Резонансно-волновой способ повышения коэффициента извлечения нефти

(51) 21 43/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ процесса в обрабатываемом нефтяном флюиде с помощью резонансно-волнового устройства в диапазоне частот до 10 ГГц, резонансных углеводородам обрабатываемого нефтяного флюида, согласно изобретению, на нефтяной флюид воздействуют пакетом волн, состоящим по меньшей мере, из двух резонансных частот, при этом комбинируют электромагнитное излучение с ультразвуковым и регулируют частоту в зависимости от температуры нефтяного флюида. Используют электромагнитное излучение частотой 0,05-10 ГГц для разрушения асфальтосмолистых соединений и ультразвуковое излучение частотой 5-20 кГц для разрушения парафиновых соединений. Вокруг добывающей скважины образуют проколы и опускают в них излучатели для обработки близлежащей к нефтяному флюиду массе.(76) Нусупбекова Дина Акаевна Нурмамбетов Куаныш Эмилевич Нурмамбетова Дамиля Эмилевна(54) РЕЗОНАНСНО-ВОЛНОВОЙ СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ(57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения коэффициента извлечения нефти (КИН). Технический результат повышение эффективности обработки, снижение вязкости нефти - достигается тем, что в резонансно-волновом способе повышения коэффициента извлечения нефти, включающем создание колебательного Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения коэффициента извлечения нефти (КИН). Известен способ интенсификации добычи нефти и реанимации простаивающих нефтяных скважин для повышения коэффициента извлечения нефти(КИН) до 60 процентов путем электромагнитного резонансного воздействия на продуктивный пласт, в котором с помощью резонансно-волновых генераторов, расположенных на поверхности или погруженных в скважину, создают в продуктивном пласте электромагнитные колебания, которые накладывают на собственную частоту колебаний углеводородного флюида, формируя резонансные электромагнитные колебания,и управляют резонансными колебаниями с помощью размещенной на поверхности аппаратуры. В продуктивном пласте создают модулированные электромагнитные колебания одинаковой частоты,направленные от добывающей скважины и встречно, по меньшей мере, от одной ближайшей соседней скважины в сторону добывающей скважины,накладывают модулированные электромагнитные колебания одинаковой частоты с помощью аппаратуры управления и генератораприемника, размещенных на поверхности, на собственную частоту колебаний углеводородного флюида, формируя тем самым резонансные электромагнитные колебания,вызывающие колебания молекул и атомов углеводородного флюида с пиковой резонансной амплитудой в вертикальной, горизонтальной или иной плоскости,и затем направляют каждый из возникающих пиковых резонансов колебаний молекул и атомов углеводородного флюида в процессе их соударений со скелетом коллектора в сторону добывающей скважины повторяющимися пробегами, для чего первоначально задают колебательному потоку от добывающей скважины мощность, значительно превышающую мощность каждого из встречных колебательных потоков с учетом коэффициентов затухания,а в дальнейшем мощность колебательного потока от добывающей скважины плавно уменьшают с одновременным пропорциональным плавным увеличением мощности каждого из встречных колебательных потоков, при этом зоны возникновения пикового резонанса в начале процесса локализуют вблизи ближайших соседних скважин или в месте ближайшего нахождения заблокированного пластовой водой углеводородного флюида в противоположной от добывающей скважины точке,перемещая его затем в принудительном управляемом режиме непосредственно к добывающей скважине (Патент РФ 2379489, кл. Е 21 В 43/16, 2010). Недостатком данного способа является сложность реализации и значительные энергозатраты. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является резонансно-волновой способ повышения коэффициента извлечения нефти, заключающийся в погружении в скважину резонансно-волнового 2 устройства и создании колебательного процесса заданной частоты в обрабатываемом нефтяном флюиде в зоне осуществления добычи нефти. Резонансно-волновое устройство погружают в одну из скважин обрабатываемого участка, а на его поверхности размещают подвижные резонансные модули, волноводы и контуры, колебательный процесс осуществляют непосредственно в обрабатываемом нефтяном флюиде несущими электромагнитными волнами в диапазоне частот 310-5 до 31014 Гц или ультразвуковыми волнами в диапазоне частот от 1,5104 до 109 Гц, или акустическими волнами в диапазоне частот от 17 Гц до 20 кГц, которые модулируют информационными сигналами,резонансных углеводородам обрабатываемого нефтяного флюида, и формируют в стоячие волны (Патент РФ 2281387, кл. Е 21 В 43/16, 2006). Данный способ недостаточно эффективен при обработке высоковязких нефтей. Ультразвуковой или акустический диапазон волновых колебаний относится к механическим способам воздействия. Применение их для высоковязких нефтей не позволяет заметно снизить вязкость, значение которой очень важно для увеличения КИН. Задачей изобретения является разработка способа резонансно-волнового воздействия на нефтяной флюид для интенсификации извлечения нефти. Технический результат повышение эффективности обработки, снижение вязкости нефти - достигается тем, что в резонансно-волновом способе повышения коэффициента извлечения нефти, включающем создание колебательного процесса в обрабатываемом нефтяном флюиде с помощью резонансно-волнового устройства в диапазоне частот до 10 ГГц, резонансных углеводородам обрабатываемого нефтяного флюида, согласно изобретению, на нефтяной флюид воздействуют пакетом волн, состоящим по меньшей мере, из двух резонансных частот, при этом комбинируют электромагнитное излучение с ультразвуковым и регулируют частоту в зависимости от температуры нефтяного флюида. Используют электромагнитное излучение частотой 0,05-10 ГГц для разрушения асфальтосмолистых соединений и ультразвуковое излучение частотой 5-20 кГц для разрушения парафиновых соединений. Вокруг добывающей скважины образуют проколы и опускают в них излучатели для обработки близлежащей к нефтяному флюиду массе. Известно, что извлечение нефти зависит от вязкости нефти, коллекторных свойств вмещающих пород, режимов и методов интенсификации при эксплуатации залежи. Извлечение нефти составляет 30-70 по конечной нефтеотдаче. По России средний показатель КИН зафиксирован на уровне 33. В Казахстане добываемая нефть в основном высоковязкая,тяжелая и КИН в среднем составляет 30. Если учесть, что в РК порядка 70 нефти остается не извлеченной из недр, т.е. например, по прогнозам в 2015 г общая добыча нефти и газового конденсата составит 95,0 млн. тонн, не извлеченной нефти и газового конденсата останется 221,7 млн. тонн (Кабылдин К., Казмунайгаз делает ставку на развитие,// Казахстанская правда, 01.09.2011). По прогнозам в 2020 году уровень консолидированной добычи в РК может достигнуть 132 млн. тонн в год. В этой связи актуальным является повышение коэффициента извлечения нефти (КИН). Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена хромотограмма Кумкольской нефти до обработки, на фиг.2 - хромотограмма после резонансно-волнового воздействия на фиг.3 осциллограмма волновых колебаний при наложении двух частот, где а - суммарный сигнал после наложения частот, б - исходный сигнал из двух частот. Резонансно-волновое воздействие подразумевает равенство частот внешнего волнового воздействия и собственных частот колебаний больших молекул обрабатываемых объектов. Затраты энергии на деструкцию этих молекул в резонансном режиме на 2 порядка (в 100 раз) меньше, чем при волновой обработке известными способами. Более интенсивная деструкция молекул происходит в том случае, когда на нефтяной флюид воздействуют пакетом волн, состоящим по меньшей мере, из двух резонансных частот, при этом комбинируют электромагнитное излучение с ультразвуковым. В этом случае происходит наложение частот и спектр их воздействия расширяется. Так как состав нефтяного флюида неоднородный и включает молекулы углеводородов с различным количеством атомов,воздействие какой-то определенной частотой не дает значительного эффекта. Происходит деструкция только тех молекул,которые находятся в резонансе с данной частотой. Более крупные или более мелкие молекулы не подвергаются разрушению. А когда на нефтяной флюид воздействуют пакетом резонансных волн, то в результате их наложения расширяется спектр резонансных частот и усиливается