Исследование влияния электрохимической активации минерализованных вод на фильтрационные характеристики насыщенных пористых сред (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4

На правах рукописи

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД НА ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСЫЩЕННЫХ ПОРИСТЫХ СРЕД

01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа 2012

Работа выполнена на кафедре прикладной физики Башкирского государственного университета и в Татарском научно-исследовательском и проектном институте нефти (ТатНИПИнефть) .

Научный руководитель:

- доктор физико-математических наук,

профессор

Хабибуллин Ильдус Лутфурахманович

Официальные оппоненты:

- доктор физико-математических наук,

профессор Урманчеев Саид Федорович,

директор института механики уфимского научного центра РАН

- кандидат технических наук, доцент

,

доцент кафедры разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений УГНТУ

Ведущая организация:

- Государственное автономное научное учреждение «Институт нефтегазовых технологий и новых материалов Республики Башкортостан»

Защита состоится « » мая 2012 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 212.013.09 при Башкирском государственном университете по адресу: 450007, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32, в аудитории 216 физико-математического корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета.

Автореферат разослан «__» апреля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

д. т.н., профессор Ковалева Л.А.




ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время основные нефтяные месторождения находятся на поздней стадии разработки, которая характеризуется ухудшением структуры запасов и ростом обводненности добываемой продукции. Воды, извлекаемые вместе с нефтью, являются основным вытесняющим нефть агентом, в том числе основой растворов различных реагентов в процессах обработки призабойной зоны пласта и интенсификации добычи нефти. В связи с этим проблемы целенаправленного воздействия на пластовые воды и эффективного их использования для увеличения нефтеотдачи представляют актуальную задачу.

Интенсификация добычи нефти может осуществляться за счет использования пластовых вод путем создания в пластах физико-химических условий, обеспечивающих эффективный процесс вытеснения нефти, в частности, путем электрохимической активации вод.

Известны два вида воздействия электрическим током на минерализованные воды – электрохимическое и ионно-плазменное (ЭХВ и ИПВ). Они относятся к способам генерирования химически активных частиц под действием электрического тока и плазмы соответственно. ЭХВ и ИПВ обеспечивают протекание электро - и плазмохимических реакций, способствующих изменению химического состава и физико-химических свойств вод. Сопутствующим процессом при этом является электролитический нагрев. Новые свойства пластовой воды, в том числе соотношения выхода окислителей и восстановителей (показатель рН), определяются величиной подаваемого на электроды напряжения, временем воздействия, материалами электродов, составом и минерализацией вод.




Достоинством электрохимической активации вод является то, что пластовая вода без внесения в нее химических реагентов превращается в активный водный раствор с кислотными или щелочными свойствами. Полученные растворы могут быть использованы для очистки призабойной зоны пласта и воздействия на пласт.

Использование процессов электрохимических обработок пластовых вод и скважин известно как в нашей стране, так и за рубежом. Во многих работах приведено объяснение физико-химических процессов в минерализованных водах, происходящих при ЭХВ и ИПВ, также рассматриваются процессы взаимодействия продуктов реакций с насыщенной пористой средой. Недостаточно освещенными остаются изменения фильтрационных характеристик пластов при их заводнении водой после ЭХВ и ИПВ.

Цель работы исследование ЭХВ и ИПВ на минерализованные пластовые воды нефтяных месторождений и установление механизмов влияния полученных активных водных растворов на фильтрационные характеристики пород для определения возможностей эффективного использования этих растворов в процессах интенсификации добычи нефти.

Основные задачи работы:

1. Обзор и анализ научно-технической литературы по электрохимической активации минерализованных вод; анализ и обобщение результатов внедрения электрохимических и плазменных методов увеличения нефтеотдачи пластовитературно-патентный поиск применения в нефтедобыче).

2. Проведение экспериментальных работ по изучению физико-химических процессов при ЭХВ и ИПВ на минерализованные воды.

3. Комплексные лабораторные исследования по определению влияния электрохимической активации минерализованных вод на фильтрационные характеристики пород.




4. Численная реализация математической модели вытеснения нефти электрохимически активированной водой.

5. Расчет параметров забойного электрохимического генератора.

6. Определение и формулировка оптимального способа ЭХВ на пластовую воду.

Методы решения поставленных задач. Основным методами решения поставленных задач являются экспериментальные исследования, последующий анализ и обобщение их результатов. При проведении экспериментальных исследований по ЭХВ и ИПВ на минерализованные воды и опытов по изучению влияния полученных активных водных растворов на нефть и породу пластов использовались современные лабораторные методы, такие как: метод центрифугирования, хроматография, рентгеноструктурный анализ, лабораторное моделирование процесса вытеснения нефти водой на образцах кернов пород-коллекторов, метод Амотта, и другие.

Использовалось также численное моделирование процесса двухфазной фильтрации нефти и воды.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных исследований по воздействию постоянным электрическим током на минерализованные воды нефтяных месторождений, показывающие возможность получения активных водных растворов с щелочными или кислотными свойствами.

2. Результаты комплексных экспериментальных исследований, на основе которых установлено: снижение межфазного натяжения на границе раздела нефти с водой после ЭХВ; образование эмульсии нефти в активной воде; изменение характера смачиваемости водой после ЭХВ терригенных коллекторов с гидрофобного на гидрофильный.




3. Результаты лабораторного моделирование вытеснения нефти водой: при вытеснении нефти активной водой коэффициент нефтевытеснения в терригенных коллекторах в среднем увеличивается на 6 %.

