Uploaded byivanov156w2w221q
125 views

28517p

Документ описывает способ добычи вязкой нефти, который включает использование звуковых волн для увеличения текучести нефти в скважине и нефтеносном слое. Этот метод позволяет управлять насыщенностью и направленным массопереносом нефти, что улучшает эффективность добычи. Инновация заключается в применении как симметричных, так и асимметричных сломанных волн, а также введении физически и химически активных компонентов для повышения температуры и снижения вязкости нефти.

Embed presentation

Download to read offline
РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН (19) KZ (13) B (11) 28517 (51) E21B 43/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21) 2012/2014.1 (22) 15.09.2011 (45) 15.05.2014, бюл. №5 (31) u 201011270 (32) 21.09.2010 (33) UA (85) 12.12.2012 (86) PCT/UA2011/000086, 15.09.2011 (72) БАЖАЛ, Анатолий Гнатович (UA) (73) Барак Александр Мотелевич (RU); Бажал Анатолий Гнатович (UA) (74) Шабалина Галина Ивановна; Шабалин Владимир Иванович; Кучаева Ирина Гафиятовна (56) SU 1701896 A1 30.12.1991 RU 2196888 C2 20.01.2003 RU 2089726 C1 10.09.1997 US 4598391A 01.07.1986 EA 012931 B1 26.02.2010 EA 200701016 A1 26.10.2007 (54) СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВЯЗКОЙ НЕФТИ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи полезных ископаемых, в первую очередь нефти через скважины, преимущественно вязкой нефти. Способ добычи нефти включает раскрытие слоя полезного ископаемого скважинами, подачу в скважину жидкости, воздействие на жидкость волнами определенной структуры с передачей их по жидкостному волноводу в скважине с последующим поворотом от волнового отражателя в нефтеносный слой, причем на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия), или асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения). Техническим результатом является обеспечение текучести нефти как в нефтеносном слое на месте их залегания, так и в скважине, а также управление насыщенностью и направленным массопереносом нефти в нефтеносных слоях, что делает возможным прибыльный режим добычи вязкой нефти. (19)KZ(13)B(11)28517
28517 2 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи полезных ископаемых, в первую очередь, нефти через скважины, преимущественно вязкой нефти. Как известно в мире сокращаются запасы легкой нефти, поэтому добыча вязкой нефти, запасы которых велики, является актуальной в настоящее время. Следует отметить, что процесс добычи вязкой нефти очень сложен в первую очередь из-за физико- химических свойств вязкой нефти. Для того чтобы добыть вязкую нефть, в первую очередь необходимо обеспечить текучесть нефти. В этом направлении ведутся разработки новых способов добычи нефти. Одним из таких способов добычи вязкой нефти является термический метод. Известен способ добычи вязкой нефти с использованием технологии внутрипластового горения, который применяется на месторождении Каражанбас, которое является одним из крупнейших месторождений вязкой нефти («Внедрение технологии влажного внутрипластового горения на месторождении Каражанбас», М.Ж. Селимгереев, Н.Н. Червяков В.А., Симонов, К.Т. Тулешов, E.I. Нафтова и газовая промышленность», серия «Разработка нефтяных месторождений и методы повышения нефтеотдачи»; №10, М.1991.с.23.). Способ основан на тепловом влиянии на слой в результате внутрипластового горения нефти, при котором в скважину подают воздух или кислород, а между скважинами создается фильтрационная связь через каверны. Таким образом, в межскважинном пространстве обеспечивается горение нефти по поверхностям, повышение температуры, снижение вязкости и повышение текучести нефти в производительном коллекторе. Недостатком данного способа является сложность процесса, высокая стоимость, а также низкая надежность и малая эффективность, что обусловлено нестабильностью температуры горения для снижения вязкости нефти, что ведет к слишком низкой производительности добычи нефти и делает этот способ нецелесообразным. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ добычи нефти за счет повышения проницаемости горных пород на месте залегания (А.с. СССР №1240112, Е21В43/28, 1983г.). Способ включает раскрытие слоя полезного ископаемого скважинами, подачу в скважину жидкости. На жидкость воздействуют ударными волнами определенной структуры с передачей их по жидкостному волноводу в скважине с последующим поворотом от волнового отражателя в нефтеносный слой. Данный способ обеспечивает добычу легкой нефти, но существенным недостатком способа является то, что структура волн не влияет на текучесть вязкой нефти, в результате чего применение способа для добычи вязкой нефти становится невозможным. Задачей изобретения является создание такого способа добычи вязкой нефти, в котором путем обеспечения текучести нефти достигается прибыльный режим добычи. Поставленная задача решается тем, что в известном способе добычи нефти, который включает раскрытие слоя полезного ископаемого скважинами, подачу в скважину жидкости, воздействие на жидкость волнами определенной структуры с передачей их по жидкостному волноводу в скважине со следующим поворотом от волнового отражателя в нефтеносный слой, согласно изобретению на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия), или асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения). Причем скважины могут быть расположены кустовым или рядным способом на расстоянии досягаемости волнового поля. Кроме того, воздействие волнами могут осуществлять на центральную скважину либо на окружающие скважины, либо одновременно на все скважины. Целесообразно выбирать частотный спектр волн исходя из минимальных потерь энергии волн в направлении от устья скважины к зоне перфорации, дальше к расчетному расстоянию вдоль радиуса от скважины в нефтеносный слой. Причем напротив каждого раскрытого скважиной нефтеносного слоя располагают, по крайней мере, один отражатель волн. Кроме того, отражательную способность отражателей волн увеличивают от устья к забою на каждом следующем отражателе. Целесообразно выбирать форму волны в затрубном пространстве соответствующей закону падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве нефтеносного слоя, а форму волн в трубном пространстве - соответствующей синусоидальному закону. Причем, интенсивность низкоамплитудного волнового влияния в зависимости от подведенной мощности выбирают выше критического значения числа Рейнольда. Кроме того, амплитуду волнового давления растяжения-сжатия высокоамплитудного волнового влияния на жидкость выбирают из условия, при котором волновая нагрузка на единичную молекулярную связь превышает прочность этой связи: ],[q n E a V Р XB ХВ >⋅= где РХВ - волновое давление в жидкости, отнесенное к одинарной молекулярной связи; а - скорость волны в жидкости (вязкой нефти); Е - модуль упругости жидкости;
28517 3 [q] - сила разрыва одинарной молекулярной связи (вязкой нефти), близкая (5-6)·10-10 кг на одну молекулярную связь; VХЕ - скорость частиц в волне, которая излучается в вязкую нефть; n - количество молекулярных связей в единице площади вязкой нефти. Целесообразно выбирать длину и форму волны, излучаемой из скважины в околоскважинное пространство нефтеносного слоя, из условия обеспечения волнового согласования излучающего участка скважины с окружающей ее горной средой в соответствии с соотношением pBaBFB = pKaKFK где рВ, рК- плотность соответственно среды излучателя и нефтеносного слоя; aВ, аК- скорость упругой волны соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя; FB, FK- площадь поверхности, которую в каждый момент времени пересекает волна соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя перпендикулярно направлению скорости волнового движения. Кроме того, в затрубное пространство вводят физически и химически активные компоненты жидкости. Благодаря тому, что на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия), или асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения), обеспечивается изменение физико- химических свойств вязкой нефти с помощью волновых полей и достигается текучесть вязкой нефти на месте её залегания и в скважине, а также обеспечивается направленный массоперенос нефти вдоль радиуса к скважине и дальше в скважине к ее устью. Скважины можно располагать кустовым или рядным способом на расстоянии досягаемости волнового поля, а влияние волн осуществлять на центральную скважину либо на окружающие скважины, либо одновременно на все скважины в зависимости от физико-химических свойств нефти конкретного месторождения. При этом, когда центральная скважина выполняет функции излучателя волн для