RU2208141C1

RU2208141C1 - Method of development of oil and gas-condensate deposits

Info

Publication number: RU2208141C1
Application number: RU2002128698/03A
Authority: RU
Inventors: А.В. Темерко
Original assignee: Темерко Александр Викторович
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2003-07-10

Abstract

FIELD: processes of increase of recovery factor of oil or other evaporated fluids from surface or offshore oil sources by stimulation of oil-bearing formations with high- frequency electric pulses. SUBSTANCE: method includes location of electromagnetic wave radiator in well and location together with it, or separately of high-frequency electric field electrode. Oil formation is stimulated at initial period with electromagnetic waves of superhigh frequency of 15-30 kHz or frequency of 0.04-15 Hz until partial heating of formation. After that, oil formation is stimulated and/or by high-frequency electric field, which is phased with electromagnetic and natural electric fields for provision of mutual induction of electromagnetic and electric fields, their resonance and change of mechanical and physical properties of oil formation. EFFECT: increased recovery factor of oil or other evaporated fluids from surface and offshore oil formations, higher reliability and technology safety, reduced cost of oil recovery and higher economic efficiency. 3 cl

Description

Изобретение относится к процессу увеличения степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных источников на земле или в море с помощью воздействия на нефтеносный пласт электрическими импульсами высокой частоты. The invention relates to a process for increasing the degree of extraction of oil or other vaporized liquids from oil sources on land or at sea by applying high frequency electrical pulses to the oil reservoir.

Из патентной литературы известен способ разработки газогидратной залежи путем превращения газа из твердого (газогидратного) состояния в газообразное в пласте, для чего пласт подвергают воздействию упругих колебаний звукового диапазона (см. Авторское свидетельство СССР 442287, 1974). From the patent literature, a method is known for developing a gas hydrate deposit by converting gas from a solid (gas hydrate) state to a gaseous one in a formation, for which the formation is subjected to elastic vibrations of the sound range (see USSR Author's Certificate 442287, 1974).

Известен способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений путем воздействия на продуктивный пласт упругими волнами. Воздействие осуществляют с частотой колебаний от 0,1 до 50 Гц, направленных перпендикулярно плоскости залегания пласта (см. Авторское свидетельство СССР 1153612, Е 21 В 43/14, 1994). A known method of developing oil and gas condensate fields by acting on the reservoir with elastic waves. The impact is carried out with a frequency of oscillations from 0.1 to 50 Hz, directed perpendicular to the bed plane of the formation (see USSR Author's Certificate 1153612, E 21 B 43/14, 1994).

Наиболее близким аналогом является способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений, включающий размещение излучателя и воздействие на нефтяной пласт электромагнитными волнами (см. патент РФ 2049912, 1995). The closest analogue is a method for the development of oil and gas condensate fields, including the placement of the emitter and the impact on the oil reservoir by electromagnetic waves (see RF patent 2049912, 1995).

Способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений включает размещение излучателя в нефтяных пластах и воздействие электромагнитными волнами с частотой, наиболее близкой к частоте нефтяного пласта. A method for developing oil and gas condensate fields involves placing an emitter in oil reservoirs and exposure to electromagnetic waves with a frequency closest to the frequency of the oil reservoir.

Способ отличается тем, что совместно с излучателем электромагнитных волн в нефтяном пласте размещают электрод ВЧ электрического поля, а в начальный период - 0,25-0,3 Т на нефтяной пласт воздействуют электромагнитными волнами различных диапазонов с последующим воздействием и/или ВЧ электрическим полем (излучением) с обеспечением возникновения резонанса с естественными электрическими полями в нефтяном пласте. The method is characterized in that, together with an emitter of electromagnetic waves, an HF electric field electrode is placed in the oil reservoir, and in the initial period 0.25-0.3 T, the oil layer is exposed to electromagnetic waves of various ranges with subsequent exposure and / or HF electric field ( radiation) with the emergence of resonance with natural electric fields in the oil reservoir.

ВЧ-излучение генерируют путем создания с помощью ВЧ-генератора, накопителя концентратора и электрода, с которого осуществляют ВЧ-излучение, при этом обеспечивают взаимную индукцию электрических и электромагнитных полей, воздействующую на нефтяной пласт и естественные электрические поля пласта и обеспечивающую возникновение в пласте продольных волн со скоростью 10-25 км/сек, изменяющих физико-химические свойства нефтяного пласта. RF radiation is generated by creating an RF generator, a hub concentrator and an electrode from which RF radiation is generated, while providing mutual induction of electric and electromagnetic fields acting on the oil reservoir and the natural electric fields of the reservoir and ensuring the generation of longitudinal waves in the reservoir at a speed of 10-25 km / s, changing the physico-chemical properties of the oil reservoir.

