способ воздействия на нефтяной пласт

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.

Описание изобретения к патенту

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.