всего куста скважин, окружающие скважины не оборудуют генераторами волн и располагают вокруг центральной скважины на расстоянии досягаемости волнового поля, излучаемого центральной скважиной. Но при наличии очень вязкой нефти скважины меняются функциями - окружающие скважины оборудуют генераторами волн, а из центральной скважины откачивают нефть без оборудования ее генераторами волн. В наиболее сложном случае особо вязкой нефти все скважины целесообразно оборудовать генераторами волн и одновременно обеспечить откачку нефти через все работающие скважины. Кроме того, для добычи нефти битумной консистенции в затрубное пространство целесообразно вводить физически и химически активные компоненты жидкости, которые повышают температуру нефтеносного слоя (коллектора) до расчетной, что обеспечивает текучесть нефти битумной консистенции и необходимую десорбцию коллектора. Частотный спектр волн выбирают из минимальных потерь энергии волн в направлении от устья скважины к зоне перфорации, дальше к расчетному расстоянию вдоль радиуса от скважины в нефтеносный слой, при этом целесообразно, чтобы потери энергии волн не превышали 50-70% от начального значения энергии каждой волны, что обеспечивает оптимальное использование энергии волн и максимальное расстояние между скважинами и уменьшение объемов бурения. Благодаря тому, что напротив каждого раскрытого скважиной нефтеносного слоя располагают, по крайней мере, один отражатель волн, излучаемые в затрубное пространство продольно осевые волны поворачивают отражением вдоль направления каждого раскрытого скважиной нефтеносного слоя, что обеспечивает поворот вектора скорости частиц в волне с осевого направления на радиальное и способствует текучести вязкой нефти на месте её залегания и управляемому массопереносу нефти в нефтеносном слое. На мощных нефтеносных слоях таких отражателей может быть расчетное количество на каждом. Благодаря тому, что отражательную способность отражателей волн увеличивают от устья к забою на каждом следующем отражателе, обеспечивают расчетное порционное излучение энергии волны в каждый нефтеносный слой при перемещении волны в затрубном пространстве от устья к забою скважины. Благодаря тому, что форму волны в затрубном пространстве выбирают соответствующей закону падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве нефтеносного слоя, а форму волны в трубном пространстве выбирают соответствующей синусоидальному закону, достигают полное использование энергии волн в нефтеносном слое и текучесть вязкой нефти, а также управляемый массоперенос нефти вдоль радиуса к скважине и дальше в скважине к ее устью. Интенсивность низкоамплитудного волнового влияния в зависимости от подведенной мощности выбирают выше критического значения числа Рейнольда, благодаря чему в режиме созданной волнами турбулентности в жидкой среде инициируются и активируются следующие явления, такие как микропотоки, кавитация, что обеспечивает на макроуровне возникновение сил инерции и сил трения, достаточных для разрыва молекулярных связей и снижения на этой основе молекулярного веса и вязкости жидкости до расчетных величин, которые обеспечивают необходимую текучесть вязкой нефти в режиме тиксотропности и холодного крекинга вязкой нефти.
28517 4 Для обеспечения текучести вязкой нефти в режиме растяжения - сжатия амплитуду высоко амплитудного волнового влияния на жидкость выбирают из условия, при котором волновая нагрузка на единичную молекулярную связь превышает прочность этой связи: ],[q n E a V Р XB ХВ >⋅= где РХВ- волновое давление в жидкости, отнесенное к одинарной молекулярной связи; а - скорость волны в жидкости (вязкой нефти); Е - модуль упругости жидкости; [q] - сила разрыва одинарной молекулярной связи (вязкой нефти), близко (5-6)·10-10 кг на одну молекулярную связь; VХВ - скорость частиц в волне, которая излучается в вязкую нефть; n - количество молекулярных связей в единице площади вязкой нефти. Для обеспечения полной передачи энергии волн из скважины в окружающую среду нефтеносного слоя волну излучают из скважины в околоскважинное пространство нефтеносного слоя при условии обеспечения волнового согласования излучающего участка скважины с окружающей ее горной средой в соответствии с соотношением значений их волнового сопротивления: pBaBFB = pKaKFK где рВ, рK- плотность соответственно среды излучателя и нефтеносного слоя; аВ, аK- скорость упругой волны соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя; FB, FK- площадь поверхности, которую в каждый момент времени пересекает волна соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя перпендикулярно направлению скорости волнового движения. Для уменьшения вязкости нефти и обеспечения десорбции в нефтеносном слое в центральную скважину кустового или рядового блока скважин через затрубное пространство можно вводить химически и физически активные жидкости одновременно с излучением волн до появления жидкостей в окружающих скважинах. Причем физически и химически активные компоненты жидкости могут вводить переодически или постоянно через затрубное пространство в зависимости от степени вязкости нефти. Таким образом, способ обеспечивает текучесть нефти как в нефтеносном слое на месте ее залегания, так и в скважине, а также управление насыщенностью и направленным массопереносом нефти в нефтеносных слоях, что делает возможным прибыльный режим добычи вязкой нефти. Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на Фиг.1 приведена схема оборудования скважины для добычи вязкой нефти из нескольких нефтеносных слоев с помощью волновых полей, на Фиг.2 приведена кустовая схема расположения скважин при добыче вязкой нефти волновыми полями, на Фиг.3 приведена схема волновых движений в трубном и затрубном пространствах взаимодействующих скважин добывающего технологического куста, на Фиг.4 приведено сопоставление закона падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве и форму волны в затрубном пространстве. Способ добычи вязкой нефти осуществляют следующим образом. Производительный коллектор 1 вязкой нефти, представленный несколькими прослойками, раскрывают скважиной и устанавливают обсадную колонну 2 (Фиг.1, Фиг.2). В середине обсадной колонны 2 опускают став насосно - компрессорных труб 3, закрепленный на фонтанной арматуре 4, нижним торцом установленный на устье обсадной колонны 2. На верхнем торце фонтанной арматуры 4 устанавливают генераторы волн 5 для излучения волн в трубное пространство и генераторы волн 6 для излучения волн в затрубное пространство. Стрелками отмечены направления скорости волнового движения в нефти в трубном, затрубном пространстве и за пределами обсадной колонны 2 (Фиг.1, Фиг.3). Фонтанную арматуру 4 обеспечивают отводами 7, 8 и 9 для сброса жидкой нефти и для закачки физически и химически активных реагентов в производительный слой. Отражение волн осевого направления на направление вдоль радиуса в нефтеносном слое обеспечивают отражателями 10, смонтированными на муфтах насосно - компрессорных труб. Напротив отражателей волн в околоскважинном пространстве устанавливают волновой согласователь 11. Оборудованные скважины 12 располагают по кустовой схеме или рядной схеме (Фиг.2). Отражатели волны 10 в скважинах кустовой технологической схемы располагают на одном уровне в плоскости каждого нефтеносного слоя (Фиг.3). Геометрическая форма 13 направленного излучения волн в нефтеносный слой показана на Фиг.1. Форму волны 15 обеспечивают соответствующей закону затухания градиента депрессии в околоскважинном пространстве 14, как представлено на Фиг.4. Форму волны и другие параметры обеспечивают в генераторе волн. Нефтеносный слой 1 раскрывают скважинами и оборудуют обсадными колоннами 2 (Фиг.1). На устье скважины на обсадной колонне 2 монтируют фонтанную арматуру 4, на нижнем фланце которой подвешивают став насосно-компрессорных труб 3. Для запуска способа в работу через отводы 7, 8, 9 осуществляют заполнение скважины буферной жидкостью, например, легкой нефтью. После заполнения жидкостью в столбе жидкости в скважине создают избыточное статическое давление. При достижении заданного уровня избыточного статического давления, в скважине включают генераторы волн 5 и 6 и генерируют в столбе жидкости и дальше в столбе нефти волны заданной структуры, а именно: на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия) или
