр и ареометром, и термометром согласно ГОСТ 3900-85 определили температуру и плотность нефти с точностью до 1 знака после запятой.
4. Записали результаты анализа на плотность, температуру и вязкость в журнал.
5. Пробу нефти объемом 250 мл из цилиндра вылили в плоскодонную колбу и поместили в камеру для проведения испытаний.
6. Опустили свободный конец коаксиального кабеля через верхнее отверстие полого резонатора для проведения испытаний образцов нефти таким образом, чтобы конец кабеля располагался строго вертикально.
7. Установили колбу с образцом нефти в центре камеры для испытаний, чтобы крышка колбы находилась под концом коаксиального кабеля в 2-3 см.
8. Закрыли дверцу камеры испытаний.
9. Выставили максимальную мощность генератора сигналов.
10. Зафиксировали начало испытаний.
11. После окончания времени испытания выключили прибор.
12. Оставили пробу в колбе, не открывая крышку, на 1 час.
13. После часового отстоя перемешали пробу испытуемого образца в течение не менее 1 минуты.
14. Перелили пробу в цилиндр объемом 250 мл. Замерили плотность и температуру нефти.
15. Необходимое количество пробы (около 100 мл) отделили для определения вязкости.
16. Зафиксировали результаты измерений в журнал.
В ходе дальнейших работ была проведена обработка экспериментальных данных статистическими методами, в частности, проверены все полученные результаты на соответствие правилу трех у. Также были построены экспериментальный и интерполирующий экспериментальные данные графики зависимости величины изменения вязкости от времени воздействия электромагнитным излучением (Рис. 2) на нефть [7, C.20-21].
нефть перекачка электромагнитный излучение
Рис. 2 - Графики зависимости величины изменения вязкости от времени воздействия электромагнитным излучением
Путем линейной интерполяции получено уравнение (1) зависимости величины изменения вязкости от времени воздействия электромагнитным излучением для нефти:
где - ?х изменение вязкости нефти, сСт,
Т - время воздействия на пробу УВЧ излучением частоты 2450 МГц, мощностью 3·10-3 Вт, мин. [8, C. 19-26].
Список литературы / References
1. Карамышев В. Г. Улучшение реологических свойств высокопарафинистых нефтей / В. Г. Карамышев, Ф. А. Мамонов, С. А. Рзиев и др. // Институт проблем транспорта энергоресурсов: труды. - 2004. - №3 (63). - С.94.
2. Ануфриев Р. В. Реология нефтей, обработанных ультразвуком / Р. В. Ануфриев, Г. И. Волкова, Н. В. Юдина // Сборник материалов 27 Симпозиума по реологии. - 2014. - С.39-40.
3. Лоскутова Ю. В. Влияние ультразвуковой и магнитной обработки на реологические свойства тяжелой нефти / Ю. В. Лоскутова, Г. И. Волкова, Р. В. Ануфриев // Сборник материалов 27 Симпозиума по реологии - 2014. - С.134-135.
4. Волкова Г. И. Ультразвуковая обработка нефтей для улучшения вязкостнотемпературных характеристик / Г. И. Волкова, И. В. Прозорова, Р. В. Ануфриев и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2012. - №2. - С.3-6.
5. Цзян Хуа И. Изменение состава и свойств тяжелых высоковязких нефтей под воздействием микроволнового облучения / Цзян Хуа И, Цао Бо // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2013. - №4. - С.20-25.
6. Барышников А. А. Методы электрического воздействия на пласт с целью повышения нефтеотдачи / А. А. Барышников, А.В. Стрекалов, А. М. Ведменский и др. // Нефтепромысловое дело. - 2013 - №7. - С.31-35.
7. Ширяева Р. Н. Регулирование реологических свойств парафинистой нефти высокочастотным электромагнитным полем / Р. Н. Ширяева, Ф. Л. Саяхов, Ф. Х. Кудашева и др. // Химия и технология топлив и масел. - 2001. - №6. - С.20-21.
