НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОСТРОЕНИЯ им. А. Н. Подгорного

Отдел нетрадиционных энерготехнологий

Технология комплексного водородного термобарохимического воздействия на призабойную зону продуктивного пласта

   Предназначена для увеличения притоков углеводородов из проблемных нефтяных, газоконденсатных и газовых скважин. Основана на управляемом многостадийном термогазохимическом процессе, характеризующемся образованием в призабойной зоне скважины активных газов, в первую очередь водорода, с высокой температурой и давлением, последующей обработкой внутрипорового пространства горячими газами и кислотами – азотной и соляной (в отдельных случаях плавиковой). Последовательная нейтрализация и обработка ПАВ обеспечивает продолжительность эффекта.
   Используются высокоэнергетические горюче-окислительные смеси, тепловой эффект реакции которых достигает 15-20 МДж/кг, и гидрореагирующие вещества (ГРВ) на основе натрия, алюминия, лития и бора.
   Выделяемые в ходе процесса (рис. 1) горячие газы эффективно вовлекаются в процесс обработки. Кроме прогрева порового пространства, выделяющийся на начальной стадии термохимического процесса водород улучшает проницаемость коллектора и способствует фильтрации химически активных компонентов в пласт, CO2 снижает вязкость нефти, N2O в ходе реакции с водой, в том числе пластовой, уже в призабойной зоне пласта (ПЗП) образует азотную кислоту, СО способствует улучшению фильтрационных свойств пласта как терригенных, так и карбонатных коллекторов. На высокотемпературной стадии процесса (250-350 0С) в условиях высоких давлений, в присутствии атомарного и молекулярного водорода и катализаторов реализуется процесс частичного гидрокрекинга асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) с образованием газовых и дистиллятных фракций.


Рис. 1 – Схема реализации технологического процесса и основные факторы воздействия на пласт


Рис. 2 – Пример компьютерного моделирования комплексного водородного термобарохимического воздействия на ПЗП

   Высокотемпературное воздействие на продуктивный горизонт продуктами реакции приводит не только к химической обработке пласта, но и к механическому трещинообразованию за счет высоких градиентов давления и температур.
   Разработка алгоритма проведения обработки, выбор типов концентраций горюче-окислительных составов и ГРВ, активаторов и ингибиторов, обеспечивающих управляемость комплексного водородного и термобарического воздействия на ПЗП, осуществляется на основе постадийного компьютерного моделирования процесса (рис. 2).
   Эффективность технологии достигается за счет использования химически активного водорода на различных стадиях термохимического процесса обработки ПЗП. Экспериментально доказано, что водород является активатором процесса диффузии и повышает газопроницаемость коллекторов продуктивных пластов в 2–4,5 раза. Технология запатентована в Украине, результаты доложены на конференциях, в том числе SPE.
   Процесс водородного и термобарохимического воздействия реализует комплексное и многофакторное воздействие на ПЗП и насыщающий ее флюид, является управляемым и протекает по заранее заданному алгоритму, который вырабатывается с учетом геолого-физических свойств коллектора и причин его кольматации.
   Технология может быть применена на скважинах нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений, в том числе с трудноизвлекаемыми запасами, с целью интенсификации притока углеводородов и повышения производительности скважин. Технологический регламент позволяет реализовать данную технологию как на вертикальных, так и с горизонтальным окончанием скважинах с использованием ГНКТ.
   Технология прошла промысловые испытания в Украине и успешно применяется на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях РФ, Туркмении, Китая, Грузии.