Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Исследование и разработка технологии увеличения нефтеотдачи применением электромагнитного поля

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Исследование и разработка технологии увеличения нефтеотдачи применением электромагнитного поля"

На правах рукописи

БАРЫШНИКОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Специальность 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

8 АПР 2015

Тюмень - 2015

005566847

005566847

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном

образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет» (ТюмГНГУ) Министерства образования и науки Российской Федерации

Научный руководитель — доктор технических наук

Официальные оппоненты: - Кислицын Анатолий Александрович,

доктор физико-математических наук, профессор, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный университет», заведующий кафедрой «Микро- и нанотехнологий»;

кандидат технических наук, Общество с ограниченной ответственностью «Научно-Исследовательский Инновационный Центр Нефтегазовых Технологий», генеральный директор.

предприятие «Западно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии и геофизики» (ФГУП «ЗапСибНИИГГ»),

Защита состоится 29 апреля 2015 года в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.01 на базе ТюмГНГУ по адресу: 625027, г. Тюмень, ул. 50 лет Октября, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-издательском

комплексе и на сайте ТюмГНГУ по адресу: 625027, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72 а, каб. 32, www.tsogu.ru.

Автореферат разослан 27 марта 2015 года.

Стрекалов Александр Владимирович

— Севастьянов Алексей Александрович,

Ведущая организация

Федеральное государственное унитарное

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования заключается в том, что на поздних стадиях разработки месторождений с геологически обусловленными трудноизвлекаемыми запасами нефти, так и на ранних стадиях разработки с физически определенными трудноизвлекаемыми запасами с целью извлечения наибольшего количества нефти за короткие сроки необходимо применять методы увеличения нефтеотдачи пластов, отличающиеся повышенной управляемостью, энергоэффективностью и экологичностью. Для залежей нефти с геологическими условиями, выраженными в макронеоднородности коллекторов, множественных водонефтяных контактах, разломах, тектонических экранах, применение заводнения не позволяет адресно воздействовать на зоны с отстаточными запасами. Например, для месторождений с физически определенными затруднениями вытеснения, вызванными высокой вязкостью нефти, реологическими свойствами, высокой долей микрокапилляров, требуется прямое длительное действие на флюиды для стимуляции фильтрационных процессов за счет снижения вязкости, градиента сдвига и капиллярных сил.

Учитывая опыт экспериментов, проводимых в СССР и, несмотря на то, что они не получили широкого внедрения из-за большой доли «легкоизвлекаемых» запасов в то время, следует полагать, что эффективным методом повышения нефтеотдачи является воздействие на продуктивные пласты физическим полями.

К технологиям воздействия физическими полями относятся воздействия: электрическим током, плазменно-импульсное, электромагнитное. Влияние электрическим током промышленной частоты и напряжения путем спуска электродов в скважины не дало особых результатов и в связи с этим не было внедрено на промысле. Плазменно-импульсное воздействие является перспективным методом, но для интенсификации притока нефти.

Учеными России, в том числе и учеными Тюменского индустриального института была разработана технология воздействия на пласт электромагнитными полями разных диапазонов частот и напряженности, которая положительно влияет на рост нефтеотдачи. При внедрении технологии электромагнитного воздействия на промысле были получены положительные результаты по добыче дополнительной нефти. Данная технология не была доведена до полной реализации на месторождениях Западной Сибири, но все еще является перспективным направлением.

Ведущие нефтяные компании России сегодня заинтересованы в развитии новых, мобильных и наиболее эффективных технико-технологических решений для увеличения нефтеотдачи, позволяющих их использовать за пределами одного промысла и без необходимости длительного формирования инфраструктуры.

Важно отметить, что применение таких технологий должно проводиться с научно-техническим сопровождением, так как данные исследования в этой области пока нельзя считать удовлетворительными для отраслевой, вузовской и академической науки.

Степень разработанности темы исследования

Проблемам повышения нефтеотдачи за счет применения электрических методов воздействия посвящены труды С.И. Кициса, П.Л. Белоусова, М.В. Ульянова, воздействие электромагнитным полем для повышение нефтеотдачи рассмотрено Ф.Л. Саяховым, Л.А.Ковалевой, A.A. Кислицыным, В.П. Дыбленко, И.А.Туфановым, М.А. Фатыховым, А.И. Худайбердиной, О.Л. Кузнецовым, A.M. Воловиком, В.Г. Гузем, М.К. Исаевым, И.А. Исхаковым, Р.Г Касимовым.

