Электромагнитное воздействие на продуктивный пласт

Электромагнитное воздействие (ЭМВ) на пласт и призабойную зону основано на использовании особенностей термогидродинамических процессов в продуктивных коллекторах, возникающих при воздействии высокочастотного электромагнитного поля (ЭМП). Находясь в области действия переменного электрического поля, скопления молекул жидких углеводородов начинают колебаться с частотой, зависящей от источника электроэнергии.

При этом осуществляется глубокий объемный нагрев с малым градиентом температуры, что является важным с точки зрения увеличения нефтеотдачи пластов и интенсификации притока жидкости к скважине. Уменьшается вязкость нефти, увеличивается пластовое давление вследствие выделения растворенных газов и испарения легких фракций углеводородной пластовой жидкости. Также осуществляется практически полное снижение фильтрационных потенциалов статического электричества, которые возникает в нефтесодержащих коллекторах и препятствует течению нефти.

Зона теплового воздействия определяется способом создания высокочастотного электромагнитного поля в пласте, напряженностью, частотой, а также электрическими свойствами пласта. Она мало зависит от коллекторских свойств пласта и начального притока нефти в скважину, что позволяет применять электромагнитное воздействие при одновременной эксплуатации скважин.

За счет применения ЭМВ достигается:

•глубокий прогрев призабойной зоны пласта электромагнитным полем высокой частоты;

• вызов и значительное увеличение притока нефти к скважине;

• увеличение приемистости низкопроницаемых пластов;

• очистка призабойной зоны скважины;

• разрушение парафиновых, газогидратных и асфальто-смолистых пробок в скважинах.

Помимо эффектов, связанных с прогревом пласта, ЭМВ способствует:

• снижению температуры начала кристаллизации парафина в нефти, изменению ее реологических характеристик;

• деэмульсации нефти как на забое скважины, так и в продуктивном пласте;

• снижению поверхностного натяжения на границе раздела фаз нефть-вода, нефть-порода, что повышает коэффициент вытеснения за счет доотмыва пленочной и капиллярно-удерживаемой нефти;

• появлению дополнительных градиентов давления за счет силового взаимодействия ЭМП с пластовыми жидкостями.

При электромагнитном воздействии на пласт часть энергии распространяющихся в пласте ЭМ волн преобразуется в тепло из-за диэлектрических потерь в нефтенасыщенной породе пласта. Вследствие этого в пласте практически мгновенно (ЭМ волны распространяются в среде с очень большой скоростью) возникают объемные распределенные источники тепла, чем и объясняется большой радиус охвата тепловым воздействием.

Реализация методов достигается следующим образом. После вскрытия пласта и сооружения технологических скважин часть из них оборудуют электродами. В случае вскрытия залежи обсаженными скважинами в качестве 2-го электрода используют обсадную колонну. К электродам подводят электрический кабель, соединенный с наземной электронной аппаратурой. В процессе работы проводится корректировка воздействия по программе с использованием информации об изменениях параметров пласта.

Электровоздействие снизкой частотой используется предприятием «Элинт-Геон» для интенсификации водяных скважин («водяная технология»). Серия промысловых испытаний была выполнена на нефтяных месторождениях Азербайджана, Республики Башкортостан, Западной Сибири (Самотлорское месторождение). Промышленные работы также велись на месторождениях «Славнефти», где показали высокую эффективность метода. В среднем на каждую обработанную скважину достигнуто увеличение дебита на 18.6 т (по 30 скважинам) и двукратное снижение обводненности. Также проводятся работы по интенсификации выхода метана из угольных пластов.

На месторождении Узень в Казахстане обработка электрическими импульсами обеспечила среднее снижение обводненности продукции скважин на 9%. Средняя дополнительная добыча нефти на 1 скважину составила 460 т (всего 139 обработанных

скважин).

Промысловые испытания высокочастотного воздействия проводились на

Ишимбайском месторождении ОАО «АНК Башнефть», Сугушлинской и Мордово-Кармальской залежах битумов ОАО «Татнефть». В результате были отработаны различные режимы воздействия на ПЗП и достигнут объемный разогрев ПЗП радиусом до 10 м и более.

Чикагским институтом NTRI разработана технология извлечения высоковязких нефтей, согласно которой залежь разбуривается 3 рядами скважин. В скважины центрального ряда, обсаженные до кровли пласта (глубина до 300 м), опускают 150-мм электроды (излучатели), которые используют 95% приложенной энергии электромагнитного высокочастотного воздействия. При этом пласт разогревается до температуры 100-150 °С, вязкость нефти снижается, после чего нефть извлекается из скважин центрального ряда путем вытеснения из пласта горячей водой, паром и другими агентами, нагнетаемыми в скважины соседних рядов. Причем выполняется следующий энергетический баланс: полная энергия, затраченная на извлечение 5-8 т нефти, равна электрической энергии, получаемой при сжигании 1 т нефти. Технология прошла ОПР на залежах битуминозных песчаников провинции Альберта (Канада).