28517 5 асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения), причем форма волны в затрубном пространстве отвечает форме закона падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве (Фиг.4), а форма волны в трубном пространстве отвечает синусоидальному закону. Кроме того, частотный спектр волн выбирают из условий минимальных расходов энергии волн в направлении от устья скважины к зоне перфорации и дальше до расчетного расстояния вдоль радиуса от скважины в производительный нефтеносный слой из расчета потерь энергии волн не более 50-70% от начального значения энергии каждой волны. Причем скважины располагают кустовым или рядным способом, где центральная скважина выполняет функции излучателя волн для всего куста скважин, в то время как окружающие скважины не оборудуют генераторами волн и располагают вокруг центральной скважины на расстоянии досягаемости волнового поля, излучаемого центральной скважиной, но при наличии очень вязкой нефти скважины меняются функциями - окружающие скважины оборудуют генераторами волн, а из центральной скважины откачивают нефть без ее оборудования генераторами волн, а в наиболее сложном случае слишком вязкой нефти все скважины оборудуют генераторами волн и одновременно все работают на откачку нефти, кроме того, для добычи нефти битумной консистенции центральную скважину используют для волновой закачки физически и химически активных веществ, которые повышают температуру коллектора до расчетной, что обеспечивает текучесть нефти битумной консистенции и необходимую десорбцию нефтеносного слоя. Волны, распространяясь вдоль скважины от устья к забою в затрубном пространстве, отражаются на волновых отражателях 10 напротив каждого нефтеносного слоя 1 с обеспечением поворота вектора скорости волнового движения с осевого в скважине к радиальному в нефтеносном слое (геометрическая форма волны 13, Фиг.1). Отражатели 10 имеют переменную на протяжении скважины способность отражения с целью обеспечения поворота вектора скорости волнового движения из осевого направления на радиальное при расчетном порционном излучении энергии волны в каждый нефтеносный слой при перемещении волн по затрубному пространству от устья к забою скважины. Для полной передачи энергии волн из скважины в коллектор обеспечивают волновое согласование жидкостного и породного волноводов. Кроме того, интенсивность низкоамплитудного волнового влияния в зависимости от подведенной мощности выбирают выше критического числа Рейнольда, при котором в режиме, созданной волнами турбулентности, в жидкостной среде инициируются и активизируются последующие явления, такие как микропотоки, кавитация, которые обеспечивают на макроуровне возникновение сил инерции и сил трений, достаточных для разрыва молекулярных связей и снижения на этой основе молекулярного веса и вязкости жидкости до расчетных величин, которые обеспечивают необходимую текучесть вязкой нефти. Амплитуду волнового растяжения - сжатия высокоамплитудного волнового влияния на жидкость выбирают из условия, при котором волновая нагрузка на единичную молекулярную связь превышает прочность этой связи. При кустовом размещении скважин 12 (как показано на Фиг.2) в зависимости от уровня вязкости нефти волны излучают в нефтеносный слой из центральной скважины, а периферийные скважины служат для откачки нефти, или наоборот - периферийные скважины оборудуют генераторами волн, а через центральную скважину осуществляют откачку нефти. При слишком высоком уровне вязкости нефти все скважины оборудуют генераторами волн, и все они одновременно служат для откачки разжиженной волнами нефти. Кроме того, волновое разжижение нефти в трубном пространстве способствует фонтанному режиму добычи нефти. При несимметричном волновом влиянии на нефть как в коллекторе, так и в скважине задействуется механизм направленного волнового массопереноса жидкости - массопереноса бегущим перепадом давления в волне в направлении вектора скорости волнового движения. Такой режим может двигать нефть в заданном направлении, в том числе и поднимать к устью в скважине (Фиг.3). Если пластовое давление недостаточное для режима фонтанирования, скважина может быть оборудована насосом, в первую очередь наиболее эффективным винтовым - трубное пространство свободное для этого. После включения генераторов волн заполненная буферной жидкостью скважина начинает излучать в окружающий скважину нефтеносный слой с вязкой нефтью волны расчетной структуры. Нефть в нефтеносном слое разжижается и волновым перепадом давления переносится в направлении к окружающим скважинам технологического куста. Скважины начинают заполняться разжиженной нефтью и начинает работать пластовое давление, которое поднимает нефть к устью на слив. Режим добычи нефти выбирают по максимальному дебиту скважины при постоянном излучении волн центральной скважины, периферийных скважин, или из всех скважин технологического куста одновременно. Режим регулируют вентилями 7, 8, 9 (Фиг. 1). В отдельных случаях добычи нефти битумной консистенции возникает потребность поднятия температуры пласта. С этой целью в затрубное пространство через вентиль 7 в строго нормируемом количестве вводят химически активные вещества, которые повышают температуру нефтеносного слоя до расчетной, что обеспечивает текучесть нефти битумной консистенции и необходимую десорбцию коллектора.
28517 6 Таким образом, способ обеспечивает текучесть нефти как в нефтеносном слое на месте ее залегания, так и в скважине, а также управление насыщенностью и направленным массопереносом нефти в нефтеносных слоях, что делает возможным прибыльный режим добычи вязкой нефти. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ добычи нефти, который включает раскрытие слоя полезного ископаемого скважинами, подачу в скважину жидкости, воздействие на жидкость волнами определенной структуры с передачей их по жидкостному волноводу в скважине с последующим поворотом от волнового отражателя в нефтеносный слой, отличающийся тем, что на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия) или асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скважины располагают кустовым или рядным способом на расстоянии досягаемости волнового поля. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что влияние волн осуществляют на центральную скважину, либо на окружающие скважины, либо одновременно на все скважины. 4. Способ по п.п.1-3, отличающийся тем, что частотный спектр волн выбирают из минимальных потерь энергии волн в направлении от устья скважины к зоне перфорации дальше на расчетное расстояние на протяжении радиуса от скважины в нефтеносный слой. 5. Способ по п.п.1-4, отличающийся тем, что напротив каждого раскрытого скважиной нефтеносного слоя располагают, по крайней мере, один отражатель волн. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отражательную способность отражателей волн увеличивают от устья к забою на каждом следующем отражателе. 7. Способ по п.п.1-6, отличающийся тем, что форму волны в затрубном пространстве выбирают соответствующей закону падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве нефтеносного слоя, а форму волн в трубном пространстве соответствующей синусоидальному закону. 8. Способ по п.п.1-7. отличающийся тем, что интенсивность низко амплитудного волнового влияния в зависимости от подведенной мощности выбирают выше критического значения числа Рейнольда. 9. Способ но п.1, отличающийся тем, что амплитуду волнового давления растяжения-сжатия высоко амплитудного волнового влияния на жидкость выбирают из условия, при котором волновая нагрузка на единичную молекулярную связь превышает прочность этой связи: ],[q n E a V Р XB ХВ >⋅= где РХВ - волновое давление в жидкости, отнесенное к одинарной молекулярной связи; а - скорость волны в жидкости (вязкой нефти); Е - модуль упругости жидкости; [q] - сила разрыва одинарной молекулярной связи (вязкой нефти), около (5-6)·10-10 кг на одну молекулярную связь; VXB - скорость частиц в волне, которая излучается в вязкую нефть; n - количество молекулярных связей в единице площади вязкой нефти. 10. Способ но п.1, отличающийся тем, что волну излучают из скважины в околоскважинное пространство нефтеносного слоя, в условиях обеспечения волнового согласования излучающего участка скважины с окружающей ее горной средой в соответствии с соотношением: где рВаВFB = рK аK FK рВ, рK - плотность соответственно среды излучателя и нефтеносного слоя; аВ, аK - скорость упругой волны соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя; FB FK - площадь поверхности, которую в каждый момент времени пересекает волна соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя перпендикулярно направлению скорости волнового движения. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в затрубное пространство вводят физически и химически активные компоненты жидкости.
28517 7 Верстка А. Сарсекеева Корректор Р. Шалабаев

