СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к процессу увеличения степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных источников на земле или в море с помощью воздействия на нефтеносный пласт электрическими импульсами высокой частоты.

Из патентной литературы известен способ разработки газогидратной залежи путем превращения газа из твердого (газогидратного) состояния в газообразное в пласте, для чего пласт подвергают воздействию упругих колебаний звукового диапазона (см. Авторское свидетельство СССР 442287, 1974).

Известен способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений путем воздействия на продуктивный пласт упругими волнами. Воздействие осуществляют с частотой колебаний от 0,1 до 50 Гц, направленных перпендикулярно плоскости залегания пласта (см. Авторское свидетельство СССР 1153612, Е 21 В 43/14, 1994).

Наиболее близким аналогом является способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений, включающий размещение излучателя и воздействие на нефтяной пласт электромагнитными волнами (см. патент РФ 2049912, 1995).

Способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений включает размещение излучателя в нефтяных пластах и воздействие электромагнитными волнами с частотой, наиболее близкой к частоте нефтяного пласта.

Способ отличается тем, что совместно с излучателем электромагнитных волн в нефтяном пласте размещают электрод ВЧ электрического поля, а в начальный период - 0,25-0,3 Т на нефтяной пласт воздействуют электромагнитными волнами различных диапазонов с последующим воздействием и/или ВЧ электрическим полем (излучением) с обеспечением возникновения резонанса с естественными электрическими полями в нефтяном пласте.

ВЧ-излучение генерируют путем создания с помощью ВЧ-генератора, накопителя концентратора и электрода, с которого осуществляют ВЧ-излучение, при этом обеспечивают взаимную индукцию электрических и электромагнитных полей, воздействующую на нефтяной пласт и естественные электрические поля пласта и обеспечивающую возникновение в пласте продольных волн со скоростью 10-25 км/сек, изменяющих физико-химические свойства нефтяного пласта.

На нефтяной пласт воздействуют электромагнитными волнами диапазонов сверхвысокой частоты, частотами 15-30 кГц и частотами 0,01-15 Гц.

Достигаемый изобретением технический результат заключается в увеличении степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных пластов в земле или в море, в повышении надежности и безопасности технологии, а также в снижении себестоимости нефтедобычи и повышении экономической эффективности.

Характерными особенностями заявляемого способа являются:
во-первых, воздействие непосредственно на продуктивный пласт в начальный период 0,25-0,3 Т поочередно электромагнитными волнами различных диапазонов с последующим воздействием и/или ВЧ электрическими полями и обеспечением возникновения резонанса с естественными электрическими полями;
во-вторых, обеспечивают взаимную индукцию ВЧ электрических и электромагнитных полей, воздействующую на нефтяной пласт и естественные электрические поля пласта и обеспечивающую возникновение в нем продольных волн со скоростью 10-25 км/сек, изменяющих физико-химические свойства нефтяного пласта;
в-третьих, на продуктивный пласт поочередно воздействуют электромагнитными волнами диапазонов сверхвысокой частоты, частотой 15-30 кГц и частотами 0,01-15 Гц;
в-четвертых, воздействие на пласт осуществляют через одну или две смежные скважины излучателем и электродом, обеспечивающим ВЧ электрическое поле.

Воздействие на пласт электромагнитными волнами в начальный период 0,25-0,3 Т при напряжении 300-1500 вольт и мощности 10-20 кВт способствует частичному разогреву пласта, разрушению кристаллов газа и испарению воды, благодаря чему создается дополнительное давление на пласт. Последующее воздействие ВЧ электрическим полем, обладающее мощной проникающей способностью, обеспечивает охват больших объемов нефтяного пласта и вызывает значительное давление внутри пласта.

В составе нефти и ее производных присутствует особый материал, составляющий материальную основу в виде особых формирований из тяжелых и легких элементов. Такие формирования индуцировано распадаются под воздействием резонансных электромагнитных полей, создаваемых генераторами, увеличивая при этом полное энергосодержание углеводородов от десятков % до нескольких раз. В то же время при этом возможен и синтез материальных формирований, происходящий с выделением энергии, приводящей к изменению физико-химических свойств вещества, благодаря этому вязкость и плотность нефти изменяются в широких пределах.

Концентрация дополнительной /свободной/ энергии приводит к изменению физико-химических характеристик практически всех веществ.

С ВЧ-генератора сигналы определенной частоты до 1,0 МГц подаются в накопитель и при достижении требуемой плотности, в зависимости от физико-химических свойств обрабатываемого пласта, преобразуют в поток электронов, который подают в концентратор и далее ВЧ электрическое поле направляют на обрабатываемый пласт.

Генерируемое ВЧ электрическое поле, накладываемое на электромагнитные поля, обеспечивает взаимную индукцию электрических и электромагнитных полей, которые воздействуют на обрабатываемый пласт и обеспечивают возникновение в них продольных волн со скоростью 10-25 км/сек, изменяющих физико-химические свойства пласта.

Воздействие на пласт осуществляют через одну или две и более смежные скважины излучателем электромагнитных волн и электродом ВЧ электрического поля после погружения в пласт, возникающее при этом испарение воды создает дополнительное давление пара на пласт.

