UA152847U - Спосіб перетворення енергії пластових речовин у електричну енергію - Google Patents

Abstract

Спосіб перетворення енергії пластових речовин у електричну енергію включає розміщення двох електродів з різнорідними фізико-хімічними властивостями поверхонь, які мають між собою проміжок, що заповнений електролітом з нелінійними анізотропними властивостями. При цьому використовують електроліти пластової породи, в тому числі утворені під час розробки родовищ, для чого здійснюють відповідні дослідження вмісту цих електролітів, за результатами обробки яких розділюють обсадну колону свердловини гідропіскоструминними різаками, фіксаторами, діелектричними розділювачами на окремі ділянки, при цьому як основу електродів використовують внутрішнє обладнання свердловин.

Description

Корисна модель належить до способів отримання електроенергії альтернативними способами за рахунок використання підземного обладнання свердловин та хімічної енергії пластових речовин.

Виснаження газових та нафтових родовищ, вплив продуктів горіння вуглеводневих речовин на зовнішнє середовище і планетарні кліматичні зміни примушують до пошуку нових альтернативних джерел та способів отримання електричної енергії. За таких умов великі виробничі та наукові потужності газонафтовидобувної галузі втрачають свою актуальність і будуть поступово випадати із світової економіки, що відкриває додаткові стимули до пошуку способів створення альтернативної енергетики на основі вивільнених виробничих ресурсів.

Один з напрямків альтернативних способів отримання електроенергії - використання природних електролітів.

Відомий спосіб перетворення енергії хімічної у електричну (патент КО Мо 2204184, МПК

НОМ 14/00, НО1ТМ 66/38, публ. 10.05.2003 Бюл. Мо 13), за яким генерація змінного електричного струму здійснюється за рахунок обертання елементів пристрою у магнітному полі. Цей спосіб підходить до невеликих пристроїв з відносно малими струмами і не дозволяє працювати з великими масивами електролітів.

Найбільш близьким до запропонованого є спосіб термоелектричного перетворення енергії (патент КО Мо 2216828, МПК НОМ 14/00, НОТІ 35/00, публ. 27.06.2003 Бюл. Мо 18), за яким термоелектричне перетворення енергії відбувається за рахунок розміщення двох електродів з різнорідними фізико-хімічними властивостями поверхонь, які мають проміжок, який заповнюють електролітом у вигляді струмопровідної рідини з нелінійними анізотропними властивостями.

Але в цьому способі не враховуються складні процеси електричної дисоціації пластових електролітів, особливості будови свердловин та відбирання електроенергії.

Задачею корисної моделі є отримання електричної енергії за рахунок використання альтернативних джерел енергії, шляхом перетворення хімічної енергії пластових речовин в електричну за допомогою підземного обладнання свердловин.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що окремі ділянки та навіть цілі пласти мають різні електричні потенціали, які обумовлені вмістом природних електролітів з різними властивостями та різної потужності. За умови розділення цих ділянок діелектричними

Зо розділювачами та знімання різниці цих потенціалів отримується електричний струм.

Суть запропонованого способу полягає в тому, що спочатку здійснюють дослідження вмісту електролітів у пластовій породі, обробляють та аналізують результати цих досліджень, визначають окремі ділянки. Розділюють обсадну колону свердловини гідропіскоструминними різаками, фіксаторами, діелектричними розділювачами на окремі ділянки. Як основу електродів використовують внутрішнє обладнання свердловин, а саме металеві стінки обсадної колони свердловини, дроти та пакери-фіксатори. За рахунок з'єднання ділянок з різними електричними потенціалами отримується напруга і знімається електричний струм.

Технічним результатом від використання запропонованого способу є отримання електричної енергії за рахунок нових альтернативних джерел пластових енергетичних геопотенціалів земних порід природного та техногенного походження, що дозволяє вирішити проблему енергопостачання в умовах нестачі електроенергії, яка отримується традиційним шляхом. Це дозволяє вирішити питання з використання відпрацьованої нафтогазовидобувної інфраструктури як діючих, так і повністю виснажених родовищ, забезпечити раціональне використання природних ресурсів, наукових напрацювань та виробничих потужностей газовидобувних підприємств, організувати ефективний моніторинг екологічних ризиків відпрацьованої газовидобувної інфраструктури виснажених родовищ, сприятиме розбудові енергетичної незалежності та сталого розвитку енергетики України.

Спосіб використовується таким чином:

Для застосування даного способу проводять дослідження вмісту електролітів у пластовій породі (в тому числі від техногенного впливу людини на пласт під час розробки родовищ), для визначення складу електроліту та потужностей покладів електричних потенціалів пластових електролітів. За результатами досліджень відбувається розділення обсадної колони гідропіскоструминними різаками, фіксаторами, діелектричними розділювачами на окремі ділянки з яких, за допомогою дротів та пакерів-фіксаторів, знімається різниця потенціалів та отримується електричний струм. При цьому за результатами аналізу геологічних даних залягання порід, які були отримані під час розвідки і розробки родовищ, та за результатами аналізу промислових даних техногенного обводнення пластів і зміни мінералізації пластового флюїду будується геологічна електролітична карта енергетичного родовища, на основі якої отримується електричний струм електролітичного походження. Можливе використання груп бо існуючих газових чи нафтових свердловин у комплексі із модернізованими чи новими спорудженими свердловинами за принципами видобування енергії.

У таких випадках вибрані свердловини поєднуються в електричну мережу через перемикачі та перетворювачі за послідовною, паралельною чи іншою технологічною схемою в залежності від завдань до цього енергетичного кластеру - генерації постійного та змінного струму збільшеної напруги чи сили струму, ремонт чи контрольно відновлювальний цикл для електролітів та інше.

Інтенсифікація чи відновлення властивостей пластових електролітів можуть здійснюватися за допомогою відомих газовидобувних технологій (ГРП, перфорація, кислотні обробки) чи відомих електротехнічних технологій (контрольно тренувальний цикл електролітів), чи додаткових нових спеціальних технологій вузької спрямованості.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб перетворення енергії пластових речовин у електричну енергію, що включає розміщення двох електродів з різнорідними фізико-хімічними властивостями поверхонь, які мають між собою проміжок, що заповнений електролітом з нелінійними анізотропними властивостями, який відрізняється тим, що використовують електроліти пластової породи, в тому числі утворені під час розробки родовищ, для чого здійснюють відповідні дослідження вмісту цих електролітів, за результатами обробки яких розділюють обсадну колону свердловини гідропіскоструминними різаками, фіксаторами, діелектричними розділювачами на окремі ділянки, при цьому як основу електродів використовують внутрішнє обладнання свердловин.