Способ извлечения среды из капиллярно-пористой формации и ее пропитки

Изобретение относится к способам Извлечения среды ИЗ капиллярно-пористой формации И может быть использовано в нефтяной И газовой промышленности при добыче углеводородов, в особенности из истощенных Месторождений, при очистке грунтов, загрязненных нефтепродуктами, в текстильной промышленности при обработке тканей, в кожевенной - при выделке кож И других областях, где необходимо извлечь среду, заполняющую капиллярно-пористые материалы, тела, образования И т.д.Известен способ пропитки капиллярнопористой среды с использованием звукокапиллярного эффекта, предусматривающий воздействие на жидкость ультразвуковыми колебаниями в кавитационном режиме, причем кавитационная область должна находиться непосредственно под капиллярами. Воздействие ведется, обычно, при фиксированной ИЛИ малоизменяющейся частоте колебаний, предпочтительно в районе 20 кГц (Ультразвук, МаленькаяНедостатками способа являются нестабильность процесса, Исчезновение эффекта даже при незначительных изменениях внешних условий И характеристик ультразвукового воздействия его частоты, Интенсивности И т.д. Способ не может быть Использован для объектов большого объема, массы, протяженности.Известны способы добь 1 чИ углеводородов из пластов, использующие закачку флюидов в пласт (3 акиров С.Н. Теория И проектирование разработки газовых И газоконденсатных месторождений, М., Недра,1989, 335 с.). Это способы поддержания пластового давления путем закачки в пласт газа, воды. При обратной закачке сухого газа в пласт - это сайклинг-процесс. Поддерживая давление постоянным в газовой И предотвращают выпадение части углеводородов в жидкую фазу И ИХ потери в пласте. Также это процессы вытеснения,смешивающиеся вытеснения, например, 5326путем закачки широкой фракции углеводородов (ШФЛУ), обогащенных газом.- необходимость создания специального оборудования- понижение надежности промь 1 слового оборудования в связи с увеличением срока эксплуатации- необходимость закачки в пласт предварительно осушенного газа в течение всего срока эксплуатации- также при закачке сухого газа образуются целики жирного газа, для вымывания которых требуется длительная прокачка через пласт сухого газа.Технико-экономические показателипри смешивающемся вытеснении бывают выше,однако этому способу также присущи серьезные недостатки, основным из которых является необходимость закачки значительных объемов флюидов, что вызвано недостатком времени массообмена.При нагнетании в пласт воды велики остаточная нефте- И газонасыщенность. Последняя, например, обычно составляет от 19 до 60. На фронте вытеснения часто формируются целики газа, которые в дальнейшем остаются неподвижными, т.е. вытеснение газа, нефти водой сопровождается интенсивным защемлением газа,газового конденсата, нефти. Кроме того,способ требует длительного времени из-за медленного роста водонасыщенности, что особенно сильно проявляется в пластахс низкими фильтрационно-емкостнь 1 мИ свойствами, т.е. способ имеет низкую эффективность, обусловленную длительностью процесса И большими значениями остаточной газо- И нефтенасыщенности, которые не могут быть понижены в результате вытесненияводой. Т.е. во всех случаях при значительных трудоемкостях процессов онИ необеспечивают эффективности И полноты извлечения углеводородов из пласта. Общими недостатками при закачкефлюидов в пласт являются неравномерное поступление воды, как И др. флюидов в пласт из-за неоднородности продуктивных отложений увеличение отбора газа или поддержание его постоянным требует или ввода новых скважин, как добывных, так И нагнетательных, или увеличения депрессии на пласт, что может приводить К разрушению коллектора, выноса частиц породы, песка в скважины, выпадению конденсата И закупорки призабойной зоны ускоренному обводнению скважин И т.д.Наиболее близким к изобретению является способ добычи нефти с помощью газонапорного режима пласта в сочетании с низкоамплитудным сейсмическим возбуждением (ПБА Рак. 4 417621, 11 оу.29,1983, Е 21 В 43/16).Способ предполагает добычу нефти путем закачки газообразного флюида, такого как двуокись углерода, с одновременным воздействием передающимися через нефтесодержащую породу вибрациями в диапазоне сейсмических частот от 0,1 до 500 Гц, предпочтительно от 1 до 100 Гц.Недостатком способа является неэффективность Использования возможностей воздействия колебаниями на капиллярно-пористую формацию в сочетании с закачкой различных флюидов.Общим недостатком указанных способов является ограниченность их применения определенными областями.Задача, на решение которой направлено изобретение - повышение эффективности способа И расширение его возможностей,областей применения.