Способ воздействия на нефтяной пласт

 

Используют для добычи остаточной и трудноизвлекаемой нефти, в частности, на поздней стадии разработки нефтяных месторождений. Способ заключается в пропускании постоянного электрического тока напряжения 150 - 450 В, плотностью тока 0,1 - 10 А/см² через пластовую многокомпонентную смесь скважины. В качестве катода - обсадная труба скважины. В качестве анода в зоне ее перфорации устанавливают электрод. Обеспечивают таким образом протекание ионно-плазменных процессов в пластовых смесях. Осуществляют непрерывную закачку минерализованной воды с устья скважины. Высокий температурный фронт способствует размягчению нефтебитумов, а продукты электролитно-плазменных процессов растворяют минеральные сгустки различных соединений, снижают поверхностное натяжение, позволяя смыть прилипшую нефть и проникнуть в мельчайшие поры, вводя в эксплуатацию ранее нетронутые участки пласта. Повышается нафтеотдача скважин. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при разработке залежей с высоковязкими нефтями, для добычи остаточной и трудноизвлекаемой нефти, а также для разложения и разрушения пробок в призабойной зоне и нефтегазовых коллекторах, растворения минеральных сгустков.

Изобретение направлено на повышение нефтеотдачи скважин за счет разложения пластовых вод, остаточной нефти, нефтебитумов, минеральных сгустков и т.д.

Известен способ термохимической обработки нефтяного пласта, включающий последовательную закачку в пласт кислородсодержащего органического соединения, кислоты и водного раствора нитрата натрия (патент РФ N 2070283, МПК E 21 В 43/24, опубл. 10.12.96 г.).

Данный способ имеет следующие недостатки: необходимость применения химических реагентов, малый радиус воздействия.

Известен также способ разработки нефтяного месторождения по а.с. СССР N 1694872, МПК E 21 В 43/24, опубл. 30.11.91, в котором воздействие на нефтяной пласт осуществляют путем пропускания электрического тока через электроды, помещенные в подошвенных водах под нефтеносным пластом.

Данный способ является недостаточно эффективным и имеет ограниченные технологические возможности применения.

Наиболее близким к предложенному является способ электрохимической обработки нефтегазовых скважин, включающий процесс пропускания постоянного электрического тока через пластовую многокомпонентную смесь скважины с использованием обсадной трубы скважины в качестве катода и установленного в зоне ее перфорации электрода - в качестве анода (патент РФ N 2087692, МПК E 21 В 43/25, 1997).

Недостаток известного способа заключается в сложности его технической реализации и дороговизне эксплуатации.

Известно использование ионно-плазменных процессов для полирования изделий (патент РФ N 2116391, МПК C 25 F 3/16, опубл 27.07.98). Известный способ предусматривает электролитическую анодную обработку в солевом растворе при напряжении 110-360 В и плотности тока 0,1-1,8 А/см².

Воздействие ионно-плазменных процессов на нефтяной пласт обеспечивает неожиданный новый эффект, приводящий к повышению нефтеотдачи скважин.

Изобретение направлено на повышение нефтеотдачи скважин за счет разложения пластовых многокомпонентных смесей и разжижения остаточной нефти, нефтебитумов, минеральных сгустков и т.д.

Поставленная задача достигается способом воздействия на нефтяной пласт, включающий процесс пропускания постоянного электрического тока через пластовую многокомпонентную смесь скважины с использованием обсадной трубы скважины в качестве катода и установленного в зоне ее перфорации электрода - в качестве анода. В отличие от прототипа процесс ведут при напряжении постоянного электрического тока 150- 450 В, плотности тока 0,1-10 А/см² для обеспечения электролитных химических и ионно- плазменных процессов, при этом осуществляют непрерывную закачку минерализованной воды с устья скважины.

Ионно-плазменное воздействие на нефтяной пласт можно осуществлять циклически в зависимости от структуры, толщины пласта, давления и расхода закачиваемой с устья скважины минерализованной воды. Под воздействием электрического тока в пластовых смесях происходят химические и ионно-плазменные процессы, в результате которых на обсадной трубе скважины, являющейся катодом, выделяется водород и образуется щелочь, способствующая снижению поверхностного натяжения нефтяной пленки и растворению остаточных нефтебитумов. На специально установленном в зоне перфорации обсадной трубы электроде, используемом в качестве анода, образуется парофазовая оболочка, способствующая самопроизвольному зажиганию плазмы, в результате чего происходит интенсивный разогрев (до 3000^oС) смеси в реакционной зоне. В этих условиях вокруг анода образуется активный кислород и создается кислая среда.

Высокий температурный фронт способствует размягчению нефтебитумов, разложению пробок из остаточной нефти, а в кислой среде растворяются минеральные сгустки различных соединений (CaCO₃, MgCl₂, Na₂SO₄ и др.). Активный кислород выполняет особую роль, окисляя углеводороды нефтяного пласта до углекислого газа; выделяющиеся газы (O₂, CO₂) способствуют еще большему разрушению пробок в забойной зоне и в нефтяном пласте за счет локального повышения давления. При наличии сернистых соединений в составе нефтяного пласта активный кислород окисляет их до оксидов серы, что способствует частичному уменьшению серы в нефти.

Эффект воздействия усиливается повышением давления в реакционной зоне, которое способствует переносу щелочной и кислой сред из зоны ионно-плазменного воздействия вглубь и горизонтальном направлениях пласта, а также удалению твердых продуктов и обеспечению условий, не позволяющих смешиваться кислороду и водороду.

Пример осуществления.

На пластовую многокомпонентную смесь, находящуюся в скважине, воздействуют постоянным током (напряжение U = 300 В, плотность тока j = 0,5 А/см²). В результате такого воздействия в пластовых смесях происходят электролитные химические и ионно-плазменные процессы с образованием парощелочной смеси и газообразных продуктов, которые продавливаются в нефтеносный пласт путем непрерывной или циклической закачки минерализованной воды с устья скважины, полученной из ранее добытой компонентной смеси. Закачка осуществляется без прекращения ионно-плазменного процесса. Продолжительность цикла воздействия зависит от толщины и структуры пласта, при этом под воздействием высокотемпературной парощелочной смеси происходит повышение температуры пласта, снижение вязкости нефти, растворение всевозможных отложений, снижение поверхностного натяжения между нефтью и нефтеносным пластом. Наличие пара в смеси обеспечивает глубокое проникновение щелочи в мельчайшие поры пласта, в результате чего в разработку вовлекаются новые участки нефтеносного коллектора, и таким образом обеспечивается повышение нефтеотдачи пласта.

Способ позволяет менее трудоемко осуществить обработку скважин без применения дополнительных дорогостоящих химических реагентов, при соблюдении экологической безопасности технологии нефтедобычи.

Формула изобретения

1. Способ воздействия на нефтяной пласт, включающий процесс пропускания постоянного электрического тока через пластовую многокомпонентную смесь скважины с использованием обсадной трубы скважины в качестве катода и установленного в зоне ее перфорации электрода - в качестве анода, отличающийся тем, что процесс ведут при напряжении постоянного электрического тока 150 - 450 В, плотности тока 0,1 - 10 А/см² для обеспечения электролитных химических и ионно-плазменных процессов, осуществляют непрерывную закачку минерализованной воды с устья скважины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионно-плазменное воздействие осуществляют циклически в зависимости от структуры, толщины пласта, давления и расхода заканчиваемой с поверхности минерализованной воды.