CC BY
11
УДК 622.276.6
Ганиева И.Д студент магистратуры группы МГР12-17-01 Уфимский государственный нефтяной технический университет Российская Федерация, г. Уфа ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАЗМЕННО-ИМПУЛЬСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЕНОСНЫЕ ПЛАСТЫ Аннотация: В статье рассмотрена история технологии плазменного импульса, приведены результаты практического применения технологии в конкретных геологических условиях в сложных терригенных и карбонатных коллекторах. Представлено понятие о плазменно-импульсном воздействии на пласт с целью повышения нефтеотдачи пластов, и описаны физико-химические процессы, происходящие в пласте, а также основные преимущества и недостатки данного метода; аргументирован выбор рассматриваемой технологии воздействия на пласт.
Ключевые слова: нефтеотдача пластов, кольматация, ударная волна, импульс, плазма.
Ganieva I.D. master student student gr. MGR12-17-01 Ufa State Petroleum Technological University Russian Federation, Ufa EXPERIENCE OF PRACTICAL APPLICATION OF PLASMA AND
PULSE INFLUENCE ON PETROLEUM PLASTES Abstract: The article describes the history of plasma pulse technology, the results of the practical application of technology in specific geological conditions in complex terrigenous and carbonate reservoirs. The concept of a plasma-pulse effect on the formation with the purpose of enhanced oil recovery is presented, and the physicochemical processes occurring in the formation, as well as the main advantages and disadvantages of this method are described; argued the choice of the considered technology impact on the reservoir.
Keywords: oil recovery, colmatage, shock wave, impulse, plasma. Плазменно-импульсное воздействие (ПИВ) является одним из методов интенсификации добычи нефти, который основывается на резонансных свойствах пласта. Достоинствами ПИВ является: увеличение проницаемости призабойной зоны скважины, улучшение гидродинамической связи нефтяного пласта с забоем скважины, очистка пор и создание новых микротрещин в фильтрационных каналах пласта и призабойной зоне скважины.
Плазма представляет собой полностью ионизованный газ, который образован из нейтральных молекул и заряженных ионов. Важнейшая
особенность плазмы - квазинейтральность (объемная плотность положительно заряженных ее частиц равна объемной плотности отрицательно заряженных) [1]. Считают, что плазма - это четвертое состояние вещества. Причина в том, что особенно при воздействии магнитных и электрических полей, она ведет себя довольно необычно.
В 1923 году американские физики Лэнгмюр и Тонкс ввели термин «плазма» при описании квазинейтрального ионизованного газа. До этого времени слово означало бесцветный компонент крови или живых тканей. В 1993 году группой российских ученых под руководством доктора технических наук, профессора, заведующего кафедрой Санкт-Петербургского Государственного горного института А.А. Молчанова совместно со специалистами Научно-исследовательского института электрофизической аппаратуры (НИИЭФА) Санкт-Петербурга была разработана конструкция плазменно-импульсного канала и рассчитаны алгоритмы импульсов, воздействующие на пласт в целом, а не только на призабойную зону [1].
Для того чтобы воздействовать на призабойную зону источник упругих колебаний в скважине должен быть достаточно мощным, чтобы произошло разрушение закольматированного пространства, но сохранилось цементное кольцо. В 2011 году с целью решить эти задачи команда российских инженеров подает заявку на вступление в Фонд «Сколково», проходит жесткий отбор и проект получает гранд, благодаря чему к решению проблем подключаются ведущие специалисты, а также удается привлечь зарубежных партнеров.
Результатом стала разработка генератора ПИВ, способного работать в наклонных скважинах с горизонтальным окончанием [2]. Источник колебаний за короткий промежуток времени 50-55 мкс под высокой температурой до 28000°С выделяет огромное количество энергии, формируя ударные волны с избыточным давлением, намного превышающим пластовое. На расстоянии более 1500 метров от очага воздействия резонансные колебания очищают существующие и создают новые фильтрационные каналы. Плазма, мгновенно расширяясь, создает ударную волну, затем охлаждается, а сжатие плазмы создает обратный приток через перфорационные отверстия в скважину, в следствии чего кольматирующие вещества выносятся в ствол скважины [2]. Область применения источника колебаний обширна, его применяют для того чтобы: на этапе освоения в коллекторе любой геологической сложности вызвать приток жидкости в скважину, при любой обводненности увеличить дебит добывающих скважин ( в том числе на месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки), на коллекторах любой сложности увеличить приемистость нагнетательных скважин, выравнить профиль приемистости нагнетательных скважин.
Для того чтобы выбрать скважины и обосновать технологию воздействия на призабойную зону необходимо проанализировать причины и
механизм ухудшения призабойной зоны при вскрытии продуктивного пласта, заканчивании скважины, ее освоении и при дальнейшей эксплуатации. Основные причины снижения проницаемости призабойной зоны при эксплуатации скважины: проникают жидкости глушения или жидкости промывки, образуются водонефтяные эмульсии, выпадают асфальто-смоло-парафиновые составляющие нефти, при глушении скважин механические примеси и продукты коррозии металлов проникают в призабойную зону. Выбор скважины для обработки определяет величина остаточной нефтенасыщенности и близость к забою добывающей скважины остаточных запасов нефти.
Технология плазменно-импульсного воздействия имеет немало преимуществ. Она экологически чиста; дает возможность без добавки реагента работать в естественных геологических условиях; используется при любой обводненности; увеличивает дебит нефти добывающих и приемистость нагнетательных скважин на месторождениях поздней стадии разработки и вне зависимости от предыдущего назначения, соответственно; улучшает проницаемость продуктивных пластов; положительно воздействует на соседние с обрабатываемой скважиной; не опасна в эксплуатации; проводится в короткий промежуток времени ( в течении суток).
Как и любая технология, плазменно-импульсное воздействие имеет и недостатки: до 120 градусов Цельсия рабочей температуры, до 400 атмосфер давление окружающей среды, до 5 километров рабочей глубины, 6-24 месяца эффекта, смыкание трещин в фильтрационных каналах после проведения ПИВ, так как в них не закачивается проппант.
Эта технология имеет опыт практического применения в различных частях мира. В России плазменно-импульсная технология проверена на месторождениях, представленных карбонатными и терригенными коллекторами и тяжелыми нефтями, в различных геолого-технических условиях (Западная Сибирь, Тимано-Печора и т.д.). Например, в 2011-2012 годах при опытно-промышленных работах в Западной Сибири среднее увеличение дебита по нефти при среднем базовом дебите до воздействия 8,5 т/сут составило 87%. Количество успешных скважино-операций превысило 82%. Чаще всего под обработку предоставлялись скважины с упавшим эффектом от ГРП. Эффект от воздействия на Самотлорском месторождении составил 257% (№ скв. 8170, дебит скважины по нефти до воздействия 8,4 м3/сут, после воздействия 30 м3/сут), на Туймазинском 68% (№ скв. 3288, до - 2,8 м3/сут, после - 4,7 м3/сут) [3].
Использованные источники: 1. Абызбаев И.И. Прогнозирование применения новых методов увеличения нефтеотдачи при освоении трудноизвлекаемых запасов нефти/ И. И Абызбаев, В. Е. Андреев. - Уфа: ООО «Монография», 2007. - 204 с.
2. Вежин С.А. Применение технологии Плазменно-импульсного воздействия для выравнивания профиля приемистости / С.А. Вежин, В.К. Нечаев // Нефтяное хозяйство. - 2010. -№5. - С.12-14.
3. Молчанов А.А. Плазменно-импульсное воздействие на нефтяную залежь, как на многофакторную динамическую диссипативную систему / А.А.Молчанов, П.Г.Агеев. Тверь, 2011.