8. Саяхов Ф. Л. Физико-технические основы электромагнитной технологии извлечение нетрадиционных углеводородов / Ф. Л. Саяхов, Н. Я. Багаутдинов, Ю. Б. Салихов // Вестник БГУ. - 2000 - № 1. - С.19-26.
9. Муллакаев М. С. Исследование влияния ультразвукового воздействия и химических реагентов на реологические свойства вязких нефтей / М. С. Муллакаев // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2010. - № 5. - С.31-34.
Подобные документы
Физические особенности лазерной сварки титановых сплавов. Моделирование процесса воздействия лазерного излучения на металл. Исследование влияния энергетических и временных характеристик и импульсного лазерного излучения на плавление титановых сплавов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 11.01.2014
Классификация нефтей и варианты переработки. Физико-химические свойства Тенгинской нефти и ее фракций, влияние основных параметров на процессы дистилляции, ректификации. Топливный вариант переработки нефти, технологические расчеты процесса и аппаратов.
курсовая работа [416,8 K], добавлен 22.10.2011
Физико-химические свойства нефти, газа, воды исследуемых месторождений нефти. Технико-эксплуатационная характеристика установки подготовки нефти Черновского месторождения. Снижение себестоимости подготовки 1 т. нефти подбором более дешевого реагента.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 28.03.2017
Ознакомление с устройством микроволновой печи. Рассмотрение природы микроволнового электромагнитного излучения. Изобретение Перси Спенсера. Изучение влияния микроволн на организм человека; соответствие данного устройства Федеральным санитарным нормам.
реферат [366,8 K], добавлен 29.11.2014
Физико-химические, эксплуатационные свойства нефти. Абсолютная плотность газов при нормальных условиях. Методы определения плотности и молекулярной массы. Важный показатель вязкости. Предельная температура фильтруемости, застывания и плавления нефти.
Основной проблемой на нефтяных месторождениях в настоящее время является относительно быстрое увеличение обводненности добываемой нефти.
Основной проблемой на нефтяных месторождениях в настоящее время является относительно быстрое увеличение обводненности добываемой нефти.
Причины этого связаны с естественным ростом обводненности добываемых углеводородов и жидкости. Производительность скважин может снижаться в некоторых горных породах в процессе эксплуатации вследствие различных видов кольматации, она может быть снижена и вследствие применения бентонитового раствора при бурении.
Технология увеличения нефтеотдачи пласта электровоздействием предназначена для снижения обводненности добываемой нефти на нефтяных скважинах, восстановления их производительности, отсечки газовых конусов, а также для восстановления нагнетательных скважин.
Основные позитивные эффекты при применении технологии:
снижение обводненности добываемой жидкости (увеличение нефтеотдачи);
восстановление дебита жидкости закольматированных скважин (интенсификация нефтедобычи).
Технология выгодно отличается от традиционных комбинированных технологий рядом основных достоинств, а именно:
успешное применение технологии;
значительное снижение обводненности добываемой жидкости, в основном, в пределах: 10-50% и более на малодебитных скважинах, 1-10% и более на высокодебитных скважинах;
значительное увеличение среднего дебита по нефти, в основном, в пределах: 1,3-3 раза и более на малодебитных скважинах, 10-30% и более на высокодебитных скважинах;
значительное увеличение среднего дебита по жидкости, в основном: в 1,01-2 и более раз на закольматированных малодебитных и высокодебитных скважинах;
значительная продолжительность эффекта: 2-4 года;
средняя величина дополнительно добытой нефти на одну скважину: 1-10тыс. т.;
небольшое время проведения электровоздействия на пласт, как правило, в пределах 20-30 часов;
абсолютная экологическая чистота, вследствие применения для воздействия на пласт только электрического тока;
отсутствие негативных воздействий для обсадных колонн, фильтров и другого скважинного оборудования;
возможность успешного совместного использования с другими аналогичными технологиями, например, с закачкой полимеров в нагнетательные скважины или с ремонтно- изоляционными работами в добывающих скважинах;
высокая эффективность: кратный спад себестоимости нефти;
отсутствие значительных отрицательных результатов;
мобильность технологического комплекса.
ТЕХНОЛОГИЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЕМ
Технология электровоздействия на продуктивный нефтяной пласт основана на эффектах изменения структуры пустотного пространства породы пласта и пространственной структуры фильтрационных потоков двухфазной жидкости (нефть плюс вода) в пласте в результате пропускания через продуктивный пласт солитоноподобных импульсов электрического тока.
Соответственно увеличивается проницаемость породы, причем наиболее существенно в ближней к скважине зоне. Это приводит к восстановлению дебита скважины по нефти.
Блок-схема практической реализации технологии показана на Рис.1 Источником питания специальной части электроаппаратуры (преобразователя напряжения) служит дизель-генератор с понижающим трансформатором (до 120В, 3 фазы) или высоковольтный трансформатор, марки ТМ 500/10 (3 фазы, выход - 120В).
В качестве защитного устройства: при применении дизель-генератора можно дополнительно (к защите в генераторе) использовать плавкие вставки (в цепи 380 В), при применении высоковольтного трансформатора на его входе ставится ячейка с ВВ прерывателем и плавкие вставки (по ВН). На силовой блок напряжение подается с выхода трансформатора (120В).
Подача напряжения регулируется блоком управления. С выхода силового блока разнополярный импульсный ток (в соответствующих режимах) через силовые кабели общим сечением 480 кв. мм подается на металлическую арматуру устьев 2-х намеченных для электровоздействия скважин
Рис.1 Блок-схема практическое реализации технологии увеличения нефтеотдачи пластов электровоздействием
К настоящему моменту промысловые эксперименты и опытно-промышленные работы успешно проведены на сотнях добывающих скважин.
Периодически совершенствуются оборудование и сама технология. Успешные серии электрообработок проведены в различных регионах России (Тюменская область, Среднее Поволжье, Краснодарский край) и в странах СНГ.
Увеличение дебитов по нефти в среднем составляло:
1,3-3 раза и более на малодебитных скважинах;
10-30% и более на высокодебитных скважинах.
Снижение обводненности в среднем составляло:
10-50% и более на малодебитных скважинах;
1-10% и более на высокодебитных скважинах.
Продолжительность эффекта составляла от 0,5 до 7 лет (большая часть результатов в интервале 2-4 года).
Такая продолжительность эффекта (с учетом конкретных технологических и геологических параметров) и факты многократного увеличения эффекта в течение года свидетельствуют о том, что дополнительная нефть после электровоздействия извлекается из областей пласта, расположенных далеко за пределами призабойных зон обработанных скважин.
Другими словами, электровоздействие на пласт - это еще один эффективный метод увеличения нефтеотдачи пласта (МУН). Параллельно восстанавливается дебит жидкости скважин (интенсификация), т.е. электровоздействие на пласт - это комбинированная обработка.
Опытно-промышленные испытания технологии электровоздействия на нефтяной пласт успешно проводились в течение последних 12 лет в различных регионах России и странах СНГ.
Технология успешно применялась для продуктивных нефтяных скважин глубиной до 4000 м. При этом электрообработка проводилась на основных, наиболее часто встречающихся, породах: песчаниках, известняках и др.
Необходимым условием высокой успешности и эффективности технологии является предварительный отбор скважин для электрообработок.
За годы испытаний электрообработке были подвергнуты более пятисот добывающих нефтяных скважин.
В последние годы успешность электрообработок составляла до 90%, среднее количество дополнительно добытой нефти находилось, в основном, в интервале 1000-10000 тонн на одну электро-обработанную скважину (в течение всего действия эффекта), среднее снижение обводненности добываемой нефти, как правило, составляло 3 - 30%, продолжительность эффекта находилась, в основном, в пределах 2-4 лет.
При одновременной электрообработке 2 добывающих нефтяных скважин,как правило, наблюдается продолжительный положительный эффект.
