УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЯНЫЕ ПЛАСТЫ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для увеличения нефтеотдачи углеводородов, преимущественно высоко обводненной нефти.
Основной проблемой на нефтяных месторождениях в настоящее время является относительно быстрое увеличение обводненности добываемой нефти. Причинами этого являются как естественное обводнение, связанное с меньшей вязкостью и большей подвижностью воды по отношению к нефти, так и последствия технологических операций, проводимых в процессе эксплуатации скважин. Так же приток нефти из пласта в скважины снижается в некоторых горных породах в процессе эксплуатации вследствие различных видов кольматации. Одним из приемов увеличения нефтеотдачи пласта путем снижения обводненности добываемой нефти на нефтяных скважинах, восстановления их производительности, отсечки газовых конусов, а также восстановления нагнетательных скважин является электроимпульсное воздействие на пласт. Под действием внешнего электрического поля в водо-нефтенасыщенных порах нефтяного коллектора происходят различные электрокинетические процессы: электроосмос, электрофорез и другие.
Известно устройство, по патенту RU 2208141 «Способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений» от 28.10.2002, опубликовано: 10.07.2003, МПК Е21В 43/24 (2000.01), содержащее генератор высокой частоты, накопитель электронов, концентратор и электрод для высокочастотного электрического поля, которое взаимной индукцией электромагнитного, электрического и естественного электрического поля обеспечивает возникновение в нефтяном пласте продольных волн со скоростью 10-25 км/с; на нефтяной пласт воздействуют электромагнитными волнами при напряжении 300-1500 В и мощностью 10-20 кВт.
Высокочастотное электромагнитное поле затухает в ближней зоне. Эффект от высокочастотного поля только от нагрева и в пласт глубоко не проникает, кроме того требует существенных энергозатрат.
Известна установка, в которой в основании погружного электродвигателя электроцентробежного насоса размещено устройство с излучателем и управляемым генератором, для создания электромагнитного волнового поля во внутрискважинном пространстве на резонансной для внутрискважинного пространства частоте. Частоту определяют в процессе тестирования. Причем процесс тестирования осуществляют с заданной периодичностью, а в периоды времени между тестированием генератор переводят в режим резонансной частоты внутрискважинного пространства, определенной в процессе тестирования, с обеспечением формирования излучателем стоячих электромагнитных волн вдоль оси скважинного пространства, по патенту RU 2529689 «Способ электромагнитного воздействия на скважинное пространство при добыче углеводородного сырья» от 01.08.2012, опубликовано: 27.09.2014, МПК Е21В 43/25 (2006.01) Е21В 28/00 (2006.01),
Результатом воздействия данной установки является изменение физико-химических свойств скважинного флюида, обеспечивающее снижение вязкости флюида и разделение его на легкие углеводороды и энергизированную воду, повышение дренажной функции трещин, капилляров и пор продуктивного пласта при уменьшении выпадения на элементах скважинного пространства - установке электроцентробежного насоса, колонне насосно-компрессорных труб, обсадной трубе естественных гидратных и гидрато-углеводородных отложений, за счет резонансного возбуждения углеводородов флюида и энергизации водного раствора солей при низких энергозатратах с использованием сравнительно простых технических средств. Таким образом недостатком является то, что электровоздействие осуществляется на флюид - результатом воздействия является изменение физико-химических свойств скважинного флюида, а не призабойная зона пласта.
Известна «Установка для электровоздействия на нефтяные пласты» по патенту RU 9008 от 24.04.1998, опубликовано: 16.01.1999 МПК Е21В 43/22 (1995.01), содержащая обсаженную скважину, установленный в ней электрод с центраторами-контакторами для передачи напряжения на обсадную колонну и кабелем, подсоединяющим его к источнику постоянного тока, и заземление, при этом электрод выполнен в виде труб с муфтами, снабженными клеммами для подсоединения жил кабеля, при этом центраторы-контакторы закреплены на муфтах; трубы, из которых выполнен электрод, изготовлены из непроводящего электрического материала; в качестве заземления используются обсадные колонны нескольких скважин из числа окружающих скважину, в которой установлен электрод.
Недостатком является то, что при подаче положительного импульса тока эксплуатационная колонна является анодом и начнет активно растворяться, разрушаться.
