Плазма в нефтяной скважине
Когда-то на уроке географии я представляла, что нефть плещется в эдаких подземных озерах. А добывают ее так: делают дырку в земле и она сама вытекает. Позднее я с удивлением узнала, что нефть частенько «выдавливают» из пористых пород, обогащённых углеводородами, и при добыче нефти используются чуть ли не космические технологии. Так как недавно тема нефтедобычи обсуждалась в подкасте «Опытные на кухне», в этой статье хотелось бы рассказать об одной интересной технологии, при которой в скважине можно искусственно создать… плазму!
Когда скважина уже дает нефть, с течением времени поток из нее ослабевает. А ослабевает он по разным причинам, в том числе и из-за так называемой кольматации. Это сложный процесс, в котором в большей или меньшей степени протекают различные явления: образование глинистой корки на стенках скважины, набухание глинистых частиц породы, выпадение в осадок химических соединений, и проникновение в пласт твердых частиц. Как же в таком случае прочистить поры? Рабочих в скважину не спустишь- дырка слишком узкая, а закачка химических реагентов не всегда хорошо помогает и может вредить экологии. К тому же, прочищая скважину, желательно было бы не разрушить саму скважину. А в России ко всему вышесказанному надо прибавить тяжёлые климатическкие условия для работы персонала…
Но в середине 90-х годов был придуман оригинальный метод очистки скважин — это плазменно-импульсное воздействие на пласт. Суть его в подводном искровом разряде, при котором возникают ударные волны, значительные перемещения жидкости, инфра- и ультразвуковое излучение, мощные электромагнитные поля (десятки тысяч эрстед), а также многократная ионизация соединений и элементов, содержащихся в жидкости, и образование низкотемпературной плазмы с температурой до 4000° С. При этом давление достигает 1000 МПа.
Источник: www.novas-energy.ru
Как же создаётся такой разряд и почему такие космические условия не разрушают скважину?
Процесс плазменно-импульсного воздействия происходит следующим образом: в скважину спускают цилиндрический генератор, в разряднике которого находится металлический проводник. После этого через проводник пропускают настолько большой ток, что проводник мгновенно испаряется и превращается в плазму. Так как разряд происходит в воде, при взрыве проходит химическая реакция металлического пара с водой, и ток проходит по продуктам этой реакции, которые тоже взрываются. В результате образуется газовый пузырь. В этих случаях волна сжатия, распространяющаяся в жидкости, превращается в ударную волну.
Расширение пузыря происходит до тех пор, пока кинетическая энергия растекающегося потока не перейдет полностью в потенциальную энергию пузыря, давление в котором меньше гидростатического. Затем под действием гидростатического давления происходит обратное движение жидкости, потенциальная энергия снова переходит в кинетическую энергию сходящегося потока. При захлопывании полости давление газа в ней резко возрастает. Под действием этого давления жидкость отбрасывается назад и процесс повторяется в виде последующих затухающих пульсаций. Практически вся энергия в таком случае распространяется горизонтально, поочерёдно сжимая и растягивая среду, в результате чего кольматант выносится в ствол скважины. Такие горизонтальные импульсы не нарушают целостность скважины, но при этом распространяются на большие расстояния и даже могут увеличить добычу в соседних скважинах.
Источник: www.novas-energy.ru
Установка представляет собой цилиндрический корпус в котором последовательно расположены высокочастотный генератор (создает последовательность импульсов), высоковольтный блок (создает высокое напряжение), блок накопительных конденсаторов, блок управления прибором, электроды излучателя и между ними плазменный канал, а также устройство подачи электродов в плазменный канал. Для создания разряда используют конденсаторы емкостью около 50 — 200 мкФ, заряженные до 3 000 — 6 000 вольт. Так как по спец кабелю (он еще выдерживает высокие механические нагрузки на растяжение) не передать больше 1 000 вольт, то конденсаторы и трансформатор повышающий напряжение расположен в самом приборе, что требует от разработчиков приборов феерической изобретательности.
Следует заметить, что метод придуман в России в Горном университете (Санкт-Петербург). Так что гордимся российскими инженерами!