На нефтяной пласт воздействуют электромагнитными волнами диапазонов сверхвысокой частоты, частотами 15-30 кГц и частотами 0,01-15 Гц. The oil reservoir is affected by electromagnetic waves of the microwave ranges, frequencies of 15-30 kHz and frequencies of 0.01-15 Hz.

Достигаемый изобретением технический результат заключается в увеличении степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных пластов в земле или в море, в повышении надежности и безопасности технологии, а также в снижении себестоимости нефтедобычи и повышении экономической эффективности. The technical result achieved by the invention is to increase the degree of extraction of oil or other vaporized liquids from oil formations in the land or at sea, to increase the reliability and safety of technology, as well as to reduce the cost of oil production and increase economic efficiency.

Характерными особенностями заявляемого способа являются:
во-первых, воздействие непосредственно на продуктивный пласт в начальный период 0,25-0,3 Т поочередно электромагнитными волнами различных диапазонов с последующим воздействием и/или ВЧ электрическими полями и обеспечением возникновения резонанса с естественными электрическими полями;
во-вторых, обеспечивают взаимную индукцию ВЧ электрических и электромагнитных полей, воздействующую на нефтяной пласт и естественные электрические поля пласта и обеспечивающую возникновение в нем продольных волн со скоростью 10-25 км/сек, изменяющих физико-химические свойства нефтяного пласта;
в-третьих, на продуктивный пласт поочередно воздействуют электромагнитными волнами диапазонов сверхвысокой частоты, частотой 15-30 кГц и частотами 0,01-15 Гц;
в-четвертых, воздействие на пласт осуществляют через одну или две смежные скважины излучателем и электродом, обеспечивающим ВЧ электрическое поле.Typical features of the proposed method are:
firstly, the impact directly on the reservoir in the initial period of 0.25-0.3 T alternately with electromagnetic waves of various ranges, followed by exposure and / or HF electric fields and ensuring the occurrence of resonance with natural electric fields;
secondly, they provide mutual induction of high-frequency electric and electromagnetic fields, affecting the oil reservoir and the natural electric fields of the reservoir and ensuring the appearance of longitudinal waves in it at a speed of 10-25 km / s, changing the physicochemical properties of the oil reservoir;
thirdly, the productive formation is alternately exposed to electromagnetic waves in the microwave ranges of 15-30 kHz and frequencies of 0.01-15 Hz;
fourthly, the impact on the formation is carried out through one or two adjacent wells with a radiator and an electrode providing an RF electric field.

Воздействие на пласт электромагнитными волнами в начальный период 0,25-0,3 Т при напряжении 300-1500 вольт и мощности 10-20 кВт способствует частичному разогреву пласта, разрушению кристаллов газа и испарению воды, благодаря чему создается дополнительное давление на пласт. Последующее воздействие ВЧ электрическим полем, обладающее мощной проникающей способностью, обеспечивает охват больших объемов нефтяного пласта и вызывает значительное давление внутри пласта. The impact on the formation of electromagnetic waves in the initial period of 0.25-0.3 T at a voltage of 300-1500 volts and a power of 10-20 kW contributes to the partial heating of the formation, the destruction of gas crystals and the evaporation of water, which creates additional pressure on the formation. Subsequent exposure to the HF electric field, which has a powerful penetrating ability, provides coverage of large volumes of the oil reservoir and causes significant pressure inside the reservoir.

В составе нефти и ее производных присутствует особый материал, составляющий материальную основу в виде особых формирований из тяжелых и легких элементов. Такие формирования индуцировано распадаются под воздействием резонансных электромагнитных полей, создаваемых генераторами, увеличивая при этом полное энергосодержание углеводородов от десятков % до нескольких раз. В то же время при этом возможен и синтез материальных формирований, происходящий с выделением энергии, приводящей к изменению физико-химических свойств вещества, благодаря этому вязкость и плотность нефти изменяются в широких пределах. The composition of oil and its derivatives contains a special material that constitutes the material basis in the form of special formations of heavy and light elements. Such formations decay inducedly under the influence of resonant electromagnetic fields created by generators, while increasing the total energy content of hydrocarbons from tens of% to several times. At the same time, the synthesis of material formations is also possible, which occurs with the release of energy, leading to a change in the physicochemical properties of the substance, due to this the viscosity and density of oil vary over a wide range.