Цель работы

Повышение коэффициента извлечения нефти при ее вытеснении применением технологии электромагнитного воздействия на флюиды и породы продуктивного пласта.

Основные задачи исследования

1. Анализ существующих методов электрического и электромагнитного воздействия на нефтяные пласты с целью увеличения нефтеотдачи и/или интенсификации добычи углеводородного сырья.

2. Расчет параметров и создание лабораторной установки для исследования физической модели нефтесодержащего пласта в условиях воздействия электромагнитного поля совместно со вспомогательными агентами.

3. Анализ влияния параметров электромагнитного излучения на характеристики фильтрации и реологические свойства нефти.

4. Сопоставление действующих по проекту разработки месторождений гидродинамических моделей с электромагнитной обработкой и без нее.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования является продуктивный пласт, предметом исследования - процессы и закономерности вытеснения нефти с применением электромагнитного воздействия.

Научная новизна выполненной работы

1. Экспериментально установлена зависимость дополнительного извлечения нефти в зависимости от характеристик электромагнитного воздействия на нефтесодержащий пласт с использованием магнитной жидкости в качестве вспомогательного агента, повышающей эффективность электромагнитного воздействия.

2. Установлена степень влияния электромагнитного воздействия на преодоление критического градиента давления начала фильтрации в условиях внутрипорового течения.

3. Установлен характер влияния электромагнитного воздействия током высокой частоты на повышение коэффициента подвижности нефти в водонефтенасыщенных коллекторах.

Защищаемые положения

1. Результаты лабораторных экспериментов по извлечению нефти на

насыпной модели коллектора керна в условиях воздействия высокочастотным электромагнитным полем в сочетании со вспомогательным агентом.

2. Гидродинамические модели разработки месторождения при стандартном варианте, а также при электромагнитном воздействии на коллектор.

3. Результаты прогноза по добыче нефти из пластов ачимовской толщи.

Теоретическая значимость работы

1. Рассчитанные показатели повышения нефтеотдачи при электромагнитном воздействии на реальных месторождениях уверенно показывают положительную оценку рентабельности применения данного способа на этих месторождениях.

2. Получены показатели глубины проникновения электромагнитных волн в пласт.

3. Созданная лабораторная исследовательская установка, генерирующая электромагнитное поле высокой частоты и напряженности, используется для изучения параметров вытеснения нефти из насыпных моделей пласта и керна.

Практическая ценность и реализация

1. На основании технологии электромагнитного воздействия на продуктивные пласты был произведен прогноз добычи углеводородов до 2030 года на пластах ачимовской толщи по месторождениям ХМАО-Югры, результаты которого были использованы для разработки прогноза социально-экономического развития ХМАО-Югры.

2. Разработана схема реализации метода воздействия на коллектор электромагнитным полем для промышленной добычи нефти.

Методология и методы исследования

Проведение лабораторных опытов, физическое и математическое моделирование изучаемых процессов, методы математической статистики, лабораторные и графоаналитические подходы и методы.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты лабораторных экспериментов по извлечению нефти на насыпной модели коллектора керна при воздействии высокочастотным электромагнитным полем в сочетании со вспомогательным агентом.

2. Сравнительный анализ гидродинамических моделей месторождения при стандартном варианте разработки, а также при электромагнитном воздействии на коллектор.

3. Результаты прогноза по добыче нефти из пластов ачимовской толщи.

Степень достоверности

Достоверность научных положений основана на теоретических и экспериментальных исследованиях с использованием искусственной модели нефтеводосодержащего насыпного керна, естественных образцов нефти, современной лабораторно-исследовательской аппаратуры, в том числе собранной лабораторной установки для высокочастотного электромагнитного воздействия, теории эксперимента и современных компьютерных технологий. Перспективность применения метода подтверждена результатами компьютерного моделирования (программы «Tempest», «HydraSym»).

Апробация результатов

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: седьмой Всероссийской конференции «Геология и нефтегазоносность ЗСМБ» (Тюмень, 2011 г.); Международном научном симпозиуме имени академика М.А.Усова студентов и молодых ученых (Томск, ТПУ, 2012-2013 гг.); второй конференции молодых ученых и специалистов ООО «Лукойл-Инжиниринг» (Тюмень, 2012 г.); 66-й Международной молодежной конференции (Тюмень, 2012 г.), семинарах кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» ТюмГНГУ (Тюмень, 20132015 гг.).

Публикации

Результаты выполненных исследований отражены в 9 печатных работах, в том числе в 4-х статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц, 77 рисунков. Состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 103 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы постановка и актуальность темы, сформулированы цели и основные задачи исследований, научная новизна и практическая ценность работы.

В первом разделе рассмотрены основные способы электрического и электромагнитного воздействий на пласты и пластовые флюиды с целью увеличения нефтеотдачи, а также приборы и аппаратные комплексы для их осуществления. Описаны технологии совместного воздействия электромагнитного поля, акустической, тепловой, химической обработки. Проанализированы перспективные технологии и решения в области физического воздействия на коллекторы нефти и газа, отмечены наиболее энергоэффективные технологии.

Дано определение магнитной жидкости. Магнитная жидкость -коллоидный раствор, взвесь молекул магнетита размерами в несколько нанометров в стабилизированном растворе, подвержена сильной поляризации в присутствии магнитного поля.

В этом разделе сделаны выводы о применении высокочастотного высоковольтного электромагнитного воздействия на нефтесодержащие пласты с целью увеличения нефтеотдачи.

Во втором разделе разработана электрическая схема, а также схема подключения всех элементов с подробным описанием собранной лабораторной установки (рисунки 1, 2 и 3), генерирующей высокочастотное электромагнитное поле высокого напряжения (до нескольких мегавольт). Основу установки составляет резонансный трансформатор, в котором отсутствует ферромагнитный сердечник, что позволяет многократно снижать

взаимоиндукцию между первичной и вторичной катушками. Система работает в импульсном режиме, состоящем, главным образом, из двух фаз. В первую фазу происходит заряд конденсатора (в данном случае батареи конденсаторов) до определенного напряжения, необходимого на пробой воздушного пространства между контактами разрядника, параллельно включенного в цепь. Заряд конденсатора осуществляется с помощью внешнего источника питания повышенного напряжения, собранного, в данной установке, из повышающих трансформаторов.

После исключения из контура источника питания в нем (первичном контуре) инициируются затухающие высокочастотные колебания. При правильном подборе всех параметров эти колебания должны совпасть с колебаниями во втором контуре, образуемом вторичной катушкой, в которой также начинаются электромагнитные колебания вследствие индукции напряжения. Описаны составляющие установки и их характеристики, а также схема подключения.

Рисунок 1 - Схема лабораторной установки

На рисунке 1 принято: 1 - источник переменного тока; 2-трансформаторы; 3 — конденсаторы; 4 - фильтры высокочастотных токов; 5 -динамический разрядник; 6 - конденсатор первого контура; 7,8 - катушки индуктивности; 9 — электроды.

О-

о

9

10

-/aV Q-D

о-п

Рисунок 2 - Схема подключения элементов лабораторной установки На рисунке 2 приняты следующие обозначения: 1 - источник переменного тока (50 Гц, 220 В); 2 - счетчик электрической энергии; 3 -емкость с повышающими микроволновыми трансформаторами, погруженными в моторное масло; 4 - амперметр; 5 - высоковольтные конденсаторы Capacitor; 6 - катушки фильтров ВЧ; 7 - динамический разрядник; 8 - батарея конденсаторов К-75-25 первичного контура; 9 - первичная катушка; 10 - вторичная катушка; 11 — электрод, погруженный в модель керна; 12 -медная пластина, 13 - стеклянная колба, 14-мерная колба.

Расчет параметров установки производился по формулам Томпсона - для нахождения рабочей частоты и Медхерста - для расчета емкости катушки

(1)

к=к = Ю7(2тгУвд,

С2 = d2*

3777 + 0.0755— + 2.366 * 10"3 * (

d-2

•Ш

(2)

где с1, - диаметр катушки (см); п — число витков; /; — длина намотки катушки (см); I - индуктивность (мкГн); С - емкость конденсатора (пФ), а также собственная емкость вторичной катушки (2);/- частота (кГц).

Эмпирическая формула Г. Вилера чаще всего используется для расчета индуктивностей

0,01*эт2*<^

L =

a-i

(3)

Рисунок 3 - Фотография лабораторной установки

На рисунке 3 приняты следующие обозначения: 1 - емкость с повышающими трансформаторами, погруженными в моторное масло; 2 -конденсаторы; 3 - конденсатор первичного колебательного контура; 4 -динамический разрядник; 5 - первичная катушка; 6 - вторичная катушка.