Технология электрогидравлической обработки скважин (ЭГУ) основана на использовании энергии высоковольтного электрического разряда в жидкой среде (эффект Юткина). При электрическом разряде между двух электродов в жидкой среде происходит формирование канала сквозной проводимости с последующим его расширением до схлопывающейся низкотемпературной плазменной каверны , образующей ударную волну и волны сжатия. Время действия ударной волны не превышает 0,3 х10-6 сек. Ударная волна, распространяясь в прискважинной зоне, производит разрушение кольматирующих образований. Основными параметрами при электрогидравлической обработке, определяющим ее эффективность, являются давление ударной волны и число генерируемых импульсов вдоль интервала перфорации. Давление во фронте ударной волны при электрогидравлическом разряде на внутренние стенки перфорированной трубы диаметром 5² составляет 8 МПа.
Устройство для электрогидравлической обработки скважины состоит из наземной части и скважинного снаряда, соединенных между собой геофизическим кабелем. В наземную часть устройства входит преобразователь и каротажный подъёмник. Скважинный снаряд состоит из зарядного блока, емкостей накопителей (от 1 до 5 кДж), разрядника и электродной системы.
Схема электроразрядного устройства
Электроразрядное устройство для обработки скважин
1- преобразователь частоты; 2 – зарядный блок; 3 – ёмкостные накопители; 4 разрядник; 5 – электродная система.
При электрогидравлической обработке скважины скважинный снаряд устанавливают в интервале обработки и начинают генерацию импульсов высокого напряжения с последовательным перемещением устройства вдоль интервала перфорации. При давлении ударной волны в стволе скважины в пределах 4-6 МПа достаточное количество импульсов на 1 погонный метр перфорированной толщи должно быть не менее 500. В результате импульсного воздействия на прискважинную зону происходит увеличение проницаемости продуктивных пород и, как следствие, увеличение дебита (приемистости) скважины. Время обработки одной скважины 6-12 часов.
Технология электрической обработки скважин предназначена для снижения обводненности добываемой жидкости, восстановления производительности, отсечки газовых конусов, а также для восстановления характеристик нагнетательных скважин. Объектами применения технологии являются как терригенные, так и карбонатные коллектора с глубиной залегания до 2000 м и 3000 м соответственно.
Как правило, обработке подлежат скважины с обводненностью продукции 40-85% и дебитом по жидкости 10-85 м3/сутки при неоднородных пластах с чередующейся высокой и пониженной пористостью.
Сущность технологии основана на том, что при пропускании через нефтяной пласт импульсов электрического тока происходит выделение энергии в тонких капиллярах. Когда количество выделяемой энергии превышает некое пороговое значение, наблюдаются изменения структуры пустотного пространства микронеоднородной среды и пространственных структур фильтрационных потоков.
В скважинах происходят разрушение кольматанта и прилегающих слоев горной породы, газовая кольматация, разрушение двойных электрических слоев, изменение поверхностного натяжения на границе раздела фаз. После окончания электровоздействия на пласт в результате изменения пространственной структуры фильтрационных потоков в породе обводненность добываемой нефти оказывается значительно сниженной на длительный период времени.
В общем случае для реализации технологии возможны несколько схем подключения к скважинам. Чаще используется схема подключения двух рядом расположенных скважин к колонным головкам. Источником питания служит дизель-генератор с понижающим трансформатором или высоковольтный трансформатор. С выхода силового блока разнополярный импульсный ток через силовые кабели подается на металлическую арматуру устьев двух намеченных для электровоздействия скважин. Продолжительность электровоздействия на пласт составляет 20-30 часов. При этом отсутствует негативные воздействия на обсадные колонны и другое скважинное оборудование.
По схеме подключения двух скважин на месторождениях Западной Сибири произвели обработку 450 скважин. Их дебит был увеличен в среднем в 2,5 раза при существенном снижении обводненности продукции. Продолжительность действия эффекта в среднем составило 32,4 месяца.
Читайте также: