CC BY
10
УДК 622.276.575.1/4
Мейлиев Х.Б. старший преподаватель кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых скважин» Каршинского инженерно-экономического института Узбекистан, г. Карши Нуралиев Ж.Т. студент Ташкентского химико-технологического института Узбекистан, г. Ташкент
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЗАРЯДОМ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ВОЛНАМИ НА ПЛАСТ И НА ПРОДУКТ ЗАЛЕЖЕЙ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕФТЕОТДАЧИ
Аннотация - приведены сведения о геологическом строение залежей с высоковязкой нефтью и заключении лабораторных исследований о химических составах кернов Сурхандарьинской нефтегазоносной области. На основе этих лабораторных результатов рекомендуется применение технологию электрического воздействия для повышения коэффициента продуктивности скважин залежей высоковязких нефтей.
Ключевые слова - залежь, высоковязкий нефть, разработка, вязкость, температура, электровоздействие, пласт, давление, эффект, пористость.
Maleev H. B. senior lecturer
Department " Development and operation of oil and gas wells» Karshi Institute of engineering and Economics
Uzbekistan, Karshi city Nuraliev Zh. T. student
Tashkent Institute of chemical technology
Uzbekistan, Tashkent
RECOMMENDATIONS ON THE IMPACT OF ELECTRIC CHARGE AND ELEKTROMAGNETIC WAVES ON THE RESERVOIR AND ON THE PRODUCT OF HIGH-VISCOSITY OIL DEPOSITS FOR INCREASING OIL RECOVERY
Annotation - some data is provided on the geological structure of deposits with high-viscosity oil and the conclusion of laboratory studies on the chemical composition of core samples from the Surkhandarya oil and gas region. According
to these laboratory results, it is recommended that electrical exposure technology be used to increase the productivity coefficient of high viscosity oil well boreholes.
Key words - reservoir, high-viscosity oil, development, viscosity, temperature, electrical impact, pressure, effect, porosity.
Для повышения дебита скважины воздействуя электричеством на забой и на продукт, необходимо ознакомится с условиями залегания самого продукта и ее физико-химическими характеристиками:
- Для проведения электрообработки максимально оптимальным условием являются, давление на забое, которое должна быть выше среднего значение относительно глубины.
- Высокая пластовая температура негативно влияет на весь процесс.
- Доля солей и различных минералов в составе продукта, которые будут играть роль проводников должны быть высокими как в коллекторе так и в самом продукте. А как известно из геолого-разведывательных исследований соли и минералы присутствуют как в коллекторах так и в самом продукте.
- Металлы в составе продукта имеют большое значение так как они будут связующими элементами между продуктом и породой в коллекторе и по этому чем их больше в составе тем эффективнее процесс в ином случаи эффект от электрообработки не даст высоких результатов.
- Не посредственную роль имеет пластовые воды, если в пластовых водах присутствует состав почвы или же самого продукта это повышает эффективность при условии что эти воды в закрытой системе.
- На процесс так или иначе будут влиять в разных степенях такие факторы как попутные газы, растворы, вязкость продукта, пористость каллектора и т.п..
Учитывая все эти факторы можно приступать к процессу электрообработки. Возможны несколько типов воздействия: прямое воздействие электрическими зарядами; Электромагнитно волновое воздействие или обе одновременно.
Первое самое элементарное прямое воздействие путем подсоединение электрических кабелей к НКТ или же к сомой колонне, где источником электричество может служить трехфазный генератор что дает возможность использование сразу нескольких скважин: подсоединив нулевую фазу к нескольким скважинам а другие фазы к скважинам вокруг. Генератор подключается к трансформатору с электронным контролем напряжения и частоты, все подключив включаем генератор 100 V и постепенно поднимаем напряжение (20-50 Vв 2-3 часа) при этом все скважины должны быть под наблюдением на признаки изменения показателей. При этом между колоннами и трансформатором должен стоять предохранитель на случай короткого замыкания или обратного потока тока.
