Плазменно-импульсное воздействие на продуктивный пласт для интенсификации процесса добычи на месторождениях с аномально-вязкими нефтями

Автор: Костусенко Д.К.

Журнал: Форум молодых ученых @forum-nauka

Статья в выпуске: 5-2 (21), 2018 года.

Бесплатный доступ

В статье рассматривается влияние плазменно-импульсного воздействия на пласты, содержащие аномально-вязкую продукцию. Подробно излагается процесс образования плазменного удара на призабойную зону скважины и на пласт в целом. Приводятся исследования реологических и фильтрационных свойств неньютоновских нефтей.

Плазменно-импульсное воздействие, нелинейность, аномально-вязкая нефть, реологические свойства, фильтрационные свойства, промысловое внедрение

Короткий адрес: https://sciup.org/140282681

IDR: 140282681

Текст научной статьи Плазменно-импульсное воздействие на продуктивный пласт для интенсификации процесса добычи на месторождениях с аномально-вязкими нефтями

В связи с постоянным развитием мирового производства энергоресурсов требуется более эффективное использование оставшихся запасов нефти. Проблема извлечения продукции из скважин с физически обусловленными затруднениями вытеснения, вызванными аномальной вязкостью нефти и ее реологией, содержанием микропор в пластах, наличием застойных тупиков зон и линз является на данный момент актуальной. Она требует максимальной изученности состава и свойств аномально-вязких нефтей, а также характера их реакции на те или иные физические воздействия (преодоление градиента сдвига).

Исходя из этого, в данной статье рассмотренметод, при котором упругие колебания с различным диапазоном действуют на пластовый флюид и на пласт в целом. Плазменно-импульсное воздействие (ПИВ) – это источник направленных управляемых коротких периодических широкополосных колебаний, создаваемых электрогидравлическим генератором высокой частоты, с помощью которого за счет возникающих резонансных явлений снижается поверхностное натяжение в порах, капиллярах, микрокапиллярах, развивается сеть микротрещин в застойных зонах, увеличиваются фильтрационные каналы в линзах, положительным дебитом откликаются соседние скважины, как правило, за счет снижения процента обводненности продукции или увеличения притока жидкости. Более того технология ПИВ приравнивается к нелинейным системам, так как в ее основе лежит способность накапливать большое количество энергии за короткий промежуток времени, выделять ее с высокой скоростью и температурой, создавая колебания и волны со значительной амплитудой

(теория нелинейности). На сверхглубоких скважинах (более 5 км) данный метод не может быть внедрен, так как имеет ограничение по рабочей температуре до 120°С [1].

В основе применяемой технологии лежит электрогидравлический удар, который представляет собой ударную волну, образованную плазменным каналом с высокими давлением, температурой и плотностью. Так называемая взрывная калиброванная проволока, с помощью которой образуется устойчивая «холодная» плазма, применяется для создания электрического пробоя в междуэлектродном пространстве независимо от электропроводности скважинного флюида и гидростатического давления окружающей среды. Образование плазмы сопровождается упругим импульсом длительностью 50 мс, с частотным спектром от единиц герц до нескольких десятков килогерц, давлением в импульсе более 10 МПа и температурой свыше 26000 °С. Расширение плазменного канала и его последующее сжатие по периодическому принципу оказывает на призабойную зону пласта и на пласт в целом различные циклические нагрузки. Повторение циклов «увеличение-уменьшение забойного давления» гидравлические волны давления распространяются по минеральной составляющей пласта и его пористой среде и меняют емкостные и фильтрационные свойства пород. Под влиянием повторяющихся импульсов происходит очистка интервалов перфорации от осадков, кольматирующих частиц породы и остатков фильтрата бурового раствора, а также выпавших в пористой среде осадков солей, мехпримесей и асфальто-смоло-парафиновых образований. Гидравлические импульсы увеличивают природные трещины коллектора и способствуют созданию новых трещин. Для получения дополнительного притока флюида в добывающую скважину или повышения приемистости пласта нагнетательной скважины необходимо инициировать серию упругих периодических импульсов по всему рабочему интервалу перфорации, давление которых превышало бы коэффициент закупорки, а скорость распространения этих импульсов способствовала бы увеличению коэффициента пьезопроводности[3,4].

