Способ воздействия на призабойную зону пласта Советский патент 1991 года по МПК E21B43/24 

Ю

ю ел

Изобретение относится к добыче высоковязкой, парафинистой нефти и такого же битума. Цель - повышение эффективности воздействия за счет увеличения количества энергии, выделяемой в канале электрического разряда (ЭР). Для этого осуществляют периодически генерацию ударных волн путем инициирования ЭР в жидкости в интервале продуктивного пласта. Инициирование проводят принудительно путем подачи электропроводящей жидкости. Последнюю получают смешиванием диэлектрической жидкости и электропроводящего порошка (ЭП) с дополнительным введением окислителя. Последний подают в жидкость в конце выделения энергии в канале ЭР или одновременно с электропроводящей жидкостью. В качестве окислителя используют порошок окиси металла: диоксид свинца, перманга- нат калия, железную руду и др. В качестве ЭП используют порошок алюминия, магния или графита. Окислитель вступает в экзотермическую реакцию с ЭП при температуре ЭР. Продукты реакции врезаются в сква- жинную жидкость, разогревая пласт, что приводит к повышению подвижности нефти. При осуществлении способа периодически измеряют температуру скважинной жидкости. При этом подачу окислителя увеличивают при снижении температуры ниже температуры начала коксования нефти или уменьшают при повышении температуры начала коксования нефти. 5 з.п.ф-лы. 00

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано преимущественно при добыче высоковязких, парафини- стых нефтей, а также битумов.

Целью изобретения является повышение эффективности воздействия за счет повышения количества энергии, выделяемой в канале разряда.

На уровне обрабатываемого пласта между электродами, на которые подают напряжение, помещают диэлектрическую жидкость, содержащую электропроводящий порошок и окислитель.

Диэлектрическая жидкость представлена тяжелыми высоковязкими фракциями перегонки нефти.

В качестве электропроводящего порошка используют порошок металла, например алюминия или магния, или порошок графита, а в качестве окислителя используют порошок окиси металла, например диоксид свинца, перманганат калия, железную руду и др.

При электровзрывном воздействии в призабойной зоне генерируются ударные волны с крутым передним фронтом регулиСО

руемой длительности, но их мощность не велика, так как не существует технических средств, обеспечивающих возможность ввода большого количества энергии в пласт через скважину. Кроме того, получить импульсы давления с регулируемой формой с помощью взрывных источников также не возможно.

В предлагаемом способе обеспечивается формирование крутого переднего фронта волны, характерного для электровзрывного воздействия, а необходимая длительность импульса воздействия определяется количеством термитной смеси. Кроме того, поскольку термитная смесь зажигается в канале электрогидравлического разряда, то горение продолжается при высоком начальном давлении и температуре. При этом не происходит смыкания трещин и каналов, образовавшихся в момент инициирования разряда, тем более, что нагретая жидкость с большой скоростью поступает в пласт. При подаче напряжения после замыкания межэлетродного промежутка электропроводящей жидкости в первый момент времени разряд развивается по поверхности раздела электропроводящей жидкости и скважинной жидкости, процесс носит характер электронного пробоя, т.е. в этом случае предпробивные потери энергии чрезвычайно малы. Пробой сопровождается образованием токопроводящего канала, и находящееся в ней вещество (электропроводящая жидкость) разогревается до температуры 3-10 К при повышении давления до 2-10 МПа. В период нарастания электрической мощности происходит расширение плазменного канала.

Окислитель начинают подавать в конце первого полупериода выделения энергии в канале электрического разряда, когда выделяется более 80% энергии, накопленной в батарее конденсаторов. За этот период времени происходит основное изменение активного сопротивления нагрузки и формируется фронт ударной волны. Поскольку в канал электрического разряда энергия, накопленная батареей конденсаторов, вводится за (60-80) -10 с,а первый полупериод составляет (20-25)-10 с, подача окислителя практически проводится в момент окончания выделения энергии, когда канал разряда уже расширился.

Окислитель может подаваться одновременно с электропроводящей жидкостью. Этот способ характеризуется периодической подачей электропроводящей жидкости, содержащей электропроводящий порошок и окислитель, которые вступают

между собой в экзотермическую реакцию при температуре электрического разряда.

Рассматриваемый процесс характеризуется постоянной скоростью ввода тепловой энергии в межэлектродный промежуток. При этом температура в скважине в интервале обработки определяется количеством введенного тепла и скоростью отвода тепла в пласт и вдоль скважины при движении нагретой скважинной жидкости.