Концентрация дополнительной /свободной/ энергии приводит к изменению физико-химических характеристик практически всех веществ. The concentration of additional / free / energy leads to a change in the physicochemical characteristics of almost all substances.

С ВЧ-генератора сигналы определенной частоты до 1,0 МГц подаются в накопитель и при достижении требуемой плотности, в зависимости от физико-химических свойств обрабатываемого пласта, преобразуют в поток электронов, который подают в концентратор и далее ВЧ электрическое поле направляют на обрабатываемый пласт. From an RF generator, signals of a certain frequency up to 1.0 MHz are fed to the storage device and, when the required density is reached, depending on the physicochemical properties of the treated formation, they are converted into an electron stream, which is fed to the concentrator, and then the RF electric field is sent to the processed formation.

Генерируемое ВЧ электрическое поле, накладываемое на электромагнитные поля, обеспечивает взаимную индукцию электрических и электромагнитных полей, которые воздействуют на обрабатываемый пласт и обеспечивают возникновение в них продольных волн со скоростью 10-25 км/сек, изменяющих физико-химические свойства пласта. The generated HF electric field superimposed on electromagnetic fields provides mutual induction of electric and electromagnetic fields that act on the treated formation and ensure that longitudinal waves appear in them at a speed of 10-25 km / s, which change the physicochemical properties of the formation.

Воздействие на пласт осуществляют через одну или две и более смежные скважины излучателем электромагнитных волн и электродом ВЧ электрического поля после погружения в пласт, возникающее при этом испарение воды создает дополнительное давление пара на пласт. The impact on the formation is carried out through one or two or more adjacent wells by an emitter of electromagnetic waves and an HF electrode of an electric field after immersion in the formation, the resulting evaporation of water creates additional vapor pressure on the formation.

Воздействие на пласт инфранизкими частотами: 0,01-15 Гц, напряжением 300-1500 вольт и мощностью 10-20 кВт в начальный период способствует предварительному разогреву пласта, разрушению кристаллов газа и испарению воды, создавая дополнительное давление на пласт, а также возникновению резонанса в пласте, которые способствуют вытеснению нефти в скважину. The impact on the formation with infralow frequencies: 0.01-15 Hz, voltage 300-1500 volts and power 10-20 kW in the initial period promotes the preliminary heating of the formation, destruction of gas crystals and evaporation of water, creating additional pressure on the formation, as well as the occurrence of resonance in formation, which contribute to the displacement of oil into the well.

В основу принципа работы нефтедобывающей установки положен принцип резонанса, во-первых, при непосредственном воздействии на нефтяной пласт электромагнигными волнами в первый период (0,25-0,3 Т) воздействия, электромагнитные волны сфазированы с естественным электрическим полем по фазе воздействия, причем каждой скважине на нефтяном месторождении соответствует только ей данное естественное электрическое поле, зависящее только от точки расположения данной скважины на поверхности Земли. На втором этапе - этапе воздействия и/или ВЧ электрическим полем, которое также сфазировано с естественным электрическим полем и электромагнитными волнами от широкополосного усилителя мощности, погруженного в нефтяной пласт. The principle of operation of an oil production unit is based on the principle of resonance, firstly, with direct exposure to an oil reservoir by electromagnet waves in the first period (0.25-0.3 T) of exposure, electromagnetic waves are phased with a natural electric field in the phase of exposure, each a well in an oil field corresponds only to it with a given natural electric field, depending only on the location of this well on the Earth's surface. At the second stage - the stage of exposure and / or the HF electric field, which is also phased with a natural electric field and electromagnetic waves from a broadband power amplifier immersed in the oil reservoir.

Сигналы от датчика электрического поля, расположенного на корпусе выходного широкополосного усилителя мощности, погруженного в нефтяной пласт, и датчика на электроде с которого осуществляют ВЧ-излучение, поступают в блок управления режимами работы и производят фазирование генераторов сигналов: СВЧ, ультразвукового, инфранизкочастотного и ВЧ-генератора. The signals from the electric field sensor located on the housing of the output broadband power amplifier immersed in the oil reservoir, and the sensor on the electrode from which the RF radiation is transmitted, enter the control unit of the operating modes and phase the signal generators: microwave, ultrasonic, infra-low-frequency and high-frequency generator.

Генераторы по сигналам датчиков формируют сигналы положительной полярности соответственно для положительной полярности полупериода сигнала естественного электрического поля, соответствующего данной скважине и меняющегося по определенному закону, а для отрицательной полярности полупериода сигнала естественного электрического поля генераторы формируют сигналы отрицательной полярности. The generators from the signals of the sensors generate signals of positive polarity, respectively, for the positive polarity of the half-period of the signal of the natural electric field corresponding to a given well and changing according to a certain law, and for the negative polarity of the half-period of the signal of the natural electric field, the generators generate signals of negative polarity.