Технология скважинного плазменно-импульсного воздействия отличается от большинства подобных волновых технологий тем, что в ее основе лежит волновой удар и тепловое воздействие, которые распространяются как на призабойную зону скважины, так и на пласт в целом благодаря созданию высокотемпературной сейсмоакустической волны.

Проведен ряд лабораторных исследований по изучению реологических и фильтрационных свойств аномально-вязких нефтей после применения ПИВ.

В качестве основы для изучения физико-химических свойств нефти после проведения плазменно-импульсного воздействия была взята дегазированная нефть(в пластовых условиях средняя вязкость составляет 40,9мПа^с, средняя плотность - 874 кг/м3) залежи верхнего карбона РТ месторождения N (Западная Сибирь).

Ниже представлены результаты реологических и фильтрационных исследований данной нефти в лабораторных условиях.

Рис. 1 - Зависимость динамической вязкости нефти верхнего карбона РТ от температуры

Полученные результаты на рис.1 показывают снижение значений динамической вязкости после проведения плазменно-импульсного воздействия на10÷15 %, в диапазоне температур 20÷40°С. С увеличением температуры в интервале 40÷80°С различия в значениях вязкостей уменьшаются, что связано с уменьшением интенсивности проявления аномалий вязкости нефти [2].

Как показывает график (рис.2), после обработки образца керна технологией плазменно-импульсного воздействия потребуется меньший градиент давления, этом образце. При

градиента давления,

чтобы начать фильтрацию аномально-вязкой нефтив приложенных сорока импульсах помимо снижения заметно возрастает и подвижность нефти в породе (на

25-35 %). Из этого следует вывод, что с увеличением количества импульсов обработки модели продуктивного пласта эффект от ПИВ увеличивается.

Градиент давления. кПа/м ННпосле 20 импульсов —

Рис. 2 – Зависимость подвижности нефти верхнего карбона от градиента давления в образце породы (Т=20°С)

По результатам проведенных лабораторных исследований было рекомендовано внедрение технологии плазменно-импульсного воздействия на месторождения Российской Федерации.

В опытно-промышленном режиме технологией плазменноимпульсного воздействия обработаны скважины на месторождениях Западной Сибири. Эффект воздействия продолжался от 3 до 15 месяцев и более, в зависимости от свойств коллектора и стадии разработки месторождения [5, 6, 7].

Список литературы Плазменно-импульсное воздействие на продуктивный пласт для интенсификации процесса добычи на месторождениях с аномально-вязкими нефтями

  • Технологии и методы повышения нефтеотдачи пластов (ПНП) . -URL: http://novas-energy.ru/ru/technology/technology.php
  • Девликамов В.В. Аномально-вязкие нефти./В.В.Девликамов, З.А. Хабибуллин, М.М. Кабиров/-М.: Недра, 1975 -168с.
  • Паклинов Н.М., Барышников А.В., Ведменский А.М. Очистка призабойной зоны пласта плазменно-импульсным воздействием//Материалы Девятой Международной научно-технической конференции (посвященной 100-летию со дня рождения Протозанова Александра Константиновича). -Тюмень: ТюмИУ, 2014. -С.214-215.
  • Молчанов А.А., Агеев П.Г. Плазменно-импульсное воздействие на на нефтяную залежь как на многофакторную динамическую диссипативную систему//Журнал «Каротажник». -2011. -№2 -С.94-105.
  • Молчанов А. А. Интенсификация притока высоковязких нефтей с применением скважинного упругого воздействия на продуктивные пласты/А. А. Молчанов, М. К. Рогачев, А. В. Максютин, И. В. Валиуллин//Материалы Международной научно-практической конференции: Повышение нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки нефтяных месторождений и комплексное освоение высоковязких нефтей и битумов. -Казань: изд-во «Фэн». -2007. -С.417-420.
  • Максютин А.В. Совершенствование технологии скважинного упругого воздействия на продуктивные пласты//Материалы XIX Международной научно-технической конференции: New MethodsandTechnologies in PetroleumGeology, Drilling and Reservoir Engineering. -Краков: AGH, 2008. -T.25. -Ч.2. -С.511-515.
  • Мирзаджанзаде А. X. Динамические проблемы в нефтегазодобыче: Системный анализ, диагноз, прогноз/А. X. Мирзаджанзаде, А. X. Шахвердиев. -М.: Наука, 1997. -254 с.
Еще
Статья научная