Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Вибрационные и акустические методы воздействия на нефтяные и газовые пласты



Идея использования колебаний для повышения нефтеизвлечения впервые была выдвинута М.Л. Сургучевым, О.Л. Кузнецовым и Э.М. Симкиным.

Работы по вибрационным и акустическим методам воздействия на нефтяные и газовые пласты были начаты еще в 1962 году нашими учеными О.Л. Кузнецовым и Э.М. Симкиным в институте нефти АН СССР, а с 1993 года вместе с ними и Д. Чилингером из Южно-Калифорнийского университета (США). Они были пионерами в обосновании, проведении экспериментальных лабораторных и промысловых исследований, создании новых технологий вибрационного и акустического методов воздействия на нефтяные и газовые пласты.

Как уже отмечалось, проницаемость призабойной зоны пласта постоянно изменяется в худшую сторону. Ухудшение проницаемости начинается в процессе бурения из-за фильтрации глинистого раствора в пласт и образования глинистой корки толщиной 2-3 мм, а также за счет более глубокого проникновения глинистого раствора при нарушениях технологических процессов бурения (при высоких скоростях спуска бурового инструмента может произойти гидроразрыв пласта с образованием трещин и поступлением в них глинистого раствора, с последующим его замещением в пласте при выравнивании давления).

Фильтраты буровых растворов могут проникать в продуктивные пласты на большие расстояния (0,1-3 м). Ухудшение проницаемости призабойной зоны пласта происходит в процессе спуска эксплуатационной колонны, ее цементации, перфорации и освоения скважин.

Дальнейшее ухудшение проницаемости призабойной зоны происходит и в процессе эксплуатации нефтяных и нагнетательных скважин по многим причинам.

Снижение проницаемости призабойной зоны в нефтяных и нагнетательных скважинах приводит к значительному снижению дебитов нефти и приемистости нагнетательных скважин, а иногда к их полной остановке, что в конечном итоге в значительной степени влияет на конечное нефтеизвлечение, экономические показатели разработки нефтяных месторождений. Для улучшения или восстановления проницаемости призабойной зоны пласта и повышения нефтеизвлечения в настоящее время применяются различные методы и технологии.

Среди их множества в последние годы все более находят применение вибрационные и акустические технологии. В основе этих технологий лежат колебательные процессы. Физические основы применения колебаний для воздействия на нефтяные пласты были созданы в начале 80-х годов.

Созданы различные варианты базовых технологий и технических решений для реализации их в промысловых условиях. Вибрационные и акустические методы могут быть использованы для решения следующих задач:

- повышение продуктивности нефтяных и нагнетательных скважин, в которых применение традиционных методов оказывалось технически невозможным или малоэффективным;

- увеличение нефтеизвлечения из обводненных малопродуктивных пластов.

Вибрационные и акустические технологии повышения продуктивности скважин просты в использовании и не дороги по затратам. В основе этих технологий лежат различные способы передачи энергии от скважинных источников колебаний в продуктивный пласт по скважинной жидкости. Колебания в жидкости быстро затухают на расстоянии до 1 м от стенок скважины. Но этих колебаний вполне достаточно для эффективной очистки призабойной зоны скважины от грязи и кальматирующих веществ. Одновременно под действием колебаний устраняется блокирующее влияние остаточных фаз газа, нефти и воды, инициируется фильтрация флюидов в низкопроницаемых зонах, повышается охват пласта по толщине и по простиранию. Эффективный охват продуктивного пласта по площади вокруг инициирующей скважины (источника колебаний) может достигать 12км2. Число скважин, одновременно охваченных воздействием колебаний, достигает 25-50 в зависимости от величины сетки скважин. В промысловых условиях наибольшее применение получил вибросейсмический метод, суть которого заключается в циклическом площадном воздействии на пласт низкочастотными колебаниями в диапазоне частот, соответствующих резонансу пласта. Годовая добыча нефти по опытным участкам в результате вибросейсмического воздействия увеличилась в среднем на 60%. Продолжительность эффекта - от 6 до 10 месяцев. Увеличение охвата пласта по толщине - на 30-35%. Эффективность вибровоздействия заключалась не только в увеличении добычи нефти, но и снижении обводненности в добывающих скважинах на 20-35%. Разработана и применяется технология акустического воздействия. Для вибрационных и акустических технологий применяются следующие методы воздействия:

· пороховые и термогазохимические генераторы давления;

· электрогидравлические источники колебаний;

· волновые струйные генераторы депрессий давления;

· скважинные гидровибраторы;

· гидро- и электроакустические источники колебаний.

В середине 90-х годов впервые была разработана аппаратура АВ (акустического воздействия) нового поколения с использованием научно-технического потенциала оборонной гидроакустики. Применение гидроакустических технологий позволило повысить акустическую мощность с 150-200 Вт до 1,5-3,0 кВт.

В настоящее время разработаны и применяются ряд систем акустического воздействия на нефтяные скважины нового поколения. К ним относятся излучатели АИ-1, АИ-2, АИ-3 (табл. 18) и генераторные устройства ГУ-03, ГУ-04, ГУ-05 и ГУ-06 (табл.19). Это приборы большой мощности 1,5-3,0 кВт с частотой 15-45 кГц.

Таблица 18. Основные технические характеристики акустических излучателей скважинных приборов

    АИ-1   АИ-2   АИ-3   АИ-ЗМ   АИ-4  
Конструкция активной части   Цилиндр   Стержень   Стержень   Цилиндр   Цилиндр  
Диаметр, мм            
Длина, мм            
Длина акустической части, мм            
Рабочие частоты, кГц   13-18   11-15   13-15   20-24   9-11  
КПД электроакустического преобразователя, %            
Акустическая мощность, кВт   3,0   0,8   1,5   2,5   3,0  
Удельная акустическая мощность, Вт/см2   2,0   2,8   3,6   2,0   2,0  

Таблица 19. Основные технические характеристики наземных генераторных устройств

  ГУ-03   ГУ-04   ГУ-05   ГУ-06  
Суммарный объем, дм          
Масса, кг          
Напряжение электропитания   380В 50 Гц   380В 50 Гц   380В 50 Гц   380В 50 Гц  
Максимальная выходная мощность, А          
Максимальная выходная мощность, кВт          
Технологическая скважина          
Диапазон рабочих частот, кГц 10-30 8-26 8-26 10-60
Выходное напряжение, В   500-700   500-1000   600-1200   600-1800  

Данное оборудование позволяет:

- реализовать в скважинных условиях акустические мощности в интервале 2-3,6 Вт/см;

- значительно увеличить концентрацию акустической мощности в пласт за счет оптимизации диаграммы направленности;

- обеспечить оптимальное управление режимами обработки за счет наличия обратной связи в системе скважинный прибор - наземная аппаратура.

Условия применения и эксплуатации указанного оборудования для акустического воздействия на нефтяных скважинах следующие:

- максимальная глубина погружения излучателей в скважину - 5000 м;

- максимальное рабочее давление в скважине - 900 атм;

- максимальная рабочая температура - 150°С;

- температура окружающего воздуха на поверхности - от -50° С до +50° С;

- время одной обработки скважины - от 2 до 20 в зависимости от состояния и характеристик скважин часов

Акустический метод воздействия был испытан в промышленных масштабах на многих месторождениях Западной Сибири, Татарии, Удмуртии и других нефтяных районов, где получены высокие технологические и экономические результаты.


Глава XVI




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.