колебательный импульс, передаваемый молекулам. При этом обеспечивается автоматический подбор соответствующей частоты к большей части молекул,приводящей к их разрушению. При использовании пакета волн, состоящего из трех резонансных частот и более, достигается более широкий охват молекулярного состава, образующего нефтяной флюид и происходит практически полное разложение тяжелых молекул углеводородов. На фиг. 3 представлены результаты осциллограммы,где при наложении двух разных частот образуется спектр колебаний, состоящий из большего количества частот. Способ реализуют следующим образом. Пример 1. Обработке подвергают Кумкольскую нефть,содержащую до 15 парафинов. Хромотограмма исходной нефти показана на фиг. 1. Применение резонансно-волнового воздействия позволило увеличить содержание бензина в нефти на 74, практически исчезли высокоплавкие парафины С 20-С 35. Время обработки составило 30 минут в лабораторных условиях,частота ультразвукового излучения 18 кГц, частота электромагнитного излучения 2,4 ГГц. Деструкция парафинов увеличивает содержание светлых фракций, что способствует снижению вязкости добываемой нефти и росту дебита. Коэффициент извлечения нефти увеличился до 34. Пример 2. На месторождении Караган в Актюбинской области на глубине 1400 м пластовая температура составляет 57 С, плотность при пластовом давлении 0,8218 г/см 3, дебит скважины 2 м 3/сут. Содержание парафина в нефти 1,38 мас. После резонансно-волнового воздействия с частотой 0,05 ГГц и частотой ультразвука 15 кГц дебит скважины увеличился до 12 м 3/сут. Затрубное давление поднялось с 1 атм. до 8 атм. Время воздействия составляло 20 часов. После обработки повышенный дебит скважины наблюдался в течении шести месяцев. Вязкость нефти снизилась на 8-10, что было достаточно в промысловых условиях увеличить дебит в 6 раз. В таблице 1 приведены справочные данные нефтей, содержащих значительное количество парафина и асфальто-смолистых веществ, для которых предлагаемый способ может быть применим с целью снижения их вязкости и повышения коэффициента извлечения нефти. Для более эффективного воздействия вокруг добывающей скважины образуют проколы и опускают в них излучатели для обработки близлежащей к нефтяному флюиду массе. Проколы в виде мелких скважин выполняют на расстоянии от 2 до 10 м и более от основной добывающей скважины. При этом достигается разжижение загустевшего нефтяного флюида в близлежащем массиве и повышение притока флюида к зумпфу насоса добывающей скважины. Предлагаемый способ значительно повышает эффективность обработки при извлечении обводненной нефти. Воздействие пакетом волн на воду при резонансе приводит к разрушению молекул воды. Выделяющийся при разложении воды водород взаимодействует со свободными радикалами, полученными при разложении тяжелых молекул углеводородов. В результате взаимодействия образуются молекулы светлых нефтепродуктов, что дополнительно снижает вязкость нефтяного флюида и повышает коэффициент извлечения нефти до 42. Таблица Справочные данные некоторых нефтей Нефть товарная с месторождения Кумколь Каламкас Каражанбас Караган Бузачи Северные Массовая Массовая доля смол доля селикагелевых,парафина,ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Резонансно-волновой способ повышения коэффициента извлечения нефти, включающий создание колебательного процесса в обрабатываемом нефтяном флюиде с помощью резонансно-волнового устройства в диапазоне частот до 10 ГГц, резонансных углеводородам обрабатываемого нефтяного флюида,отличающийся тем, что на нефтяной флюид воздействуют пакетом волн, состоящим по меньшей мере, из двух резонансных частот, при этом комбинируют электромагнитное излучение с Кинематическая вязкость при 20 С 8,0 111,7 262,4 при 40 С 16,9 178,3 ультразвуковым и регулируют частоту в зависимости от температуры нефтяного флюида. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют электромагнитное излучение частотой 0,05 - 10 ГГц для разрушения асфальтосмолистых соединений и ультразвуковое излучение частотой 520 кГц для разрушения парафиновых соединений. 3. Способ по п.п.1 и 2, отличающийся тем, что вокруг добывающей скважины образуют проколы и опускают в них излучатели для обработки близлежащей к нефтяному флюиду массе.