Самым близким техническим решением по технической сущности является «Установка для электровоздействия на нефтяные пласты» по патенту RU 2151272 от 24.04.1998, публиковано: 20.06.2000, МПК Е21В 36/04(2000.01) Е21В 43/25 (2000.01), содержащая обсаженную скважину, установленный в ней электрод с центраторами-контакторами для передачи напряжения на обсадную колонну и кабелем, подсоединяющим его к источнику постоянного тока, и заземление, отличающаяся тем, что электрод выполнен в виде труб с муфтами, снабженными клеммами для подсоединения жил кабеля и последовательной передачи максимума импульса выпрямленного напряжения к контакторам, при этом центраторы-контакторы закреплены на муфтах
Недостатком является то, что при подаче положительного импульса тока эксплуатационная колонна является анодом и начнет активно растворяться, разрушаться.
Техническим результатом заявленного устройства для электровоздействия на нефтяные пласты является увеличение нефтеотдачи пласта.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что установка для электровоздействия на нефтяные пласты, содержащая блок управления, соединенный кабелем с установленным в эксплуатационной колонне скважины электродом, причем электрод выполненный в виде излучателя электроимпульсов расположен в интервале перфорации эксплуатационной колонны скважины и отделен от насоса и хвостовика колонны насосно-компрессорных труб, а также от стенок эксплуатационной колонны скважины изолятором, при этом электрод с блоком управления соединен кабелем через катушку индуктивности. Снабжение установки катушкой индуктивности, включенной между блоком управления и излучателем и размещенной на нижнем конце хвостовика колонны НКТ между насосом, к примеру, ЭЦН и изолятором позволяет усиливать электрический импульс, подаваемый на электрод, а за счет создаваемого магнитного поля переполяризирует добываемую продукцию скважин, что снижает отложение солей и АСПО на стенках колонны НКТ. При протекании тока катушка индуктивности запасает энергию в своем магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка отдает запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. Добываемая продукция скважины является электропроводящей средой, по которой электрический импульс от электрода передается на породу пласта. За счет данного импульса в капиллярных каналах породы пласта создаются эффекты электроосмоса и электрофореза приводящие к их раскольматации и как следствие к увеличению притока добываемой продукции в скважину. Таким образом, увеличивается нефтеотдача пласта, снижается скорость отложения солей и АСПО на стенках НКТ при этом эксплуатационная колонна скважины не является анодом и не разрушается под воздействием электрохимических процессов.
Суть технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображена схема установки для электровоздействия на нефтяные пласты, где эксплуатационная колонна скважины 1, колонна НКТ 2, излучатель 3, кабель 4, блок управления 5, изолятор 6, насос 7, катушки индуктивности 8, проводящая среда 9, зона перфорации 10.
Установка для электровоздействия на нефтяные пласты выполнена следующим образом. Излучатель 3 расположенный в интервале перфорации 10 эксплуатационной колонны скважины 1, соединенный кабелем 4 с наземным блоком управления 5, через катушку индуктивности 8 и отделенный от насоса 7 и хвостовика колонны НКТ 2 изолятором 6.
Установка для электровоздействия на нефтяные пласты работает следующим образом. С блока управления 5 по кабельной линии электрические импульсы, через катушку индуктивности 8 подают на электрод 3, расположенный в интервале перфорации и изолированный от эксплуатационной колонны 2. Электрический импульс распространяется по проводящей среде 9 - смеси пластовой воды и жидких углеводородов, движущейся по эксплуатационной колонне, через насосное оборудование, подвеске насосно-компрессорных труб и нефтесборному коллектору скважин, и при подаче положительного потенциала не разрушает эксплуатационную колонну 2, поскольку она не является анодом. Катушка индуктивности 8 возбуждает электродвижущую силу самоиндукции и при прерывании импульса генерирует магнитное поле в проводящей среде 9. При протекании тока катушка индуктивности запасает энергию в своем магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка 8 отдает запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. При этом вокруг катушки (и внутри) возбуждается магнитное поле. Проводящая жидкость 9 движется в магнитном поле. Поскольку, как правило, частицы нефти и глинистые частицы заряжены отрицательно, следовательно, они будут двигаться к положительному электроду - аноду. В итоге это все приводит к тому, что меняется полярность частиц, за счет чего отложение солей уменьшается.