More Related Content

PDF
28500p
byivanov156w2w221q
 
PDF
28637p
byivanov1edw2332
 
PDF
29858ip
byivanov1566359955
 
PPTX
реактивное движение
byaries001
 
PPT
Опорные слайды к лекции № 8. Бурение нефтяных и газовых скважин
bysdoamti
 
PPT
Опорные слайды к лекции № 9. Буровые установки
bysdoamti
 
PPT
Опорные слайды к лекция № 11 Система промывки скважин
bysdoamti
 
PPT
Опорные слайды к лекции № 16: «Заканчивание скважин»
bysdoamti
 
28500p
byivanov156w2w221q
 
28637p
byivanov1edw2332
 
29858ip
byivanov1566359955
 
реактивное движение
byaries001
 
Опорные слайды к лекции № 8. Бурение нефтяных и газовых скважин
bysdoamti
 
Опорные слайды к лекции № 9. Буровые установки
bysdoamti
 
Опорные слайды к лекция № 11 Система промывки скважин
bysdoamti
 
Опорные слайды к лекции № 16: «Заканчивание скважин»
bysdoamti
 

What's hot

PPT
Опорные слайды к лекции № 14 Крепление скважин
bysdoamti
 
PDF
28636p
byivanov1edw2332
 
PPT
Опорные слайды к лекции № 7. Назначение и конструкция скважин
bysdoamti
 
PPTX
Реактивное движение
byZXRUSSIA
 
PDF
28588ip
byivanov156w2w221q
 
PDF
28403p
byivanov156w2w221q
 
PDF
29620ip
byivanov15666688
 
PDF
1722521
byTaras_as
 
PDF
28676ip
byivanov1edw2332
 
PDF
29303ip
byivanov156635995534
 
PDF
29211p
byivanov156635995534
 
PPTX
Монтаж двигателей средней мощности
byirinaperkina
 
PDF
Патент на полезную модель Республики Беларусь
byИван Иванов
 
PPTX
реакт движ
byAndreyLeu
 
PDF
7366
byivanov1566359955
 
PDF
7285
byivanov1566359955
 
PDF
29334p
byivanov156635995534
 
PDF
28583ip
byivanov156w2w221q
 
Опорные слайды к лекции № 14 Крепление скважин
bysdoamti
 
28636p
byivanov1edw2332
 
Опорные слайды к лекции № 7. Назначение и конструкция скважин
bysdoamti
 
Реактивное движение
byZXRUSSIA
 
28588ip
byivanov156w2w221q
 
28403p
byivanov156w2w221q
 
29620ip
byivanov15666688
 
1722521
byTaras_as
 
28676ip
byivanov1edw2332
 
29303ip
byivanov156635995534
 
29211p
byivanov156635995534
 
Монтаж двигателей средней мощности
byirinaperkina
 
Патент на полезную модель Республики Беларусь
byИван Иванов
 
реакт движ
byAndreyLeu
 
7366
byivanov1566359955
 
7285
byivanov1566359955
 
29334p
byivanov156635995534
 
28583ip
byivanov156w2w221q
 

Viewers also liked

PDF
28512p
byivanov156w2w221q
 
PDF
28513p
byivanov156w2w221q
 
PDF
28515p
byivanov156w2w221q
 
PDF
28518p
byivanov156w2w221q
 
PDF
28516p
byivanov156w2w221q
 
PDF
28514p
byivanov156w2w221q
 
PPTX
neoinstitucionalismo
byHeidy Yelitza
 
PPT
MRTA REALIDAD NACIONAL SAN IGNACIO DE LOYOLA
byAlessandra Vidal Deza
 
PPTX
20 Gestión de aguas residuales en ecuador - SENAGUA
byCamara Franco Ecuatoriana Ccifec
 
