Исследование влияния электрохимической активации минерализованных вод на фильтрационные характеристики насыщенных пористых сред

• Автор: Мугатабарова, Альбина Акрамовна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор исследований по электрохимическому и ионно-плазменному воздействиям на минерализованные воды для интенсификации добычи нефти
1.1. Физико-химические превращения в минерализованных водах под действием электрического тока
1.1 Л. Пластовые минерализованные воды как электролиты, электрохимическая активация вод
1.1.2. Основные процессы при электрохимическом воздействии на минерализованные воды
1.1.3. Основные процессы при ионно-плазменном воздействии на воду
1.2. Известные устройства электрохимического и плазменного воздействий на пластовые воды
Глава 2. Исследования физико-химических процессов при воздействии постоянного тока и ионно-плазменном воздействии на водные растворы электролитов
2.1. Лабораторные исследования электрохимического воздействия на минерализованные воды
2.2. Стендовые исследования ионно-плазменного воздействия на пластовые воды
Глава 3. Физико-гидродинамические исследования керна, насыщенного водой после
электрохимического воздействия
3.1. Экспериментальные исследования изменения удельного электрического сопротивления, кривых капиллярного давления и смачиваемости образцов керна, насыщенных водой после электрохимического воздействия
3.1.1. Исследование изменения кривых капиллярного давления образцов керна, насыщенных активной водой
3.1.2. Исследование изменения удельного электрического сопротивления образцов керна, насыщенных активной водой
3.1.3. Исследование изменения смачиваемости породы образцов керна, насыщенных активной водой

3.2. Межфазное натяжение на границе раздела нефти с водой после электрохимического воздействия
3.3. Лабораторное моделирование вытеснения нефти активными водными растворами
3.4. Кривые относительных фазовых проницаемостей и функции Баклея-Леверетта, полученные в ходе фильтрационных исследований
Глава 4. Расчет технологических показателей электрохимического воздействия на минерализованные воды
4.1. Материальный и энергетический балансы процесса электрохимического воздействия на минерализованные воды, расчет параметров электрохимического генератора
4.2. Численная реализация математической модели вытеснения нефти электрохимическими агентами
4.3. Способ электрохимической обработки нагнетательных скважин
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
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 воздействия (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 pH), 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 [41, 53, 122, 132].
Использование процессов электрохимических обработок пластовых вод и скважин известно как в нашей стране, так и за рубежом [3, 17, 41, 53, 67, 70, 84-86, 89, 107, 109, 110, 111, 122, 124, 132, 137]. Известны различные способы реализации обработок скважин электрическим током и устройства, такие как скважинные

тонны. По затратам и конечному эффекту данная технология является конкурентоспособной, так сравнительный прирост дебита скважин при ионноплазменной обработке соизмерим с другими методами, в том числе с наиболее эффективным методом для скважин НГДУ «Ямашнефть» как создание каверн [53].
Таблица 1.2 - Результаты апробации технологий ЭХВ и ИПВ
Коллектор Количество обработанных скважин Успешность, % Дополнительная добыча нефти, т Эффективность на 1 скважину
Карбонатный 10 80,0 3556 355
Терригенный 13 53,8 4191 322
Всего: 23 65,2 7747 336
Экспериментально установлены возможности обработки пластовой воды как в режиме электролиза и электролитного нагрева, так и в режиме ИПВ и получения активных водных растворов с щелочными или кислотными свойствами. На основе сравнения результатов экспериментов с теоретическими данными, полученными из уравнений материального и энергетического балансов процесса электролиза, установлено, что выход по току для электролизных газов составляет около 90 %. При реализации ИПВ в замкнутом объеме происходит достаточно быстрый рост температуры и давления. Показано влияние материала анода как растворимого, так и нерастворимого типов на свойства получаемых активных растворов [41, 53, 130, 132].
Математическую модель вытеснения нефти получаемыми активными агентами при работе электрогенератора можно построить на основе общих положений механики гетерогенных сред и многофазной многокомпонентной фильтрации [23, 73, 125].
С целью дальнейшего определения возможностей технологии ЭХВ и ИПВ проведены дополнительные экспериментальные исследования (главы 3, 4).
Процессы воздействия на нефтяной пласт при применении электролиза пластовой воды в нефтедобыче за рубежом
В [89] предлагается следующая схема воздействия на нефтяной пласт. В изолированные и расположенные на расстоянии скважины опускаются электроды, которые соединяются с источником переменного тока и устанавливают поток электрического тока в пласте через электролит. Электроды изолированы так, чтобы предотвратить течение тока между электродами и поверхностью земли.