В зависимости от режима работы установки, задаваемого программой в блоке управления режимами, сигналы генераторов, соответствующие данному режиму, через коммутатор и кабели-тросы поступают в блок выходного широкополосного усилителя мощности и концентратора с электродом ВЧ электрического поля, где он усиливается до уровня заданного регулятором мощности и излучается в нефтяной пласт. Depending on the operating mode of the installation specified by the program in the mode control unit, the generator signals corresponding to this mode, through the switch and cable cables, enter the block of the output broadband power amplifier and hub with an RF electric field electrode, where it is amplified to the level specified by the power regulator and radiated into the oil reservoir.

При этом происходит объемный разогрев нефти и парафинов в пределах электромагнитного поля, создаваемого излучателем на первом этапе (0,25-0,3 Т), а затем в расширенном и углубленном объеме воздействия ВЧ-излучения. In this case, volumetric heating of oil and paraffins occurs within the electromagnetic field created by the emitter at the first stage (0.25-0.3 T), and then in the expanded and in-depth volume of exposure to RF radiation.

Происходят испарение и расщепление молекул воды на водород и кислород, расщепление гидратных газов, содержащихся в продуктивном пласте. Взаимная индукция воздействующих и естественного электрических полей, совпадающих по фазе, создает явление резонанса. Разогретая нефть и парафины двигаются по трубе в скважине и способствуют разогреву и выводу наружу парафинов, осевших на стенках труб. Evaporation and decomposition of water molecules into hydrogen and oxygen, decomposition of hydrated gases contained in the reservoir occur. The mutual induction of acting and natural electric fields that coincide in phase creates a resonance phenomenon. Heated oil and paraffins move through the pipe in the well and contribute to the heating and outflow of paraffins deposited on the pipe walls.

Предлагаемая технология воздействия на продуктивный пласт способствует увеличению нефтедобычи даже на нерентабельных скважинах без применения принудительной откачки, то есть способом фонтанирования. The proposed technology for impacting the reservoir helps to increase oil production even in unprofitable wells without the use of forced pumping, that is, the method of gushing.

Пример реализации способа разработки нефтегазоконденсатных месторождений
Использование изобретения осуществлялось на двух скважинах с высокой вязкостью пласта, на двух скважинах с эмульсией и одной скважине с высоким содержанием парафина.An example implementation of the method of developing oil and gas condensate fields
The use of the invention was carried out in two wells with a high viscosity of the reservoir, in two wells with an emulsion and one well with a high paraffin content.

На первых двух скважинах наблюдалось снижение вязкости на 32%, на вторых двух скважинах - снижение вязкости произошло на 15-20%, в скважине с высоким содержанием парафина вязкость снизилась на 15%, а уменьшение по проценту парафина составило 15%. In the first two wells, a decrease in viscosity of 32% was observed, in the second two wells, a decrease in viscosity occurred by 15-20%, in a well with a high paraffin content, the viscosity decreased by 15%, and a decrease in percentage of paraffin was 15%.

По результатам проверки дебит жидкости скважин до обработки предлагаемой технологией составлял 52 т/сутки, а после - 89 т/сутки, т.е. увеличился на 27 т/сутки (58%). According to the results of the check, the liquid flow rate of the wells before treatment with the proposed technology was 52 tons / day, and after - 89 tons / day, i.e. increased by 27 tons / day (58%).

Claims

1. A method of developing oil and gas condensate fields, comprising placing an emitter of electromagnetic waves in a well and, together with it, or separately, a high frequency electric field electrode and impacting the oil formation in the initial period by ultra-high frequency electromagnetic waves, a frequency of 15-30 kHz and a frequency of 0.01-15 Hz until the reservoir is partially heated, after which the oil reservoir is exposed to and / or a high-frequency electric field, which is phased with electromagnetic and natural electric fields, provide zaimnuyu electromagnetic induction and electric field, their resonance and the change of physico-mechanical properties of the oil reservoir.

2. The method according to p. 1, characterized in that the high-frequency radiation of the electric field is generated using a high-frequency generator, an electron storage device, their concentrator and an electrode for a high-frequency electric field, and by mutual induction of an electromagnetic, electric and natural electric field, they ensure the occurrence in the oil reservoir longitudinal waves at a speed of 10-25 km / s.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the oil formation is affected by electromagnetic waves at a voltage of 300-1500 V and a power of 10-20 kW.