Рекомендации по воздействие электрическим зарядом и электромагнитными волнами на пласт и на продукт залежей высоковязких нефтей для повышения коэффициента нефтеотдачи

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:

ин = 100 - 150 V (волт)

/д = 20 - 50 V в 4-6 часа

^ макс = 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 (SiO2). 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 ( С _п Н _2п-6 ) со значительно большим количеством углерода, более тяжелые c 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.