Указанный технический результат,связанный с увеличением извлекаемости среды, сокращением времени, необходимого для Извлечения среды из капиллярнопористой формации или ее пропитки,снижением энергозатрат процесса,достигается тем, что в известном способе,включающем закачку флюида И воздействие колебаниями, воздействие ведут, изменяя частоту колебаний И/или частоту следования импульсов.6 формацией подразумеваются различные капИллярно-пористые тела, образования И т.д., например, такие как мембраны, ткани,грунты, нефтегазоносные пласты И т.д.Частоту колебаний изменяют на выбранном интервале от ее меньшего значения до ее большего значения, а затем от ее большего значения до меньшего. Аналогично изменяют частоту следования импульсов. Изменение может быть монотонным, по гармоническому закону И дискретным, такой режим наиболее эффективен для проникновения вытесняющего флюида в каппилярнопористую формацию И ускорения его движения в ней, а также полноты извлечения среды из капиллярно-пористой формации. Эффективность воздействия повышается,если при изменении частоты колебаний увеличивают их амплитуду. Наиболее сильно это проявляется при дискретном изменении частоты, когда скачкообразный переход с одной частоты на другую сопровождают увеличением амплитуды колебаний.При извлечении углеводородов из пластов целесообразно дискретно Изменять частоту через 5-20 Гц, что продиктовано физикой процесса И техническими особенностями Источников колебаний.Однако, при очистке, например, тонких фильтров, дискретно частоту лучше изменять скачком на декаду - например, 10, 100,1000 Гц.Также для многих случаев применения технологии И, в первую очередь, добь 1 чИ нефти, конденсата, изменяют частоту в интервале от 0,1 до 300 Гц И от 300 до 0,1 Гц,преимущественно от 1 до 80 Гц И от 80 до 1 Гц. В этом случае можно вести эффективное воздействие на объекты большой площади И объема.Также эффективность дополнительного воздействия повышается, если оно проводится пакетами импульсов И/или цугами волн.Осуществление воздействия с помощью более одного Источника колебаний позволяет воздействовать на больший объем объекта воздействия И повышает эффективностьспособа. Кроме того, режимы одновременного воздействия гармоническими колебаниями, цугами волн,импульсами и пакетами импульсов, трудно осуществить с помощью одного источника.При этом эффективность воздействия наиболее полно проявляется, когда колебания не совпадают по фазе и, по крайней мере, два источника колебаний работают в противоположных режимах изменения частоты - один в режиме ее повышения, в то время как другой - режиме понижения, а при достижении крайних значений интервала Наоборот. При этом наилучший результат достигается, когда один из них работает в режиме дискретного изменения частоты.Воздействие ведут периодически, что позволяет сэкономить энергетические затраты. Воздействие могут осуществлять как одновременно с закачкой флюидов,например, повторяя их через определенные интервалы, так и после прекращения закачки порции флюида, например, чередуя закачки и воздействия.Колебания на объект могут передаваться или через капиллярно-пористую формацию или через закачиваемый (закаченный) флюид,в зависимости от конкретных условий. Например, если необходимо воздействовать колебаниями на нефтяную залежь, то можно использовать источник сейсмических колебаний, устанавливаемый на поверхности земли над месторождением. Если ведется процесс пропитки тканей или кож, то колебания следует передавать через флюид и т.д. В этих случаях флюид закачивают под капиллярно-пористую формацию. При воздействии колебаниями повышается флюидонасыщенность.Часто наиболее эффективно передавать колебания по волноводу, выполненному как концентратор (или снабженный концентратором) в зоне, подвергаемой воздействию. При этом колебания можно передать с наименьшими потерями амплитуды и усилить эффект от воздействия Непосредственно в требуемомместе.Для предотвращения выпадения углеводородов, например, газовогоконденсата из газа, давление и температуру в капиллярно-пористой формации поддерживают не ниже их значений,соответствующих началу конденсации углеводородов. Это способствует и переходу в однофазное газовое состояние уже выпавших, например, в пласте,углеводородов. В технологии разработки газоконденсатных месторождений давление поддерживается постоянным путем обратной закачки в пласт предварительно осушенного газа (сайклинг-процесс). Воздействие при этом колебаниями с режимами, описанными выше, несет в себе ряд преимуществ. Это ускоренное продвижение закачиваемого газа по пласту, регулируемое и более равномерное увеличение коэффициента охвата возможности предотвращения непосредственного прорь 1 ва сухого газа в скважины увеличение подвижности выпавшего конденсата, более интенсивное вымывание целиков жирного газа при меньших расходах сухого газа, сокращение продолжительности периода обратной закачки, в более щадящем режиме работают компрессорные станции,достигается более полное извлечение газа и конденсата и т.