Исследование влияния электрохимической активации минерализованных вод на фильтрационные характеристики насыщенных пористых сред (стр. 4 )

, ;

Для случая вытеснения водой:

, .

Получено, что кривая водонасыщенности в случае вытеснения нефти водой после ЭХВ с щелочным рН выше, чем в случае вытеснения водой (рис. 10), следовательно, значение водонасыщенности на скачке больше при вытеснении активной водой.

Рис. 10 – Профили водонасыщенности на момент времени t=50 суток при вытеснении нефти водой после ЭХВ (кривая 1) и водой (кривая 2)

В виду того, что скорость фронта вытеснения нефти больше скорости фронта оторочки (рис. 9-10), применение активной воды при заводнении увеличивает период безводной эксплуатации: при использовании ЭХВ-раствора прорыв воды к добывающей скважине происходит через 200 сут., при использовании воды – через 165 сут.

Рис.11 – Распределение концентрации активного агента раствора в пласте в разные моменты времени

Сравнение результатов численного расчета и аналитического решения по теории Баклея-Леверетта показали их хорошее согласие (рис. 12). На рис. 12 точками обозначены значения водонасыщенности, определенные по теории Баклея-Леверетта.

Рис. 12 – Результаты сравнения численного решения с аналитическим решением по теории Баклея-Леверетта

В четвертой главе также приводятся расчеты материального и энергетического балансов процесса ЭХВ на минерализованные воды и параметров забойного электрохимического генератора.

В табл. 3 приведены режимы и параметры воздействия электрическим током на пластовую воду для получения активных водных растворов.

Таблица 3 – Критерии применения ЭХВ и ИПВ на пластовую воду

Режим воздействия током Параметры	ЭХВ на пластовую воду	ИПВ на пластовую воду
Напряжение / Сила тока	5 В, 1-2 А	Более 50 В, 2-30 А
Материал анода	Графит, медь	Графит, оксида рутения и титана, сталь
Активный водный раствор	Щелочной раствор	Кислотный раствор
Коллектор	Терригенный	Карбонатный
Нефть	Высокое кислотное число
Технологические процессы	Заводнение пласта	Очистка призабойной зоны пласта

На основе анализа опыта применения электрообработок скважин и проведенных экспериментов предложен способ электрохимической обработки нагнетательных скважин, который состоит в следующем. В нагнетательную скважину производится спуск электрически связанного с источником постоянного тока специального скважинного генератора, в конструкции которого применяются электроды. Совершается воздействие электрическим током на пластовую воду в скважине до получения водной среды с щелочным рН. Время обработки и интенсивность воздействия определяются мощностью, параметрами продуктивного интервала. Далее производят закачку воды в скважину при продолжающейся обработке электрическим током для задавки щелочной среды вглубь пласта и создания оторочки водной щелочной среды в пласте.

Предлагаемая технология позволяет повысить нефтеотдачу без использования химических реагентов путем щелочного воздействия на нефтяной пласт электрохимически активированных гидрокарбонатно-натриевых пластовых вод.

Выводы.

1. На основе проведения лабораторных исследований показана возможность электрохимической активации минерализованных вод нефтяных месторождений с диапазоном значения рН от 1,5 до 12,5 за счет выбора параметров процессов ЭХВ и ИПВ (сила тока, напряжение и время), состава минерализованных вод и материалов электродов (растворимые и нерастворимые). Предложено полученные активные водные растворы использовать в нефтедобыче путем воздействия на поровое пространство коллекторов с учетом конкретных физико-химических и геологических условий месторождения.

2. На основе лабораторных исследований установлено:

– снижение межфазного натяжения на границе раздела нефти с водой после ЭХВ с щелочным рН, образование эмульсии нефти в активной воде;

– изменение кривых капиллярного давления при заводнении активной водой: при одних и тех же величинах капиллярных давлений образцы керна песчаника, насыщенные водой после ЭХВ с щелочным рН, удерживают большее количество воды;

– вода после ЭХВ с щелочным рН изменяет характер смачиваемости терригенных коллекторов с гидрофобного на гидрофильный, этот эффект в известняках не наблюдается. Значения параметра насыщения для песчаника меньше при их насыщении водой после ЭХВ с щелочным рН, что подтверждает увеличение гидрофильности породы. Основные факторы, определяющие повышение нефтеотдачи при заводнении водой после ЭХВ, коррелируют с характеристиками щелочного заводнения;

– при вытеснении нефти водой после ЭХВ в песчаниках коэффициент нефтевытеснения увеличивается в среднем на 6 % по сравнению с вытеснением водой.