Приведены формулы расчета параметров первичного и вторичного колебательных контуров для подбора оптимальных значений частоты и напряжения (таблица 1). Рабочая частота на выходе составляет 1094 кГц, максимальная сила тока - 27 А. Конструкция установки позволяет изменять параметры, не прибегая к существенным вмешательствам в схему.

Таблица I - Параметры колебательных контуров резонансного

трансформатора

Параметр л, см (/, см /, см мк| н С, пФ /, кГц

1 Контур 10 13 26 5.31 3987 1094

2 Контур 803 5 48 3208 6.60

Описаны эксперименты по исследованию влияния электромагнитного воздействия на насыпную модель искусственного керна. Проведенные эксперименты по исследованию и оценке эффективности применения электромагнитного воздействия для повышения нефтеотдачи коллекторов можно разделить на 3 группы:

- А. Эксперименты, направленные на нахождение критического градиента давления, при котором начинается фильтрация нефти.

- В. Эксперименты, направленные на выявление степени воздействия электромагнитной обработки на характеристики вытеснения (коэффициент вытеснения).

- С. Эксперименты, направленные на выявление изменений подвижности нефти при электромагнитном воздействии.

Схема подключения установки по первым двум направлениям экспериментов представлена на рисунке 4.

□

Рисунок 4 - Схема подключения установки к модели искусственного

керна по группам экспериментов А и В На рисунке 3 принято: 1 - емкость, содержащая кварцевый песок; 2 — мерная колба; 3 — электроды; 4 - электротехническая часть установки.

Экспериментальным путем получено значение критического градиента давления начала фильтрации (рисунок 5) по формуле

= д(р/в/р (4)

Рисунок 5 - Схематическое изображение объекта эксперимента по поиску критического градиента давления начала фильтрации: Нв -критическая высота водяного столба; Н„ - высота нефтяного столба; gradPкp- критический градиент начала фильтрации

Площадь поперечного сечения объекта эксперимента составляет 50,3 см2, длина искусственного керна £ - 29,8 см. Критический градиент составил 9656,61 (Па/м).

По третьей группе экспериментов подключение установки к насыпной модели осуществлялось по схеме (рисунок 6):

Рисунок 6 - Схема подключения установки к модели искусственного

керна в третьей группе экспериментов На рисунке 6 приняты следующие обозначения: 1 - стеклянная колба, содержащая насыщенный песок; 2 - стальной болт; 3 - медная пластина; 4 -мерная емкость; 5 — электротехническая часть лабораторной установки.

В ходе эксперимента с применением магнитной жидкости в качестве вспомогательного агента вытеснения получен самый высокий конечный коэффициент вытеснения - 0,79 д.ед. Такой результат является особенностью свойств магнитной жидкости. Исходя из этого, можно сделать вывод, что использование магнитной жидкости в качестве вспомогательного агента при электромагнитной обработке позволяет существенно повысить нефтеотдачу при тех же энергозатратах.

По формуле (5) рассчитана глубина проникновения электромагнитных волн в нефтяной коллектор

Ь - 1—^—, (5)

где I - глубина проникновения электромагнитных волн (м); ы - циклическая частота электромагнитных колебаний (Гц); ц - здесь магнитная проницаемость среды (Гн/м); у - удельная электропроводность среды (1/Омм).

Расчетная глубина составила 482 м.

В третьей главе смоделирован процесс разработки месторождения с применением электромагнитной обработки. При помощи программного комплекса «Tempest» произведено два расчета разработки с применением и без применения воздействия в области одной из добывающих скважин. Второй вариант включает расчет показателей разработки месторождения с применением электромагнитного воздействия.

Характеристики флюидов продуктивных пластов месторождения имеют представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Параметры насыщающих флюидов

Пласт П3 KB

Начальное пластовое давление, МПа 17.3 17.4

Плотность, кг/м3 (стандартные условия): нефтяного газа дегазированной нефти воды 0,744 862 1010 0,744 830 1010

Вязкость, мПа*с (пластовые условия):

нефти 6.45 8.2

воды 0.38 0.38

Газосодержание, 37.9 95.5

Коэффициент сжимаемости, 1/МГ1а* 10"1

нефти 10.14 10.14

воды 4.7 4.7

породы 4.0 4.0

Объемный коэффициент нефти, м'Ум'1 1.136 1.351

Модели имеют следующие параметры (таблица 3).