4. Полученные численной реализацией математической модели вытеснения нефти водными растворами электрохимических агентов результаты, показывающие эффективность вытеснения нефти водой после ЭХВ.

5. Новый способ электрохимической обработки скважин с комплексом технических средств.

Научная новизна.

На основе лабораторных исследований установлено:

снижение межфазного натяжения на границе раздела нефти с водой после ЭХВ, 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, удерживают большее количество воды;

вода после ЭХВ изменяет характер смачиваемости терригенных пород с гидрофобного на гидрофильный, этот эффект в известняках не наблюдается. Значения параметра насыщения для песчаника меньше при их насыщении водой после ЭХВ, что подтверждает увеличение гидрофильности породы.

Практическая ценность. Результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы для интенсификации добычи нефти при реализации способа электрообработки скважин в разработке нефтяных залежей. Кроме того, они необходимы для понимания процессов, происходящих в пористой среде продуктивных пластов при воздействии на них активными водными растворами, полученными в результате воздействия на минерализованные пластовые воды электрическим током.




Разработан новый способ электрохимической обработки нагнетательных скважин.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях и научных школах:

· Научно-практическая конференция «Энергоэффективность. Проблемы и решения» в рамках VIII Российского энергетического форума (г. Уфа, 2008г.);

· Четырнадцатая Всероссийская научная конференция студентов- физиков и молодых ученых (ВНКСФ – 14, Уфа, 2008);

· Студенческая научно-практическая конференция по физике (г. Уфа, 2009г.);

· Международная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 2009г.);

· Х и ХI научно-практические конференции молодых работников ОАО «Татнефть» (г. Альметьевск, 2010г.; г. Азнакаево, 2011г.);

· Семинар молодых специалистов ОАО «Татнефть» по секции «Геология, разработка и увеличение нефтеотдачи пластов» (г. Альметьевск, 2012г.).

Публикации и личный вклад автора. Основные результаты диссертации опубликованы в 15 работах, из которых 3 в журналах, входящих в перечень ВАК РФ, получен 1 патент РФ на изобретение. Личный вклад автора состоит в выборе объектов и методов исследований, непосредственном проведении экспериментов, анализе полученных результатов экспериментальных и численных исследований, формулировке выводов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 154 наименования. Изложена на 126 страницах машинописного текста, в том числе содержит 1 приложение, 21 таблицу и 69 рисунков.




Автор выражает благодарность и признательность научному руководителю д. ф.-м. н. Хабибуллину И. Л., к. т.н. , к.ф.-м.н. , к. т.н. Сотникову О. С., , а также сотрудникам ТатНИПИнефть и БашГУ за помощь и полезные советы, высказанные в процессе выполнения работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и основные задачи, показаны научная новизна и практическая ценность.

В первой главе приводятся теоретические основы ЭХВ и ИПВ на минерализованные воды; обзор применения электрохимического, плазменно-импульсного и электроразрядного воздействий на пластовые воды, известных забойных электротермохимических и плазменных устройств в нашей стране и за рубежом.

Вопросами увеличения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти с помощью электрохимического воздействия на воду занимались , , , Мариампольский Н. А., , , , , , , , Вежнин С. А., Нечаев В. К., , , Молчанов А.Н., Агеев П. А., , , и др.

Важнейшим показателем электрохимических процессов является вольт-амперная характеристика. На этой характеристике можно выделить три участка. Первый характеризуется постоянным электрическим сопротивлением и линейной зависимостью между током в нагрузке электролитной ячейки и напряжением источника питания. На этом участке происходит процесс обычного электролиза, осуществляется режим ЭХВ. Второй участок соответствует переходным процессам. Третий участок характеризуется наличием устойчивой парогазовой оболочки вокруг активного электрода, которая приводит к возникновению микроразрядов, сопровождаемых скачкообразными изменениями тока и напряжения. Происходит зажигание плазмы, реализуется режим ИПВ.




Анализ результатов лабораторных экспериментов по ЭХВ и ИПВ подтверждает, что в исходной воде происходят качественные и количественные изменения. В зависимости от параметров воздействия, материалов электродов и состава воды возможно получение активных водных растворов в широком диапазоне значений рН (от 1,5 до 12,5).

В литературе известны различные способы электро - и плазмобработок скважин, которые основаны на следующем: 1) образование CO2 вокруг электродных скважин; 2) электроразрядное воздействие на призабойную зону пласта в циклическом режиме; 3) растворение отложений парафина и асфальто-смолистых веществ за счет нагрева; 4) микровзрывы в тонких капиллярах и увеличение проницаемости за счет разрушения цементирующих веществ; 5) снижение аномалий вязкости нефти после обработки; 6) возбуждение циклических волн сжатия, пульсирующей парогазовой полости, мощных электромагнитных полей; 7) управление фазовым состоянием лифтируемой жидкости под действием электрического поля; 8) выпадение в осадок продуктов химических реакций и выравнивание профиля приемистости; 9) динамическое электротермозаводнение; 10) ликвидация глухих пробок в затрубном пространстве обводненных скважин; 11) закачка щелочного раствора в пласт.

Эффективность применения ЭХВ и ИПВ в нефтедобыче определяется кинетикой взаимодействия активной воды с нефтью, породой конкретного месторождения, условиями его разработки, характеристиками пласта.

Во второй главе приводятся результаты лабораторных исследований ЭХВ и ИПВ на пластовые воды нефтяных месторождений.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4



Подпишитесь на рассылку:

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.