При условии высокого давления и высоких содержаний солей, минералов и металлов будут применятся следующие показатели:
UH = 100 - 150 V (волт) Ш = 20- 50 V в 4-6 часа
имакс = 5000 V (при условии если не будет заметных результатов до этого значения).
Сам принцип работы электрообработки заключается во взаимодействии заряженных частиц с продуктом и остальной материей между колоннами и области забойной зоны. В обычной электрообработке как говорили электрический кабель подсоединяется с одним полюсом (+) к одной колонне а к другой (-) полюсом. Можно привести один пример к этому: к хозяйственному мылу с двух сторон колем два гвоздя и подсоединяем к ним соответственно + и - провода подключенный к питанию (электричеству). Через некоторое время мыло начинает плавятся изнутри, повышая давление, из-за электрического заряда, возникающего между гвоздями и в итоге мыло взрывается. В электрооброботке тот же принцип, но в более больших масштабах. Из-за электрического заряда между колоннами постепенно повышается температура тем самым и давление. Кроме этого, как и говорилось выше, колонны, продукт и земля начинают действовать как единый механизм т.е. две скважины работают как один с единой забойной зоной. Под воздействием электричество продукт в единой забойной зоне переходит в возбужденное состояния (активное). Сами углеводороды могут плохо проводить электричество но все же температура действует и продукт находится в каналах и пористостях которые взаимодействуют с электрическими зарядами. К тому же в продукте содержится определенное коли Так как все вокруг нас состоит из атомов и их совокупных комплексов (молекул). Все разнообразные объекты и вещества состоят из молекул а те в свою очередь из атомов которые и определяют физические и химические свойства вещества. Пласты например состоят из совокупности многочисленных молекул (в основном тех которые в нормальных условиях находятся в твердом состоянии). Так и сам продукт состоит из молекул но уже с более конкретным составом (углеводородами).
Как известно все атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Электрон вращается вокруг ядра (положительно заряженного протона и электро нейтрального нейтрона), только у водорода у самого главного компонента в нефти ядро состоит из одного протона.
Связь между атомами в молекулах получаются из-за электромагнитного взаимодействия как и связь электронов с ядром.
Так и в пластах горных пород например самый распространенный минерал кварц (ЗЮ2). Кварц в отличии углеводородов в твердом состоянии. Это потому что элементарные частицы (нуклоны и электрон) в больших концентрациях требуют все больше и больше энергии. Это объясняет агрегатные состоянии. Все вещества имеют агрегатные состоянии, которые меняются с изменением условий среды в котором это вещество находится (температуры и давление). Если взять нормальное состояние (Т=20С и давление в один атмосфер 0.1 мПа) относительно к разным веществам получиться следующее: чем больше составные атома (протон, нейтрон и электрон) тем плотнее вещество, но при соединении различных атомов плотность будет колебаться в довольно высоких пределах. А что касается
углеводородов, водород является самым легким элементом и благодаря этому углеводород начиная с метана (самым большим относительном количеством водорода) легкий (газ) и менее плотные. С увеличением углерода в составе углеводородных соединений они становятся тяжелее и плотнее изменяя переходные условии агрегатных состояний.
Температура влияет на электромагнитную связь в веществах. (к их взаимному притягиванию и отталкиванию). Исходя из этого с помощью электричества можно повлиять на изменение температуры. Точнее используя заряды (положительные и отрицательные) электричества. По сути это будет огромным электромагнитом воздействующий на пласты и продукт увеличивая, температуру и за одно будет действовать как ПАВ.