Таблица 3 — Параметры геологической и гидродинамической моделей

Размерность

Пласт Модель Размер по Общее число Число активных

XxYxZ узлов модели ячеек модели

П3 гдм 72x61x85 373320 50008

ГМ 72x61x85 373320 -

KB гдм 72x61x43 188856 18494

ГМ 72x61x43 188856 -

а) б)

Рисунок 7 - Карты нефтенасыщенности объекта П3+КВ Андреевского месторождения: а) Базовый расчет; б) Расчет с применением эффекта от электромагнитного воздействия Полученные в результате расчета модели данные свидетельствуют о высокой эффективности рассматриваемого в работе метода. КИН в целом по месторождению увеличился на 1,9 %, дополнительная добыча по месторождению составила 39 358 т, в денежном эквиваленте примерно 31,795 млн долларов. Полученный результат сопоставлен с затратами на электроэнергию, необходимую на обработку. Сделан вывод о рентабельности рассматриваемого метода.

Для оценки эффективности электромагнитного воздействия в программе Нус1гаБут были рассчитаны гидродинамические модели с характеристиками коллекторов ачимовской толщи месторождений Западной Сибири, а именно объектов: Ач! (Выинтойское месторождение), БС|8_2о (Быстринское месторождение), АчБВ]8 (Верхне-Колик-Еганское месторождение). Сравнение проводилось между моделью с базовыми показателями и моделью, учитывающей только снижение градиента давления начала фильтрации, а также расчетом, учитывающим повышение подвижности флюидов, и расчетом со сниженным градиентом давления начала фильтрации. Наибольшее

повышение КИНа (на 35 %) наблюдается по модели с характеристиками объекта АЧ,1 (проницаемость 1,8 мД, вязкость нефти 0,461 мПас) Выинтойского месторождения (таблица 4).

Таблица 4 - Результаты расчета показателей добычи нефти по моделям с

характеристиками объектов ачимовской толщи

п/п Показатель Выинтойское Быстринское Всрхне-Колнк-Еганекое

2* 3* 1* 2* 3* 1* 2* 3*

1 Критический градиент давления начала фильтрации, МПа/м 0.015 0 0 0,015 0 0 0.015 0 0

2 Средняя подвижность, мкм2/Пас 0.0039 0.0039 0.0054 0.006 0.006 0,0072 0.011 0.011 0,014

3 Время расчета, сут 3650 3650 3650 3650 3650 3650 3650 3650 3650

4 Начальные запасы, тыс.т 373 373 373 551 551 551 367 367 367

5 Конечные запасы, тыс.т 296.5 295,0 267,81 374 363,6 352.8 220 205.8 172

6 Добыто нефти, тыс.т 76.5 78.0 105.19 177.0 187.4 198.2 147,0 161,2 195,0

7 КИН. д.ед. 0,205 0,209 0,282 0,321 0.340 0,360 0.401 0.439 0,531

Примечание: * 1 - Расчет Базовый 1; 2 - Расчет с нулевым градиентом: 3 - Расчет с повышением подвижности.

Также в данном разделе исследовалась реакция фрагмента гидродинамической модели (ГДМ) на изменение критического градиента начала фильтрации вследствие электромагнитного воздействия. На рисунке 8 отражено изменение картины нефтенасыщенности на конечный момент расчета

по базовому варианту расчета и при снижении критического градиента начала фильтрации.

В результате расчета со снижением критического градиента давления начала фильтрации коэффициент нефтеизвлечения повысился на 5,88 % относительно КИНа, полученного по расчету базовый 1. Дополнительная добыча нефти составила 10,4 тыс.т по исследуемому фрагменту ГДМ.

а) б)

Рисунок 8 - Карты нефтенасыщенности: а) базовый 1; б) модель, учитывающая снижение градиента давления В четвертой главе представлен прогноз добычи углеводородов продуктивных пластов ачимовской толщи с учетом использования технологии электромагнитного воздействия с применением магнитной жидкости в качестве вспомогательного агента вытеснения. В пределах ачимовского НГК содержится 5 млрд т начальных геологических и 1,2 млрд начальных извлекаемых запасов нефти. Из них к промышленным категориям отнесено 2,3 млрд начальных геологических и 0,6 млрд начальных извлекаемых запасов, в том числе разрабатывается 1,55 млрд т и 0,43 млрд т.