PPTX
Types of containers
byihab tarek
 
PDF
Do we have the holy one or the holy three?
byAdmassu Abera Yessmu
 
28512p
byivanov156w2w221q
 
28513p
byivanov156w2w221q
 
28515p
byivanov156w2w221q
 
28518p
byivanov156w2w221q
 
28516p
byivanov156w2w221q
 
28514p
byivanov156w2w221q
 
neoinstitucionalismo
byHeidy Yelitza
 
MRTA REALIDAD NACIONAL SAN IGNACIO DE LOYOLA
byAlessandra Vidal Deza
 
20 Gestión de aguas residuales en ecuador - SENAGUA
byCamara Franco Ecuatoriana Ccifec
 
Types of containers
byihab tarek
 
Do we have the holy one or the holy three?
byAdmassu Abera Yessmu
 

Similar to 28517p

PDF
29643ip
byivanov15666688
 
PDF
28764p
byivanov1edw2332
 
PDF
28812ip
byivanov1edw2
 
PDF
28866p
byivanov1edw2
 
PDF
29673p
byivanov15666688
 
PDF
Способ обессеривание нефти и нефтепродуктов электроимпульсным разрядом
byErnar Makishev
 
PDF
А.Я,Хавкин 19.11.2013
byEcolife Journal
 
DOC
нпг лекция 6
byssates
 
PPT
Состав курса "Разработка нефтяных месторождений" (английский язык). Школа отр...
byEugene Bartov
 
PDF
29331p
byivanov156635995534
 
PPT
презентация айткулов а.о.
byreaktor-kz
 
PDF
Вопросы, возникающие в связи с МУН Опыт в области МУН Будущее МУН в разведке ...
byDr. Arzu Javadova
 
PDF
29644ip
byivanov15666688
 
PDF
29647ip
byivanov15666688
 
PDF
28587ip
byivanov156w2w221q
 
PPT
презентация
bytolay
 
DOC
проблемы ликвидации нефтяных загрязнений
byСветлана Голубева
 
PDF
29855ip
byivanov1566359955
 
29643ip
byivanov15666688
 
28764p
byivanov1edw2332
 
28812ip
byivanov1edw2
 
28866p
byivanov1edw2
 
29673p
byivanov15666688
 
Способ обессеривание нефти и нефтепродуктов электроимпульсным разрядом
byErnar Makishev
 
А.Я,Хавкин 19.11.2013
byEcolife Journal
 
нпг лекция 6
byssates
 
Состав курса "Разработка нефтяных месторождений" (английский язык). Школа отр...
byEugene Bartov
 
29331p
byivanov156635995534
 
презентация айткулов а.о.
byreaktor-kz
 
Вопросы, возникающие в связи с МУН Опыт в области МУН Будущее МУН в разведке ...
byDr. Arzu Javadova
 
29644ip
byivanov15666688
 
29647ip
byivanov15666688
 
28587ip
byivanov156w2w221q
 
презентация
bytolay
 
проблемы ликвидации нефтяных загрязнений
byСветлана Голубева
 
29855ip
byivanov1566359955
 

More from ivanov156w2w221q

PDF
588
byivanov156w2w221q
 
PDF
596
byivanov156w2w221q
 
PDF
595
byivanov156w2w221q
 
PDF
594
byivanov156w2w221q
 
PDF
593
byivanov156w2w221q
 
PDF
584
byivanov156w2w221q
 
PDF
589
byivanov156w2w221q
 
PDF
592
byivanov156w2w221q
 
PDF
591
byivanov156w2w221q
 
PDF
590
byivanov156w2w221q
 
PDF
585
byivanov156w2w221q
 
PDF
587
byivanov156w2w221q
 
PDF
586
byivanov156w2w221q
 
PDF
582
byivanov156w2w221q
 
PDF
583
byivanov156w2w221q
 
PDF
580
byivanov156w2w221q
 
PDF
581
byivanov156w2w221q
 
PDF
579
byivanov156w2w221q
 
PDF
578
byivanov156w2w221q
 
PDF
512
byivanov156w2w221q
 
588
byivanov156w2w221q
 
596
byivanov156w2w221q
 
595
byivanov156w2w221q
 
594
byivanov156w2w221q
 
593
byivanov156w2w221q
 
584
byivanov156w2w221q
 
589
byivanov156w2w221q
 
592
byivanov156w2w221q
 
591
byivanov156w2w221q
 
590
byivanov156w2w221q
 
585
byivanov156w2w221q
 
587
byivanov156w2w221q
 
586
byivanov156w2w221q
 
582
byivanov156w2w221q
 
583
byivanov156w2w221q
 
580
byivanov156w2w221q
 
581
byivanov156w2w221q
 
579
byivanov156w2w221q
 
578
byivanov156w2w221q
 
512
byivanov156w2w221q
 

28517p

  • 1.
    РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН (19) KZ(13) B (11) 28517 (51) E21B 43/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21) 2012/2014.1 (22) 15.09.2011 (45) 15.05.2014, бюл. №5 (31) u 201011270 (32) 21.09.2010 (33) UA (85) 12.12.2012 (86) PCT/UA2011/000086, 15.09.2011 (72) БАЖАЛ, Анатолий Гнатович (UA) (73) Барак Александр Мотелевич (RU); Бажал Анатолий Гнатович (UA) (74) Шабалина Галина Ивановна; Шабалин Владимир Иванович; Кучаева Ирина Гафиятовна (56) SU 1701896 A1 30.12.1991 RU 2196888 C2 20.01.2003 RU 2089726 C1 10.09.1997 US 4598391A 01.07.1986 EA 012931 B1 26.02.2010 EA 200701016 A1 26.10.2007 (54) СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВЯЗКОЙ НЕФТИ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи полезных ископаемых, в первую очередь нефти через скважины, преимущественно вязкой нефти. Способ добычи нефти включает раскрытие слоя полезного ископаемого скважинами, подачу в скважину жидкости, воздействие на жидкость волнами определенной структуры с передачей их по жидкостному волноводу в скважине с последующим поворотом от волнового отражателя в нефтеносный слой, причем на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия), или асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения). Техническим результатом является обеспечение текучести нефти как в нефтеносном слое на месте их залегания, так и в скважине, а также управление насыщенностью и направленным массопереносом нефти в нефтеносных слоях, что делает возможным прибыльный режим добычи вязкой нефти. (19)KZ(13)B(11)28517
  • 2.
    28517 2 Изобретение относится кгорному делу и может быть использовано для добычи полезных ископаемых, в первую очередь, нефти через скважины, преимущественно вязкой нефти. Как известно в мире сокращаются запасы легкой нефти, поэтому добыча вязкой нефти, запасы которых велики, является актуальной в настоящее время. Следует отметить, что процесс добычи вязкой нефти очень сложен в первую очередь из-за физико- химических свойств вязкой нефти. Для того чтобы добыть вязкую нефть, в первую очередь необходимо обеспечить текучесть нефти. В этом направлении ведутся разработки новых способов добычи нефти. Одним из таких способов добычи вязкой нефти является термический метод. Известен способ добычи вязкой нефти с использованием технологии внутрипластового горения, который применяется на месторождении Каражанбас, которое является одним из крупнейших месторождений вязкой нефти («Внедрение технологии влажного внутрипластового горения на месторождении Каражанбас», М.Ж. Селимгереев, Н.Н. Червяков В.А., Симонов, К.Т. Тулешов, E.I. Нафтова и газовая промышленность», серия «Разработка нефтяных месторождений и методы повышения нефтеотдачи»; №10, М.1991.с.23.). Способ основан на тепловом влиянии на слой в результате внутрипластового горения нефти, при котором в скважину подают воздух или кислород, а между скважинами создается фильтрационная связь через каверны. Таким образом, в межскважинном пространстве обеспечивается горение нефти по поверхностям, повышение температуры, снижение вязкости и повышение текучести нефти в производительном коллекторе. Недостатком данного способа является сложность процесса, высокая стоимость, а также низкая надежность и малая эффективность, что обусловлено нестабильностью температуры горения для снижения вязкости нефти, что ведет к слишком низкой производительности добычи нефти и делает этот способ нецелесообразным. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ добычи нефти за счет повышения проницаемости горных пород на месте залегания (А.с. СССР №1240112, Е21В43/28, 1983г.). Способ включает раскрытие слоя полезного ископаемого скважинами, подачу в скважину жидкости. На жидкость воздействуют ударными волнами определенной структуры с передачей их по жидкостному волноводу в скважине с последующим поворотом от волнового отражателя в нефтеносный слой. Данный способ обеспечивает добычу легкой нефти, но существенным недостатком способа является то, что структура волн не влияет на текучесть вязкой нефти, в результате чего применение способа для добычи вязкой нефти становится невозможным. Задачей изобретения является создание такого способа добычи вязкой нефти, в котором путем обеспечения текучести нефти достигается прибыльный режим добычи. Поставленная задача решается тем, что в известном способе добычи нефти, который включает раскрытие слоя полезного ископаемого скважинами, подачу в скважину жидкости, воздействие на жидкость волнами определенной структуры с передачей их по жидкостному волноводу в скважине со следующим поворотом от волнового отражателя в нефтеносный слой, согласно изобретению на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия), или асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения). Причем скважины могут быть расположены кустовым или рядным способом на расстоянии досягаемости волнового поля. Кроме того, воздействие волнами могут осуществлять на центральную скважину либо на окружающие скважины, либо одновременно на все скважины. Целесообразно выбирать частотный спектр волн исходя из минимальных потерь энергии волн в направлении от устья скважины к зоне перфорации, дальше к расчетному расстоянию вдоль радиуса от скважины в нефтеносный слой. Причем напротив каждого раскрытого скважиной нефтеносного слоя располагают, по крайней мере, один отражатель волн. Кроме того, отражательную способность отражателей волн увеличивают от устья к забою на каждом следующем отражателе. Целесообразно выбирать форму волны в затрубном пространстве соответствующей закону падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве нефтеносного слоя, а форму волн в трубном пространстве - соответствующей синусоидальному закону. Причем, интенсивность низкоамплитудного волнового влияния в зависимости от подведенной мощности выбирают выше критического значения числа Рейнольда. Кроме того, амплитуду волнового давления растяжения-сжатия высокоамплитудного волнового влияния на жидкость выбирают из условия, при котором волновая нагрузка на единичную молекулярную связь превышает прочность этой связи: ],[q n E a V Р XB ХВ >⋅= где РХВ - волновое давление в жидкости, отнесенное к одинарной молекулярной связи; а - скорость волны в жидкости (вязкой нефти); Е - модуль упругости жидкости;
  • 3.
    28517 3 [q] - силаразрыва одинарной молекулярной связи (вязкой нефти), близкая (5-6)·10-10 кг на одну молекулярную связь; VХЕ - скорость частиц в волне, которая излучается в вязкую нефть; n - количество молекулярных связей в единице площади вязкой нефти. Целесообразно выбирать длину и форму волны, излучаемой из скважины в околоскважинное пространство нефтеносного слоя, из условия обеспечения волнового согласования излучающего участка скважины с окружающей ее горной средой в соответствии с соотношением pBaBFB = pKaKFK где рВ, рК- плотность соответственно среды излучателя и нефтеносного слоя; aВ, аК- скорость упругой волны соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя; FB, FK- площадь поверхности, которую в каждый момент времени пересекает волна соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя перпендикулярно направлению скорости волнового движения. Кроме того, в затрубное пространство вводят физически и химически активные компоненты жидкости. Благодаря тому, что на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия), или асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения), обеспечивается изменение физико- химических свойств вязкой нефти с помощью волновых полей и достигается текучесть вязкой нефти на месте её залегания и в скважине, а также обеспечивается направленный массоперенос нефти вдоль радиуса к скважине и дальше в скважине к ее устью. Скважины можно располагать кустовым или рядным способом на расстоянии досягаемости волнового поля, а влияние волн осуществлять на центральную скважину либо на окружающие скважины, либо одновременно на все скважины в зависимости от физико-химических свойств нефти конкретного месторождения. При этом, когда центральная скважина выполняет функции излучателя волн для всего куста скважин, окружающие скважины не оборудуют генераторами волн и располагают вокруг центральной скважины на расстоянии досягаемости волнового поля, излучаемого центральной скважиной. Но при наличии очень вязкой нефти скважины меняются функциями - окружающие скважины оборудуют генераторами волн, а из центральной скважины откачивают нефть без оборудования ее генераторами волн. В наиболее сложном случае особо вязкой нефти все скважины целесообразно оборудовать генераторами волн и одновременно обеспечить откачку нефти через все работающие скважины. Кроме того, для добычи нефти битумной консистенции в затрубное пространство целесообразно вводить физически и химически активные компоненты жидкости, которые повышают температуру нефтеносного слоя (коллектора) до расчетной, что обеспечивает текучесть нефти битумной консистенции и необходимую десорбцию коллектора. Частотный спектр волн выбирают из минимальных потерь энергии волн в направлении от устья скважины к зоне перфорации, дальше к расчетному расстоянию вдоль радиуса от скважины в нефтеносный слой, при этом целесообразно, чтобы потери энергии волн не превышали 50-70% от начального значения энергии каждой волны, что обеспечивает оптимальное использование энергии волн и максимальное расстояние между скважинами и уменьшение объемов бурения. Благодаря тому, что напротив каждого раскрытого скважиной нефтеносного слоя располагают, по крайней мере, один отражатель волн, излучаемые в затрубное пространство продольно осевые волны поворачивают отражением вдоль направления каждого раскрытого скважиной нефтеносного слоя, что обеспечивает поворот вектора скорости частиц в волне с осевого направления на радиальное и способствует текучести вязкой нефти на месте её залегания и управляемому массопереносу нефти в нефтеносном слое. На мощных нефтеносных слоях таких отражателей может быть расчетное количество на каждом. Благодаря тому, что отражательную способность отражателей волн увеличивают от устья к забою на каждом следующем отражателе, обеспечивают расчетное порционное излучение энергии волны в каждый нефтеносный слой при перемещении волны в затрубном пространстве от устья к забою скважины. Благодаря тому, что форму волны в затрубном пространстве выбирают соответствующей закону падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве нефтеносного слоя, а форму волны в трубном пространстве выбирают соответствующей синусоидальному закону, достигают полное использование энергии волн в нефтеносном слое и текучесть вязкой нефти, а также управляемый массоперенос нефти вдоль радиуса к скважине и дальше в скважине к ее устью. Интенсивность низкоамплитудного волнового влияния в зависимости от подведенной мощности выбирают выше критического значения числа Рейнольда, благодаря чему в режиме созданной волнами турбулентности в жидкой среде инициируются и активируются следующие явления, такие как микропотоки, кавитация, что обеспечивает на макроуровне возникновение сил инерции и сил трения, достаточных для разрыва молекулярных связей и снижения на этой основе молекулярного веса и вязкости жидкости до расчетных величин, которые обеспечивают необходимую текучесть вязкой нефти в режиме тиксотропности и холодного крекинга вязкой нефти.
  • 4.
    28517 4 Для обеспечения текучестивязкой нефти в режиме растяжения - сжатия амплитуду высоко амплитудного волнового влияния на жидкость выбирают из условия, при котором волновая нагрузка на единичную молекулярную связь превышает прочность этой связи: ],[q n E a V Р XB ХВ >⋅= где РХВ- волновое давление в жидкости, отнесенное к одинарной молекулярной связи; а - скорость волны в жидкости (вязкой нефти); Е - модуль упругости жидкости; [q] - сила разрыва одинарной молекулярной связи (вязкой нефти), близко (5-6)·10-10 кг на одну молекулярную связь; VХВ - скорость частиц в волне, которая излучается в вязкую нефть; n - количество молекулярных связей в единице площади вязкой нефти. Для обеспечения полной передачи энергии волн из скважины в окружающую среду нефтеносного слоя волну излучают из скважины в околоскважинное пространство нефтеносного слоя при условии обеспечения волнового согласования излучающего участка скважины с окружающей ее горной средой в соответствии с соотношением значений их волнового сопротивления: pBaBFB = pKaKFK где рВ, рK- плотность соответственно среды излучателя и нефтеносного слоя; аВ, аK- скорость упругой волны соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя; FB, FK- площадь поверхности, которую в каждый момент времени пересекает волна соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя перпендикулярно направлению скорости волнового движения. Для уменьшения вязкости нефти и обеспечения десорбции в нефтеносном слое в центральную скважину кустового или рядового блока скважин через затрубное пространство можно вводить химически и физически активные жидкости одновременно с излучением волн до появления жидкостей в окружающих скважинах. Причем физически и химически активные компоненты жидкости могут вводить переодически или постоянно через затрубное пространство в зависимости от степени вязкости нефти. Таким образом, способ обеспечивает текучесть нефти как в нефтеносном слое на месте ее залегания, так и в скважине, а также управление насыщенностью и направленным массопереносом нефти в нефтеносных слоях, что делает возможным прибыльный режим добычи вязкой нефти. Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на Фиг.1 приведена схема оборудования скважины для добычи вязкой нефти из нескольких нефтеносных слоев с помощью волновых полей, на Фиг.2 приведена кустовая схема расположения скважин при добыче вязкой нефти волновыми полями, на Фиг.3 приведена схема волновых движений в трубном и затрубном пространствах взаимодействующих скважин добывающего технологического куста, на Фиг.4 приведено сопоставление закона падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве и форму волны в затрубном пространстве. Способ добычи вязкой нефти осуществляют следующим образом. Производительный коллектор 1 вязкой нефти, представленный несколькими прослойками, раскрывают скважиной и устанавливают обсадную колонну 2 (Фиг.1, Фиг.2). В середине обсадной колонны 2 опускают став насосно - компрессорных труб 3, закрепленный на фонтанной арматуре 4, нижним торцом установленный на устье обсадной колонны 2. На верхнем торце фонтанной арматуры 4 устанавливают генераторы волн 5 для излучения волн в трубное пространство и генераторы волн 6 для излучения волн в затрубное пространство. Стрелками отмечены направления скорости волнового движения в нефти в трубном, затрубном пространстве и за пределами обсадной колонны 2 (Фиг.1, Фиг.3). Фонтанную арматуру 4 обеспечивают отводами 7, 8 и 9 для сброса жидкой нефти и для закачки физически и химически активных реагентов в производительный слой. Отражение волн осевого направления на направление вдоль радиуса в нефтеносном слое обеспечивают отражателями 10, смонтированными на муфтах насосно - компрессорных труб. Напротив отражателей волн в околоскважинном пространстве устанавливают волновой согласователь 11. Оборудованные скважины 12 располагают по кустовой схеме или рядной схеме (Фиг.2). Отражатели волны 10 в скважинах кустовой технологической схемы располагают на одном уровне в плоскости каждого нефтеносного слоя (Фиг.3). Геометрическая форма 13 направленного излучения волн в нефтеносный слой показана на Фиг.1. Форму волны 15 обеспечивают соответствующей закону затухания градиента депрессии в околоскважинном пространстве 14, как представлено на Фиг.4. Форму волны и другие параметры обеспечивают в генераторе волн. Нефтеносный слой 1 раскрывают скважинами и оборудуют обсадными колоннами 2 (Фиг.1). На устье скважины на обсадной колонне 2 монтируют фонтанную арматуру 4, на нижнем фланце которой подвешивают став насосно-компрессорных труб 3. Для запуска способа в работу через отводы 7, 8, 9 осуществляют заполнение скважины буферной жидкостью, например, легкой нефтью. После заполнения жидкостью в столбе жидкости в скважине создают избыточное статическое давление. При достижении заданного уровня избыточного статического давления, в скважине включают генераторы волн 5 и 6 и генерируют в столбе жидкости и дальше в столбе нефти волны заданной структуры, а именно: на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия) или
  • 5.
    28517 5 асимметричной структуры (растяжения),а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения), причем форма волны в затрубном пространстве отвечает форме закона падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве (Фиг.4), а форма волны в трубном пространстве отвечает синусоидальному закону. Кроме того, частотный спектр волн выбирают из условий минимальных расходов энергии волн в направлении от устья скважины к зоне перфорации и дальше до расчетного расстояния вдоль радиуса от скважины в производительный нефтеносный слой из расчета потерь энергии волн не более 50-70% от начального значения энергии каждой волны. Причем скважины располагают кустовым или рядным способом, где центральная скважина выполняет функции излучателя волн для всего куста скважин, в то время как окружающие скважины не оборудуют генераторами волн и располагают вокруг центральной скважины на расстоянии досягаемости волнового поля, излучаемого центральной скважиной, но при наличии очень вязкой нефти скважины меняются функциями - окружающие скважины оборудуют генераторами волн, а из центральной скважины откачивают нефть без ее оборудования генераторами волн, а в наиболее сложном случае слишком вязкой нефти все скважины оборудуют генераторами волн и одновременно все работают на откачку нефти, кроме того, для добычи нефти битумной консистенции центральную скважину используют для волновой закачки физически и химически активных веществ, которые повышают температуру коллектора до расчетной, что обеспечивает текучесть нефти битумной консистенции и необходимую десорбцию нефтеносного слоя. Волны, распространяясь вдоль скважины от устья к забою в затрубном пространстве, отражаются на волновых отражателях 10 напротив каждого нефтеносного слоя 1 с обеспечением поворота вектора скорости волнового движения с осевого в скважине к радиальному в нефтеносном слое (геометрическая форма волны 13, Фиг.1). Отражатели 10 имеют переменную на протяжении скважины способность отражения с целью обеспечения поворота вектора скорости волнового движения из осевого направления на радиальное при расчетном порционном излучении энергии волны в каждый нефтеносный слой при перемещении волн по затрубному пространству от устья к забою скважины. Для полной передачи энергии волн из скважины в коллектор обеспечивают волновое согласование жидкостного и породного волноводов. Кроме того, интенсивность низкоамплитудного волнового влияния в зависимости от подведенной мощности выбирают выше критического числа Рейнольда, при котором в режиме, созданной волнами турбулентности, в жидкостной среде инициируются и активизируются последующие явления, такие как микропотоки, кавитация, которые обеспечивают на макроуровне возникновение сил инерции и сил трений, достаточных для разрыва молекулярных связей и снижения на этой основе молекулярного веса и вязкости жидкости до расчетных величин, которые обеспечивают необходимую текучесть вязкой нефти. Амплитуду волнового растяжения - сжатия высокоамплитудного волнового влияния на жидкость выбирают из условия, при котором волновая нагрузка на единичную молекулярную связь превышает прочность этой связи. При кустовом размещении скважин 12 (как показано на Фиг.2) в зависимости от уровня вязкости нефти волны излучают в нефтеносный слой из центральной скважины, а периферийные скважины служат для откачки нефти, или наоборот - периферийные скважины оборудуют генераторами волн, а через центральную скважину осуществляют откачку нефти. При слишком высоком уровне вязкости нефти все скважины оборудуют генераторами волн, и все они одновременно служат для откачки разжиженной волнами нефти. Кроме того, волновое разжижение нефти в трубном пространстве способствует фонтанному режиму добычи нефти. При несимметричном волновом влиянии на нефть как в коллекторе, так и в скважине задействуется механизм направленного волнового массопереноса жидкости - массопереноса бегущим перепадом давления в волне в направлении вектора скорости волнового движения. Такой режим может двигать нефть в заданном направлении, в том числе и поднимать к устью в скважине (Фиг.3). Если пластовое давление недостаточное для режима фонтанирования, скважина может быть оборудована насосом, в первую очередь наиболее эффективным винтовым - трубное пространство свободное для этого. После включения генераторов волн заполненная буферной жидкостью скважина начинает излучать в окружающий скважину нефтеносный слой с вязкой нефтью волны расчетной структуры. Нефть в нефтеносном слое разжижается и волновым перепадом давления переносится в направлении к окружающим скважинам технологического куста. Скважины начинают заполняться разжиженной нефтью и начинает работать пластовое давление, которое поднимает нефть к устью на слив. Режим добычи нефти выбирают по максимальному дебиту скважины при постоянном излучении волн центральной скважины, периферийных скважин, или из всех скважин технологического куста одновременно. Режим регулируют вентилями 7, 8, 9 (Фиг. 1). В отдельных случаях добычи нефти битумной консистенции возникает потребность поднятия температуры пласта. С этой целью в затрубное пространство через вентиль 7 в строго нормируемом количестве вводят химически активные вещества, которые повышают температуру нефтеносного слоя до расчетной, что обеспечивает текучесть нефти битумной консистенции и необходимую десорбцию коллектора.
  • 6.
    28517 6 Таким образом, способобеспечивает текучесть нефти как в нефтеносном слое на месте ее залегания, так и в скважине, а также управление насыщенностью и направленным массопереносом нефти в нефтеносных слоях, что делает возможным прибыльный режим добычи вязкой нефти. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ добычи нефти, который включает раскрытие слоя полезного ископаемого скважинами, подачу в скважину жидкости, воздействие на жидкость волнами определенной структуры с передачей их по жидкостному волноводу в скважине с последующим поворотом от волнового отражателя в нефтеносный слой, отличающийся тем, что на жидкость в трубном пространстве в направлении от устья скважины к забою излучают упругие волны симметричной структуры (сжатия) или асимметричной структуры (растяжения), а в затрубное пространство одновременно с этим с поверхности излучают упругие волны асимметричной структуры (растяжения). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скважины располагают кустовым или рядным способом на расстоянии досягаемости волнового поля. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что влияние волн осуществляют на центральную скважину, либо на окружающие скважины, либо одновременно на все скважины. 4. Способ по п.п.1-3, отличающийся тем, что частотный спектр волн выбирают из минимальных потерь энергии волн в направлении от устья скважины к зоне перфорации дальше на расчетное расстояние на протяжении радиуса от скважины в нефтеносный слой. 5. Способ по п.п.1-4, отличающийся тем, что напротив каждого раскрытого скважиной нефтеносного слоя располагают, по крайней мере, один отражатель волн. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отражательную способность отражателей волн увеличивают от устья к забою на каждом следующем отражателе. 7. Способ по п.п.1-6, отличающийся тем, что форму волны в затрубном пространстве выбирают соответствующей закону падения градиента депрессии в околоскважинном пространстве нефтеносного слоя, а форму волн в трубном пространстве соответствующей синусоидальному закону. 8. Способ по п.п.1-7. отличающийся тем, что интенсивность низко амплитудного волнового влияния в зависимости от подведенной мощности выбирают выше критического значения числа Рейнольда. 9. Способ но п.1, отличающийся тем, что амплитуду волнового давления растяжения-сжатия высоко амплитудного волнового влияния на жидкость выбирают из условия, при котором волновая нагрузка на единичную молекулярную связь превышает прочность этой связи: ],[q n E a V Р XB ХВ >⋅= где РХВ - волновое давление в жидкости, отнесенное к одинарной молекулярной связи; а - скорость волны в жидкости (вязкой нефти); Е - модуль упругости жидкости; [q] - сила разрыва одинарной молекулярной связи (вязкой нефти), около (5-6)·10-10 кг на одну молекулярную связь; VXB - скорость частиц в волне, которая излучается в вязкую нефть; n - количество молекулярных связей в единице площади вязкой нефти. 10. Способ но п.1, отличающийся тем, что волну излучают из скважины в околоскважинное пространство нефтеносного слоя, в условиях обеспечения волнового согласования излучающего участка скважины с окружающей ее горной средой в соответствии с соотношением: где рВаВFB = рK аK FK рВ, рK - плотность соответственно среды излучателя и нефтеносного слоя; аВ, аK - скорость упругой волны соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя; FB FK - площадь поверхности, которую в каждый момент времени пересекает волна соответственно в среде излучателя и нефтеносного слоя перпендикулярно направлению скорости волнового движения. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в затрубное пространство вводят физически и химически активные компоненты жидкости.
  • 7.