Воздействие на пласт инфранизкими частотами: 0,01-15 Гц, напряжением 300-1500 вольт и мощностью 10-20 кВт в начальный период способствует предварительному разогреву пласта, разрушению кристаллов газа и испарению воды, создавая дополнительное давление на пласт, а также возникновению резонанса в пласте, которые способствуют вытеснению нефти в скважину.

В основу принципа работы нефтедобывающей установки положен принцип резонанса, во-первых, при непосредственном воздействии на нефтяной пласт электромагнигными волнами в первый период (0,25-0,3 Т) воздействия, электромагнитные волны сфазированы с естественным электрическим полем по фазе воздействия, причем каждой скважине на нефтяном месторождении соответствует только ей данное естественное электрическое поле, зависящее только от точки расположения данной скважины на поверхности Земли. На втором этапе - этапе воздействия и/или ВЧ электрическим полем, которое также сфазировано с естественным электрическим полем и электромагнитными волнами от широкополосного усилителя мощности, погруженного в нефтяной пласт.

Сигналы от датчика электрического поля, расположенного на корпусе выходного широкополосного усилителя мощности, погруженного в нефтяной пласт, и датчика на электроде с которого осуществляют ВЧ-излучение, поступают в блок управления режимами работы и производят фазирование генераторов сигналов: СВЧ, ультразвукового, инфранизкочастотного и ВЧ-генератора.

Генераторы по сигналам датчиков формируют сигналы положительной полярности соответственно для положительной полярности полупериода сигнала естественного электрического поля, соответствующего данной скважине и меняющегося по определенному закону, а для отрицательной полярности полупериода сигнала естественного электрического поля генераторы формируют сигналы отрицательной полярности.

В зависимости от режима работы установки, задаваемого программой в блоке управления режимами, сигналы генераторов, соответствующие данному режиму, через коммутатор и кабели-тросы поступают в блок выходного широкополосного усилителя мощности и концентратора с электродом ВЧ электрического поля, где он усиливается до уровня заданного регулятором мощности и излучается в нефтяной пласт.

При этом происходит объемный разогрев нефти и парафинов в пределах электромагнитного поля, создаваемого излучателем на первом этапе (0,25-0,3 Т), а затем в расширенном и углубленном объеме воздействия ВЧ-излучения.

Происходят испарение и расщепление молекул воды на водород и кислород, расщепление гидратных газов, содержащихся в продуктивном пласте. Взаимная индукция воздействующих и естественного электрических полей, совпадающих по фазе, создает явление резонанса. Разогретая нефть и парафины двигаются по трубе в скважине и способствуют разогреву и выводу наружу парафинов, осевших на стенках труб.

Предлагаемая технология воздействия на продуктивный пласт способствует увеличению нефтедобычи даже на нерентабельных скважинах без применения принудительной откачки, то есть способом фонтанирования.

Пример реализации способа разработки нефтегазоконденсатных месторождений
Использование изобретения осуществлялось на двух скважинах с высокой вязкостью пласта, на двух скважинах с эмульсией и одной скважине с высоким содержанием парафина.

На первых двух скважинах наблюдалось снижение вязкости на 32%, на вторых двух скважинах - снижение вязкости произошло на 15-20%, в скважине с высоким содержанием парафина вязкость снизилась на 15%, а уменьшение по проценту парафина составило 15%.

По результатам проверки дебит жидкости скважин до обработки предлагаемой технологией составлял 52 т/сутки, а после - 89 т/сутки, т.е. увеличился на 27 т/сутки (58%).

Изобретение относится к процессу увеличения степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных источников на земле или в море с помощью воздействия на нефтеносный пласт электрическими импульсами высокой частоты, обеспечивает увеличение степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных пластов в земле или в море, повышение надежности и безопасности технологии, а также снижение себестоимости нефтедобычи и повышение экономической эффективности. По способу размещают излучатель электромагнитных волн в скважине и совместно с ним или отдельно - электрод электрического поля высокой частоты. Воздействуют на нефтяной пласт в начальный период электромагнитными волнами сверхвысокой частоты, частоты 15-30 кГц и частоты 0,01-15 Гц до частичного разогрева пласта. После этого на нефтяной пласт воздействуют и/или высокочастотным электрическим полем. Это поле фазируют с электромагнитным и естественным электрическим полями. Обеспечивают взаимную индукцию электромагнитного и электрических полей, их резонанс и изменение физико-механических свойств нефтяного пласта. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений, включающий размещение излучателя электромагнитных волн в скважине и совместно с ним или отдельно электрода электрического поля высокой частоты и воздействие на нефтяной пласт в начальный период электромагнитными волнами сверхвысокой частоты, частоты 15-30 кГц и частоты 0,01-15 Гц до частичного разогрева пласта, после чего на нефтяной пласт воздействуют и/или высокочастотным электрическим полем, которое фазируют с электромагнитным и естественным электрическим полями, обеспечивают взаимную индукцию электромагнитного и электрических полей, их резонанс и изменение физико-механических свойств нефтяного пласта. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высокочастотное излучение электрического поля генерируют с помощью генератора высокой частоты, накопителя электронов, их концентратора и электрода для высокочастотного электрического поля, а взаимной индукцией электромагнитного, электрического и естественного электрического поля обеспечивают возникновение в нефтяном пласте продольных волн со скоростью 10-25 км/с. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на нефтяной пласт воздействуют электромагнитными волнами при напряжении 300-1500 В и мощностью 10-20 кВт.