Вовлечение в разработку ачимовского НГК начато в 1976 году (с объекта Б В 20-21 Аганского месторождения). Однако в силу неблагоприятных геолого-физических условий активное разбуривание ачимовских объектов началось после 2000 года. На 01.01.2013г. из ачимовской толщи добыто 189 млн т нефти,

что равносильно отбору 31 % от НИЗ промышленных категорий НГК, или 44% от НИЗ введенных в разработку ачимовских залежей. В том числе в 2012 году добыто 20,6 млн т нефти, 48,5 млн т жидкости (обводненность - 57,5 %); суммарный действующий фонд скважин насчитывал 5575 ед. (4093 добывающих и 1482 нагнетательных). Годовая добыча нефти имеет тенденцию роста, однако состояние выработки запасов по уже введенным залежам не позволяет его поддерживать.

Прогноз добычи нефти за счет внедрения электромагнитного воздействия на объектах ачимовского НГК выполнен на период до 2030 года по двум сценариям.

В первом сценарии предусмотрена разработка ачимовских пластов фактическим фондом по уже введенным залежам. Доразведка и дополнительное эксплуатационное бурение вынесены за рамки прогнозного периода. Внедрение электромагнитного воздействия предполагается начать с 2014 года в течение 5 лет.

Динамика прогнозной добычи нефти по ачимовской толще по первому сценарию и ее сравнение с фактической добычей представлены на рисунке 9.

25

1996 1999 2002 2005 200В 2011 2014 2017 2020 2023 2026 2029 Годы

■ фактическая ■ базовая ■ прирост

Рисунок 9 - Прогноз добычи нефти из пластов ачимовской толщи и ее прирост за счет электромагнитного воздействия по первому сценарию

Согласно приведенным результатам, за счет электромагнитного воздействия предполагается дополнительно добыть 46,8 млн т на период до

2030 года. По большинству прогнозных лет дополнительная годовая добыча нефти оценивается в 3-3,7 млн т, или 2-2,5 тыс. т в среднем на 1 скважину, охваченную воздействием. Относительный прирост текущих отборов нефти за счет электромагнитного воздействия с 2022 года превысит 50 %.

Второй сценарий предусматривает непрерывное освоение ачимовского НГК - с бурением новых эксплуатационных скважин, вводом фактически неразрабатываемых залежей и доразведкой запасов, отнесенных к категории С2.

Как и по первому сценарию, охват добывающего фонда предусмотрен на уровне 33 %. Сроки внедрения электромагнитного воздействия на фактическом фонде — 5 лет (аналогично первому сценарию). На новых скважинах электромагнитное воздействие осуществляется по мере их ввода в эксплуатацию.

Прогноз динамики добычи нефти по второму сценарию представлен на рисунке 10.

1996 1999 2002 2005 200В 2011 2014 2017 2020 2023 2026 2029

■ фактическая ■ базовая

11 новые скважины ■ прирост пофактическим скважинам

■ прирост по новым скважинам

Рисунок 10 — Прогноз добычи нефти из пластов ачимовской толщи и ее прирост за счет электромагнитного воздействия по второму сценарию

Дополнительная добыча нефти за счет электромагнитного воздействия оценивается в 104,1 млн т, в т.ч. 57,3 млн т — по новым скважинам. Среднегодовая дополнительная добыча нефти прогнозируется на уровне 6 млн т или 2,5 тыс. т в среднем на 1 скважину. Относительный прирост текущей добычи нефти оценивается на уровне до 39 % (в среднем - 24 %).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В результате исследования работ по исследованию электрического и электромагнитного воздействия на продуктивный пласт с целью увеличения нефтеотдачи показано, что наиболее эффективным и неразрушающим является метод высоковольтного высокочастотного электромагнитного воздействия на нефтеводосодержащие коллекторы.

2. Для выявления эффективности воздействия электромагнитного воздействия на нефтесодержащий пласт была разработана лабораторная исследовательская установка, работающая в различных диапазонах высоких частот, сил тока и напряжений.

3. Проведенные испытания показали, что без использования вспомогательных агентов электромагнитное воздействие ослабевает и дает более низкий результат, чем при использовании магнитной жидкости (токопроводящая поляризующаяся в магнитном поле среда), которая усиливает глубину распространения электромагнитного поля на нефтесодержащий пласт и способствует увеличению нефтеотдачи (до 37,9 % по отношению к просто заводнению).