При раздельном введении электропроводящей жидкости и окислителя можно проводитьинициированиеразрядаэлектропроводной пастой с постоянными

электрическими параметрами, что обеспечивает стабильность работы устройства и проведение обработки при установленных предварительно заданных режимах. Причем количество окислителя регулируют в зависимости от температуры скважинной жидкости, не допуская ее перегрева выше заранее определенной температуры начала коксования нефти.

Для предотвращения снижения проницаемости призабойной зоны пласта определяют температуру начала коксования нефти, периодически измеряют температуру скважинной жидкости на уровне обрабатываемого интервала пласта и сокращает подачу

окислителя в электропроводящую жидкость при повышении температуры скважинной жидкости до температуры начала коксования нефти, при этом увеличивают температуру подачи окислителя при снижении

температуры жидкости ниже температуры начала коксования нефти.

Прежде всего изменение количества окислителя в электропроводящей жидкости предназначено для изменения количества

тепла, выделяющегося при каждом разряде.

Электропроводящий порошок и окислитель, находящиеся в межэлектродном промежутке, разогреваются до температуры

5 воспламенения смеси и вступают в экзотермическую реакцию.К этому моменту времени происходит формирование прифронтовой части ударной волны. Область ударной волны включает пространство между фронтом вол0 ны и разрядным каналом, заполненным ради- ально расходящимся потоком сжатой жидкости. Таким образом, мощность, передаваемая ударной волне и расходуемая на изменение внутреннего состояния скважинной

5 жидкости и на приведение ее в движение, складывается из мощности, выделенной в канале разряда, и мощности, выделенной в результате экзотермической реакции.

Ударная волна воздействует на породу, вызывая ее разрушение, при этом скважинмая жидкость, обладающая более высокой температурой, проникает в призабойную зону обрабатываемого интервала и разогревает его. Последующие пробои межэлектродного промежутка проходят в той же последовательности до момента, когда температура скважинной жидкости на забое не достигнет температуры начала коксования нефти. Для предотвращения снижения проницаемости ближней зоны пласта за счет коксования нефти прекращают подачу окислителя и на пласт воздействуют только ударные волны электровзрыва. При снижении температуры возобновляют подачу окислителя, что приводит к повышению температуры скважинной жидкости.

П р и м е р. В добывающую скважину опускают электровзрывное устройство. Включают подачу инициирующей жидкости, приготовленной на основе солярового масла, и порошок алюминия. В момент, когда паста замыкает межэлектродный промежуток, на электроды подается высокое напряжение, происходит пробой инициирующего мостика, Образуется токопроводящий канал, в который вводится энергия, накопленная батареей конденсаторов 7,5 кДж.

В период интенсивного выделения энергии в канале число частиц в нем возрастает вследствие испаряющихся молекул инициирующего мостика, их диссоциации и ионизации. Этот период, согласно данным, полученным по осциллограммам тока и напряжения, составляет 40x10 с. Температура в канале к моменту окончания выделения энергии составляет 1.8х104К, давление в канале 1,5х103 МПа. В момент окончания выделения энергии подают порошок окислителя - диоксид свинца. Порошок алюминия и порошок диоксида свинца испаряются в плазме и диссоциируют до ионов. При этом происходит экзотермическая реакция:

ЗРЬ02 + 4AI + ЗРЬ + 200 ккал.

Продукты реакции врезаются в сква- жинную жидкость, разогревают ее и частично испаряют. Разогретая жидкость и пар с высокой скоростью проникают в трещины, созданные прошедшей перед этим ударной волной, и в поры. Таким образом, в результате дополнительного теплового воздействия пласт разогревается, что приводит к повышению подвижности нефти. Так как температура на стенке скважины в результате экзотермической реакции в плазме может достигать 800°С и более, необходимо контролировать температуру Как только температура на стенке скважины достигает

температуры начала коксования нефти (130-150°С), сокращают, а при необходимости и прекращают подачу окислителя. На разогретый пласт воздействуют ударные

волны. В этом случае наблюдается снижение количества тепла, связанное с недостатком окислителя. Для подачи инициирующей пасты используют золотниковый дозирующий гидроаппарат с управляемым температурным датчиком, а порошок окислителя подают с помощью золотникового дозатора порошка. При этом для контроля и поддержания температуры используют любой известный способ, например измерение

температуры с помощью термометра сопротивления, включенного в управляющую цепь золотникового дозирующего гидроаппарата для подачи инициирующей пасты.

20

Формула изобретения

электрического разряда осуществляют принудительно путем подачи электропроводящей жидкости, получаемой смешиванием диэлектрической жидкости и электропроводящего порошка, причем в жидкость дополнительно подают окислитель, вступающий в экзотермическую реакцию с электропроводящим порошком при температуре электрического разряда.

электропроводящей жидкостью.

6.Способ по пп.1-4, отличающий- с я тем, что в качестве окислителя подают диоксид свинца.