д.Также процессы заводнения нефтяных и нефтегазоконденсатных залежей являются одними из основных технологий разработки месторождений. Сочетание закачки воды с воздействием колебаниями позволяет существенно расширить возможности метода и повысить его эффективность. Колебания способствуют предотвращению защемления газа, дополнительной фильтрации газа через фронт вытеснения, т.е. существенно ускоряется выход газа, скорость пропитки,увеличивается полнота вытеснения при существенном уменьшении остаточной газонасыщенности. Температуру флюида изменяют, чтобы влиять на процесс растворения и выделения газовой фазы. Также для снижения вязкости извлекаемой среды колебательное воздействие целесообразно совмещать с тепловым, например, закачивая горячий флюид, пар.Также тепловое воздействие можно осуществить и другими способами, например, 9 с помощью электронагрева или горения И т.д. При добыче нефти, например, используют внутрипластовое горение (горение внутри капиллярно-пористой формации).Закачка растворителя при воздействии колебаниями существенно повышает эффективность извлечения вещества или его отдельных компонентов из капиллярнопористой формации. Существенно интенсифицируется массообмен. Процесс происходит эффективней, если он сопровождается тепловым воздействием,эффективно применять нагретый растворитель. Часто в качестве закачиваемого флюида имеет смысл использовать широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ). Также растворитель(в том числе и ШФЛУ) может быть обогащен газом. Это эффективно при извлечении из грунтов нефти и нефтепродуктов, выпавшего в пласте газового конденсата.Во многих случаях целесообразно закачивать в область под капиллярнопористую формацию жидкость, содержащую газ, например, воду содержащую СО 2. При воздействии колебаниями на закачиваемый флюид начинается и интенсифицируется процесс дегазации и ускоряется движение газа в пористой среде, вместе с газом начинает фильтроваться и, например, жидкость,находящаяся в пористой формации, даже при отсутствии внешнего перепада давления. Движение ее осуществляется за счет трансдостаточно порта пульсирующими пузырьками выделивщегося газа, а также вытеснением ее газом. Наиболее эффективно процесс протекает именно при указанных выше режимах воздействия.Также процесс заводнения бывает целесообразно сопровождать снижением давления в капиллярно-пористой формации. При этом облегчается выход защемляемого газа.Во многих случаях применения технологии оптимально использовать закачку двуокиси углерода, например, при добыче нефти, газового конденсата.Также, например, при смешивающемся вытеснении имеет смысл закачивать азот, 532610 Т.К. ОН В НВСКОЛЬКОРЗЗ ДЭШСВЛС ЧСМ ПрИрОДНЫЙгаз, и закачка азота характеризуется высокой нефтеотдачей.Преимущества предлагаемого способа заключаются в повышении эффективности воздействия для извлечения среды из капиллярно-пористой формации. Это проявляется в более полном извлечении среды за меньший промежуток времени и меньших энергозатратах, т.е. в использовании оптимальных режимов воздействия. Способ дает положительные результаты даже в тех случаях, когда другие способы (в том числе с использованием операций воздействия колебаниями и закачки флюида) не приносят сколько-нибудь ощутимых последствий их применения. Кроме того, существенно расширяются области использования способа по сравнению с прототипом.Фиг. 1. Схема варианта реализации способа для добычи нефти из пласта.Фиг.2. Схема внутриконтурного заводнения газоконденсатной залежи.Фиг.3. Схема устройства для очистки грунта.Фиг. 4. Схема осуществления способа для пропитки тканей.Фиг. 5. Схема способа пропитки тканей с использованием электрического поля.Для извлечения газового конденсата,выпавшего в результате ретроградной конденсациивпласте 1 (фиг .1)Вуктыльского газоконденсатного месторождения, в скважину 2 помещают источник колебаний 6 электродинамического типа. Над пластом на поверхности земли устанавливают два дебалансных виброисточника сейсмических колебаний 4, 5 и электромагнитный молот 7. Возможны и другие варианты размещения источников колебаний. В скважину 2 нагнетают (закачивают) широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ) и с помощью станции управления 8 приводят в действие источники колебаний 4-7. Источники 4 и 5 работают в режиме гармонических колебаний. Виброисточник 4 плавно, монотонно изменяет частоту колебаний от 0,1 до 300 Гц