3. Осуществлена численная реализация математической модели вытеснения нефти оторочкой электрохимически активированной воды с использованием экспериментально определенных значений фазовых проницаемостей. Показано, что значение водонасыщенности на скачке больше при вытеснении активной водой, что подтверждает эффективность вытеснения нефти водой после ЭХВ с щелочным рН. Применение активной воды при заводнении увеличивает период безводной эксплуатации и коэффициент безводной нефтеотдачи.

4. Произведены расчеты материального и энергетического балансов процесса ЭХВ на минерализованные воды, параметров забойного электрохимического генератора.

5. Предложен способ ЭХВ на пластовые воды с забойной генерацией, подтвержденный патентом РФ на изобретение.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. , , Ионно-плазменное воздействие как способ интенсификации добычи нефти // Газовая промышленность – 2009. №. 6 – С. 49-51.

2. , , Курамшин исследования влияния электрохимически активированных водных растворов на изменение поверхностных характеристик системы «нефть – водная фаза – порода» // Нефтепромысловое дело. – 2011. №. 10 – С.22-26.

3. Комплекс электрохимических и ионно-плазменных технологических процессов для интенсификации добычи нефти // Нефтегазовое дело. – 2010. – Т. 8. - № 1. – С. 39-42.

4. Патент на изобретение 2432453 РФ. Способ электрохимической обработки нагнетательных скважин / , И. Л. Хабибуллин, , . – Опубл. 27.10.2011.

5. Мугатабарова -плазменные технологии интенсификации добычи нефти // Четырнадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-14). Уфа, 2008. – с. 272-273.

6. , Ионно-плазменные технологии интенсификации добычи нефти // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т.13: Сборник трудов Пятой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». 28-30.04.2008, Санкт-Петербург, Россия / Под ред. , . СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. – С. 386-387.

7. , Физико-математическое моделирование вытеснения нефти электрохимическими агентами // Актуальные проблемы современной физики: Материалы Всероссийской дистанционной научно-практической конференции (Краснодар, 15 июня 2008года) / Кубанский гос. ун-т. Краснодар, 2008. – С. 232.

8. , , Ионно-плазменное воздействие на пластовую воду как способ интенсификации добычи нефти // Энергоэффективность. Проблемы и решения: Материалы научно-практической конференции 23 октября 2008г. – Уфа, 2008. – 174 с.

9. , Технология обработки призабойной зоны пласта электрохимически активированными растворами минерализованных вод // VII международная конференция "Химия нефти и газа" 21-26 сентября 2009 года, Томск, 5-я конференция молодых ученых "Химия нефти и газа-2009". – С. 420-423.

10. Комплексный метод воздействия на призабойную зону пласта // Сборник тезисов студенческой научно-практической конференции по физике. Уфа 2009. – С. 35.

11. Подборка варианта технологической схемы электрохимической обработки продуктивного пласта // Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании: Тезисы докладов Международной школы-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых – Уфа: РИЦ БашГУ, 2009. – С. 217.

12. Некоторые результаты лабораторных исследований по вытеснению нефти обработанной электрическим током водой // Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании: Тезисы докладов Международной школы-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых – Уфа: РИЦ БашГУ, 2010. – С. 152.

13. Эксперименты по определению межфазного натяжения на границе раздела нефти и активной воды // Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании: Тезисы докладов Международной молодежной школы – Уфа: РИЦ БашГУ, 2011. – 218 с.

14. , , Мусин вытеснения нефти электрохимически активированной водой // Физико-химическая гидродинамика. – Уфа, 2011. – С. 139-146.

15. Мугатабарова межфазного натяжения на границе раздела нефти и пластовой воды после электрохимического воздействия на воду // Физико-химическая гидродинамика. – Уфа, 2011. – С. 98-101.