A plazma-impulzus hatás ( PIP ) az egyik módszer az olaj- és gáztermelés intenzitására, amely a tározó rezonancia tulajdonságainak felhasználásán alapul . A módszer a tartály áteresztőképességének és piezovezetőképességének növeléséből áll egy kiterjedt mikrorepedés-rendszer létrehozásával és a folyadék (olaj, gáz, kondenzátum, víz) dinamikus jellemzőinek megváltoztatásával. A termelő kutakra gyakorolt hatás folyadék beáramlást okoz a kútba, a besajtoló kutakra gyakorolt hatás pedig injektivitásuk növekedéséhez vezet.
A módszer lehetővé teszi a termelés helyreállítását olyan kutaknál, ahol különböző okok miatt a hagyományos módszerekkel történő olaj- vagy gáztermelés lehetetlen vagy veszteséges. Elméletileg lehetséges a módszer alkalmazása nehezen visszanyerhető készletek fejlesztésére is, beleértve a nagy viszkozitású, pala stb. [1]
Nagyfeszültségű elektromos áramot (3000 V ) vezetnek át a levezető elektródáin a kút belsejében a munkaintervallum tartományában . Az elektromos ív, amelyet a molekulák nagyfokú bomlása és ionizációja jellemez, plazma képződéséhez vezet azonnali hőmérsékletnövekedéssel (20 000 - 40 000 ° C-ig). Emiatt néhány mikromásodperc alatt nagy nyomás (10³ MPa nagyságrendű) alakul ki. A plazma azonnali tágulása lökéshullámot hoz létre, a plazma ezt követő lehűlése és összenyomódása pedig kompressziós hullámot és folyadékáramlást idéz elő a burkolatban lévő perforációkon keresztül a kútba. A kútközeli zónában terjedve elpusztítja az eltömődést okozó képződményeket. A kisülés többszöri ismétlésével a lökéshullám energiája a képződmény szilárd vázán keresztül a folyadékba terjed, majd hosszanti (elasztikus) hullámokká alakul . [2] Az elektrohidraulikus feldolgozás hatékonyságát meghatározó fő paraméterei a lökéshullám nyomása és a generált impulzusok száma a perforációs intervallum mentén.
A becsapódások hatására a masszívumban rugalmas alakváltozások hullámai képződnek, amelyek a kúttól nagy távolságra terjednek, és mind magában az izgalmas kútban, mind az attól több száz méteres körzetben elhelyezkedő kutakban jelentős hatást fejtenek ki. [3]
A földrengések megfigyelései lendületet adtak a rezgési-szeizmikus folyamatok olaj- és gázlelőhelyekre gyakorolt hatásának szisztematikus tanulmányozásának . Megállapították, hogy a tározók nyomása és a kutak áramlási sebessége változik a földrengések során . Így az 1952-es dél-kaliforniai földrengés néhol tízszeres nyomásnövekedést okozott a folyó kutak torkolatánál, ami több mint két hétig tartott. A Novogroznenskoye mezőn az 1950-es és 1955-ös földrengések során, amelyek intenzitása elérte a 6-7 pontot, megnőtt a tározó nyomása és az olajtermelés. Az 1970-es dagesztáni földrengés során az olajkitermelés megnövekedett az olajlelőhelyeken az epicentrumtól számított több mint 200 km-es körzetben. Tehát az Eldarovskoye mező egyik kútjánál, amely 220 km-re található a földrengés epicentrumától, az áramlási sebesség több mint 900 tonna/nap volt [4] .
A rugalmas rezgések által a fenéklyuk képződési zónára (BFZ) gyakorolt hatás megjelölésére számos különböző kifejezés létezik: „rezgő”, „akusztikus”, „hidroakusztikus”, „hullám”, „vízhullám” stb. [5] A szakirodalom szerint a rugalmas rezgések hatására a PPP maximális válasza a 20-300 Hz-es szelektív alacsony frekvenciájú tartományban van, az effektív hatás mélysége pedig a tér-energia-eloszlástól függ. A rugalmas rezgések és a hatások kifejlődésének energiaküszöbe több és 10 métert is elér. Ezek a távolságok a képzõközegben a hullámhossz-nagyságrendû figyelembe vett frekvenciákhoz. A kísérletek azt mutatják [6] , hogy a nagy amplitúdójú, alacsony frekvenciájú nyomásingadozások hatására 0,3 MPa nagyságrendű folyadékban a telített porózus közeg abszolút permeabilitása visszafordíthatatlanul megnövekszik. A mesterségesen cementezett magok permeabilitásának relatív változása eléri a 30%-ot, és a porózus közegben új szűrőcsatornák kialakulásával, a porozitás változásával, repedésnyílással, újracsomagolással és a szemcsék orientációjának megváltozásával jár együtt. porózus közeg.
A körülvevő porózus közeg paramétereihez kapcsolódó rezgések gerjesztésének rezonáns módozatainak létezését a kútban néhány akusztikai kísérlet [7] igazolja, amelyek azt mutatják, hogy ha a hangrezgések vevőjét leeresztik a folyadékkal megtöltött kútba, ill. megmérjük a zaj energiaspektrumát, majd a folyadékkal telített képződmény előfordulási szintjén kiemelhető a rezonanciafrekvencia.