4. При использовании магнитной жидкости в качестве вспомогательного агента вытеснения коэффициент подвижности нефти увеличился в 9,3 раза.

5. Сравнительный анализ вариантов разработки объекта П3+КВ Андреевского месторождения выявил увеличение коэффициента нефтеотдачи на 1,9 % (в целом по месторождению), а также повышение накопленной добычи нефти по обрабатываемым скважинам на 85 %.

6. Произведена оценка энергоэффективности метода электромагнитного воздействия на продуктивный пласт с целью повышения нефтеотдачи в масштабах реального месторождения. Выведена формула, позволяющая рассчитать затраты на проведение мероприятий по электромагнитной обработке коллектора нефти.

7. Моделирование процессов добычи нефти с использованием ЭМ воздействия на коллекторы с характеристиками объектов ачимовской толщи показало максимальное увеличение коэффициента нефтеизвлечения (на 35 %) по пласту Дм,1 Выинтойского месторождения.

8. Рекомендуется провести лабораторные эксперименты на реальном керне в условиях горного давления и температуры.

9. Рекомендуется продолжать исследования в данной области и провести испытания на реальном месторождении с использованием опытного образца промышленной установки, так как получены положительные результаты инициирующие дополнительный приток нефти на исследовательской установке.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Барышников A.A. Метод повышения нефтеотдачи пластов посредством нагнетания магнитной жидкости / A.A. Барышников, A.B. Стрекалов // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2012. — № 5. — С. 45-46.

2. Барышников A.A. Повышения нефтеотдачи пластов за счет воздействия электромагнитным полем / A.A. Барышников, A.B. Стрекалов, С.И. Грачев // Научное обозрение. - 2013. - № 4. - С. 90-92.

3. Барышников A.A. Применение электромагнитного и плазменно-импульсного воздействия для повышения нефтеотдачи / A.A. Барышников, A.B. Стрекалов, A.M. Ведменский, Д.А. Кустышев, В.А. Долгушин // Нефтепромысловое дело. -2013. -№ 6. - С. 32-33.

4. Барышников A.A. Методы электрического воздействия на пласт с целью увеличения нефтеотдачи / A.A. Барышников, A.B. Стрекалов, A.M. Ведменский, Д.А. Кустышев, В.А. Долгушин // Нефтепромысловое дело. -2013.-№ 7.-С. 31-35.

В других рецензируемых изданиях

5. Барышников A.A. Новая технология вытеснения нефти из пласта путем закачки магнитной жидкости / A.A. Барышников // Седьмая всероссийская конференция Геология и нефтегазоносность ЗСМБ / 2011: Сб. науч. тр. -Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. - С.45-46.

6. Барышников A.A. Новый метод увеличения нефтеотдачи пласта путем закачки магнитной жидкости / A.A. Барышников, М.С. Королев И XVI Международный симпозиум студентов и молодых ученых им. академика

М.А.Усова Проблемы геологии и освоения недр: Сб. науч. тр. Томск: ТПУ, 2012. —С.414-415.

7. Барышников A.A. Применение магнитной жидкости в качестве вытесняющего агента с целью повышения нефтеотдачи пластов / A.A. Барышников, A.B. Стрекалов // 2-я Конференция молодых ученых и специалистов ООО «Лукойл-Инжиниринг»: Сборник науч. тр. Тюмень: 2012. -

8. Барышников A.A. Новый метод интенсификации притока нефти из пласта путем закачки магнитной жидкости / A.A. Барышников, A.B. Стрекалов // 66-я молодежная конференция Нефть и Газ 2012: Сб. науч. тр. - Москва: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2012. - С.106-107.

9. Барышников A.A. Повышение нефтеотдачи пластов за счет воздействия электромагнитным полем / A.A. Барышников // XVII Международный симпозиум студентов и молодых ученых им. академика М.А.Усова Проблемы геологии и освоения недр: Сб. науч. тр. Томск: ТПУ,

С.26-27.

2013. — С.768-769.

Соискатель

A.A. Барышников

Подписано в печать 04.03.2015. Формат 60x90 1/16. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ № 197.

Библиотечно-издательский комплекс государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет». 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.

Типография библиотечно-издательского комплекса. 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52.