Почему нефть липнет к стенкам пористостях, микро каналов и почему же молекулы углеводородов так липнут друг к другу? И почему при изменении температуры меняется степень вязкости? Всему виной является электростатические заряды веществ (продукта и породы). У насыщенных углеводородов благодаря большему количеству водорода меньше притягивающего взаимодействия с породой и больше отталкивающего (зависит от свободных заряженных частиц и различных взаимодействий между ними). К тому же молекулы насыщенных углеводородов более активны в движение. А парафины ( СпЯ2п-6) со значительно большим количеством углерода, более тяжелые с чем и связан усиленное взаимодействие с породой (притягивание). А из-за малого количества водорода (основной источник движение молекул углеводорода) отталкивание меньше. К тому же парафины взаимодействуют между собой, что увеличивает потребность в давлении в геометрической прогрессии.
Самый лучший способ воздействовать на тяжелый продукт это температура. Температура увеличивает отталкивающий эффект в продукте (т.е от породы и друг от друга). Парафины в том же числе, под воздействием температуры молекулы парафинов начинают отталкиваться друг от друга (источником которого является тепловая энергия) ускоряясь в движении, тем самым переходят в текучее состояние. Но в условиях залегания под землей температура и так высокая, как и давление, они узко взаимосвязаны - чем больше температура тем больше давление. Но все же продукт достать трудно. Всему виной давление, по сколку они связаны между собой. Продукт под высоким давлением не изменит свое состояние в достаточных количествах из-за температуры если оно находится под давлением. Что бы был эффект нужно достигнут температуре которая нарушит пропорциональность давления и температуры.
Все зависит от заряженных частиц и их концентрации. Как известно заряды с одинаковыми знаками отталкиваются а с разными притягиваются. Учитывая все что касается нефтепродуктов и их основу в квантовом уровне, то можно использовать на прямую сами заряды для изменение свойств продукта и коллектора тем самым увеличив нефтеотдачу.
На прямую воздействовать на заряды не посредственно внутри атома затруднительно и технологий доступных в промышленных масштабах пока
нет. Но сам принцип действия можно использовать а именно использовать взаимное притягивание разных зарядов и отталкивание одинаковых. По сути превратить месторождение в искусственный магнит (пласты), или же применить тот же принцип в меньших масштабах для одной или группы скважин. Для этого нужно зарядить окружающий продукт породу (пласт) определенным зарядом (-) а после постепенно заряжать таким же (-) зарядом продукт. Тогда возникнет их взаимное воздействие (пласта и продукта) в виде отталкивания друг от друга. По сути это проявляться явно не будет но изменение все же будут в виде увеличения давления что довольно не плохо и чем больше количественный объем зарядов в пласте и в продукте, тем больше давление и тем больше нефтеотдача. Это самый элементарный способ увеличения нефтеотдачи с помощью электричество.
Можно использовать более совершенную технологию зарядив скважину противоположным зарядом (+) создав силы притягивание. Это может уменьшить время добычи и значительно увеличить нефтеотдачу.
В основе этого принципа можно получит следующие действия в месторождениях: увеличение давления; очистка забойной зоны; очистка микроканалов; воздействие на вязкость; экономия при разработке.
В мире с использованием электричество получение углеводородов не новость, этот принцип начали исследовать еще в 50-х годах прошлого века. На основе этих исследований были придуманы многие теоретические способы добычи или же увеличения нефтеотдачи.
Использованные источники:
1. В.И. Лесин, «Нетепловое воздействие электромагнитных и акустических полей на нефть для предотвращения отложений парафинов». Нефтяное хозяйство 1/2004г.
2. Е.А. Ивлиев «Повышение эффективности эксплуатации нефтяных скважин посредством электрической обработки призабойной зоны». Электронная обработка материалов, 2009, № 1.
3. I.Bogdanov, S.Gambon, M.Mujica, A.Brisset «Heavy oil recovery via combination of radio-frequency heating with solvent injection». SPE-180709-MS.
4. А.С. Хакимова «Электроразрядная обработка скважин повышения ее эффективности». Международный научный журнал «Символ науки» №12/2015.
5. В.Г.Жекул, С.Г.Поклонов, Л.П.Трофимова, И.С.Швец «Электроразрядная обработка скважин и пути повышения ее эффективности». Нефть и газ 2002/4.