A kút rezonáns gerjesztése mind a folyadékréteg nagyfrekvenciás radiális rezonanciáinak üzemmódjában [4] , mind a folyadékoszlop hosszirányú rezonanciáinak üzemmódjában alacsony frekvenciákon [6] érhető el . A generátor műszaki paramétereinek a kút termelési intervallumán belüli változtatásával lehetőség nyílik a rezonáns gerjesztési frekvenciák kiválasztására és a gerjesztési frekvencia és a tározó rezonanciatulajdonságai közötti összhang elérésére.
Ha egy rendszer egyensúlyi állapotból új állapotba hozásához egy külső hatás nagyon jelentős energiája szükséges, akkor ha az metastabil állapotban van, akkor akár alacsony intenzitású külső hatás minőségileg új környezeti állapotot idézhet elő . 4] . A környezetre gyakorolt hatás, figyelembe véve jellemző paramétereinek esetleges metastabilitását, energetikailag a legelőnyösebb.
Az alsó lyukzóna jelentős kezdeti termodinamikai egyensúlyhiánya, mint befolyási tárgy [7] , a természeti erők megnyilvánulásának lehetősége a mezőfejlődési folyamatokban, például telítési ugrások előfordulása, a kapillárisok nem egyensúlyi állapotai eltérően telített zónák érintkezéseinél fellépő erők, amelyek a termelőközeg kis pórusaiban elérhetik a 0,003 - 0 értéket 0,05 MPa [4] és hosszú ideig fennállnak [8] , valamint a más metastabil állapotok jelenléte az alsó lyukzónában - mindez a BFZ „válaszának” lehetőségét sugallja vibrációs hullám hatására [9] az oszcillációs mező meglehetősen alacsony intenzitásával.
A besajtoló és termelő kutak fenéklyukzónáinak rezgéshullám hatású kezelési módszerét először a hatvanas években tesztelték olajmezőkön, és technológiai hatékonyságáról azonnal biztató adatok születtek. Mindazonáltal a további tapasztalatok azt mutatják, hogy a módszer nagy sikerének és jövedelmezőségének eléréséhez bonyolult geológiai és terepi körülmények között történő alkalmazás esetén számos elméleti, laboratóriumi és terepi vizsgálat, tervezési és technológiai vizsgálat szükséges. felmérések.
Ezzel párhuzamosan a 60-as években a Szovjetunió olajmezőin a kutakba süllyesztett különféle fúróberendezések segítségével elkezdték a rugalmas rezgések hatását alkalmazni a fenéklyuk képződési zónára. Ebben az irányban sikerült elérni a leglenyűgözőbb előfeltételeket a vibrohullám-módszer kifejlesztéséhez. A legelterjedtebbek azok a generátorok, amelyek a kútba szivattyúzott technológiai folyadék (víz, felületaktív oldatok , olaj, oldószerek, savak stb.) hidrodinamikai fejét használják fel az üzemeltetéshez.
A sikeres eredmények ellenére a terepi robbanóanyag-használaton alapuló impulzus-impakt módszerek széleskörű elterjedését geológiai és terepi viszonyok között alacsony hatékonyságuk, elégtelen megbízhatóságuk és igen jelentős biztonsági problémáik korlátozzák.
Az impulzusütéses módszerek közé tartozik az elektrohidraulikus [10] (EHV) kútkezelési módszer is, ahol a fúrólyuk berendezés elektródái között a kútfolyadék elektromos áttörésének hatását alkalmazzák nyomásimpulzusok előállítására. A kisülés elektromágneses sugárzása és a felszabaduló hő mellett a kútfolyadékban nyomásimpulzus, gáz-gőz üreg, majd ennek lüktető összeomlása jön létre. Az EGW módszert alacsony hatékonysága miatt nem használják széles körben, különösen akkor, ha mély kutakban alkalmazzák.
A plazma-impulzus expozíciós technológia, amely 2007-ben jelent meg, az elektromos robbanás technológiájának továbbfejlesztése, amelyet korábban a Szentpétervári Bányászati Egyetem és a D. V. után elnevezett NIIEFA Szövetségi Állami Egységes Vállalat dolgozott ki. Efremov.
A telített tározókban a vibrációs hatás hatására lezajló folyamatok átfogó vizsgálata megalapozta mind új, megbízható, nagy hatékonyságú oszcillációs generátorok és egyéb technikai eszközök létrehozását, mind pedig a tudományosan alátámasztott működési paramétereket használó racionális technológiák kidolgozását.
Az elasztikus rezgések fordított körülmények között a különféle áthidaló anyagokkal szennyezett porózus közeg tisztításának éles intenzitását eredményezik. Ebben a tekintetben a rezgéshullám-hatás kombinációja a kút termelési intervallumának lehúzásával az egyik szükséges feltétele a fenéklyuk zóna hatékony tisztításának, különösen az alacsony tartálynyomású kutak esetében.
Az oszcilláló rugalmas alakváltozások hatására felerősödik a járulékos repedések kialakulása, miközben a maradó rugalmas feszültségek újraeloszlása, gyengülése következik be, ami csökkenti azok záródását a nyomásoldás után. A kútközeli zónában és a perforációs csatornákon a képződmény előjel-változó rugalmas deformációi mikrorepedések hálózatának megjelenéséhez vezetnek mind a perforációs csatornák felületén, mind pedig a sugár mentén a képződmény mélységébe, amely növeli a nyitott csatornák számát a folyadék beáramlásához.
A PIP technológia a következő jellemzőkkel rendelkezik: