Исследование плазменно-импульсного метода повышения нефтеотдачи пластов

Внедрение: 2014 г.

Плазменно-импульсная технология (ПИТ) воздействия на пластовую систему относится к физическим методам увеличения нефтеотдачи. Данная технология основана на электрическом разряде высоковольтного источника в жидкости скважинным генератором с широким спектром частот. Воздействие на пласт производится с использованием аппаратуры (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема обработки ПИТ призабойной зоны пласта: 1 – соединение с геофизическим кабелем; 2 – корпус скважинного прибора; 3 – высоковольтный трансформатор; 4 – высоковольтный блок; 5 – соединительные линии; 6 – блок накопительных конденсаторов; 7 – устройство управления прибором; 8 и 10 – электроды излучателя; 9 – плазменный канал; 11 – корпус с устройством для формирования плазменного канала; 12 – каротажный подъемник; 13 – геофизический кабель; 14 – скважинный прибор плазменно-импульсного воздействия; 15 – продуктивный пласт.

В скважинном приборе высокое напряжение (3-4 кВ) от батареи накопительных конденсаторов подается на электроды, которые замыкаются калиброванным проводником, что приводит к его взрыву и образованию плазмы в замкнутом пространстве скважины, заполненной жидкостью. Во время взрыва запасенная в конденсаторах энергия испаряет материал проводника, образовавшаяся плазма с большой силой воздействует на окружающую среду, происходит резкое повышение давления, плотности и температуры среды, образуется ударная волна.

Высокочастотная часть упругого импульса расходуется на декольматацию прискважинной зоны. Низкочастотная часть проникает в глубину пласта, изменяя характеристики пластового флюида и увеличивая подвижность нефти за счет резонансных явлений (доминантные частоты). При взрыве в жидкой среде максимальное давление достигается в момент сжатия среды в ударной волне. При распространении взрывной волны в твердых упругих средах ударный фронт сравнительно быстро исчезает, и взрывная волна превращается в ряд последовательных колебаний, радиально распространяющихся от скважины вглубь пласта со скоростью упругих волн.

В таблице ниже приведены некоторые результаты применения ПИТ на нефтяных месторождениях России (добывающие скважины).

Данные сведения о ПИТ взяты из диссертационной работы [1], в которой мы находим также описание экспериментального стенда для лабораторного исследования параметров применения ПИТ (рисунки 2, 3, 4).

Рисунок 2. Экспериментальный стенд моделирования воздействия ПИТ. 

Рисунок 3. Блок-схема экспериментального стенда: 1 – блок питания и управления; 2 – накопительный блок; 3 – камера формирования широкополосного импульса; 4 – соединительный кабель; 5 – высоковольтный кабель; 6 – портативный компьютер; 7 – аналогово-цифровой преобразователь E14-440; 8 – измерительный трансформатор тока.
 

E14-440 применялся для измерения импульсного тока в высоковольтном проводнике посредством специального измерительного трансформатора тока – пояса Роговского.

Рисунок 4. Функциональная схема экспериментального стенда.

С помощью экспериментального стенда были проверены теоретические модели параметров излучателя, спектры излучения (доминантные частоты), зависимости параметров импульса от параметров излучателя и другие важнейшие технологические параметры, непосредственно влияющие на эффективность применения ПИТ.

Источник: 
Хусаинов Р.Р. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Обоснование комбинированной технологии и повышения нефтеотдачи пластов с применением поверхностно-активных веществ и плазменно-импульсной технологии». – СПб. – 2014. – С. 146.

Разработчик: Хусаинов Радмир Расимович (Национальный минерально-сырьевой университет горный)