Читать онлайн Добыча нефти с учетом природных факторов. 2025
- Автор: Владимир Ерашов, Антон Ерашов
- Жанр: Другие справочники
© Владимир Михайлович Ерашов, 2025
© Антон Владимирович Ерашов, 2025
ISBN 978-5-0068-3842-0
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Добыча нефти с учетом природных факторов
© Ерашов В. М., Ерашов А. В.
Человек веками жил в гармонии с Природой, и давно научился использовать природные силы во благо своей деятельности. Только в последние столетие – два ему начало казаться, что производственная деятельность достигла таких высот, что теперь можно природные факторы отбросить как не существенные. Далее в этой статье убедительно докажем ошибочность такого подхода на примере электрокинетической добычи нефти.
Электрокинетическая добыча нефти в последние десятилетия нашла очень широкое распространение особенно в США. На данный момент на эту тему написаны сотни научных статей, но ни в одной из них нет ни слова о учете такого мощного природного фактора как электрическое поле Земли. Гражданам США вообще характерна национальная черта, такая как вера в индустриальную мощь человеческого разума, а природные факторы – это как бы архаизм, что-то второстепенное, мало на что влияющее. Да, США – очень мощная индустриальная держава, но не на столько, чтобы забыть о мощи Природы. Природа была, есть и будет главная хозяйка в этом мире, сколько бы человек не пытался взять верх в этом состязании.
Дальше от общей философии перейдем к конкретным фактам. Есть такая обзорная статья:
В этой статье обобщены достижения и проблемы электрокинетической добычи нефти. Мы же далее в данной статье изложим подход, как можно поднять эффективность электрокинетического метода добычи нефти, если учесть воздействие на добычу нефти такого мощного природного фактора, как электрическое поле Земли.
Краткая характеристика электрического поля Земли
Напряжение электрического поля Земли по высоте согласно данных ИКФИА СО РАН имеет вид Рис 1.:
Здесь же показан ход суточной унитарной вариации напряженности электрического поля над океанами (1) и в полярных областях (2). Согласно этих данных суточный максимум напряженности электрического поля Земли наступает по всей долготе около 20 часов по Гринвичу
Электрическое поле Земли имеет следующий потенциал:
Есть еще и сезонная разность потенциалов электрического поля Земли. Вот как она примерно выглядит:
А теперь опишем словами то, что мы наблюдаем на картинках. Начнем с унитарной составляющей разности потенциалов электрического поля Земли. Атмосфере выше 50 км находится слой высокой проводимости, он пытается уровнять напряжение электрического поля над всей поверхностью Земли. Суточная унитарная вариация напряжения электрического поля по характеру совпадает с суточной активностью гроз над планетой. Что дает основание считать о взаимосвязи этих явлений. Так вот, слой высокой проводимости делает суточную вариацию электрического поля синхронной над всей поверхностью планеты, он как бы выравнивает напряжение. Но, не весь заряд электрического поля Земли сосредоточен в слое высокой проводимости, часть заряда расположена ниже этого слоя. По сему, на равне с унитарной вариацией напряжения существуют и локальные изменения напряжения электрического поля. На Рис.5 эти изменения хорошо видны.
Далее из того же Рис.5 мы видим, что, как правило, напряженность электрического поля Земли проходит через максимум весной и минимум в конце лета – осенью. Это связано с уникальными свойствами воды. Как известно у воды очень высокая диэлектрическая проницаемость. Она равна 81. Если рассматривать электрическое поле Земли, как поле сферического конденсатора, а у нас для этого есть все основания, то диэлектрическая проницаемость среды между обкладками конденсатора сильно зависит от содержания влаги в атмосфере. С ростом влаги растет и диэлектрическая проницаемость атмосферы. Вот поэтому при одном и том же заряде конденсатора напряжение между обкладками обратно пропорционально количеству влаги в кубометре воздуха. Весной в атмосфере влаги по минимуму, напряжение электрического поля высокое. Ближе к осени влагосодержание атмосферы растет, напряжение электрического поля падает. Зимой напряжение электрического поля растет за счет того, что в атмосфере уменьшается количество жидкой влаги, так как часть ее переходит в твердую фазу, а диэлектрическая проницаемость высокая только у жидкой воды, у льда или снега диэлектрическая проницаемость низкая. Таким образом, можно предположить, ЧТО ЛОКАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НИЖЕ В РАЙОНАХ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ И СООТВЕТСТВЕННО ВЫШЕ В РАЙОНАХ С ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ. Нам это утверждение потребуется при рассмотрении зависимости нефтеотдачи пластов от электрического поля Земли. Вот такие краткие сведения по электрическому полю Земли.
Кварц в электрическом поле
В физике хорошо известно такое явление как пьезоэлектрический эффект, им обладают большинство полярных диэлектриков в том числе и КВАРЦ.
Жидкая вода в электрическом поле
Науке известно, что молекула воды обладает значительным дипольным моментом. Вот ее строение:
Здесь атом кислорода имеет избыточный отрицательный заряд, а атомы водорода избыточные положительные заряды. В итоге получается электрический диполь.
Нефть не является полярной жидкостью и на электрическое поле почти не реагирует.
Исходя из совокупности предоставленной информации, можем изобразить действие электрического поля, в том числе и электрического поля Земли, на водно-нефтяную эмульсию в окружении кварцевых кристаллов следующим образом:
Словами можно сказать следующее:
Электрическое поле на поверхности кристаллов кварца создает электрический заряд, направленный против внешнего электрического поля. Таким образом, внутри кристалла кварца электрическое поле отсутствует, а вот в зазоре между кристаллами кварца электрическое поле имеет свою натуральную величину. Если этот зазор заполнен водо-нефтяной эмульсией, то электрическое поле притягивает диполи воды к поверхности кварца, имеющей электрический заряд, нефть с поверхностного слоя вытесняется на средину зазора. Таким образом, электрическое поле сепарирует нефте-водную эмульсию, обогащая нефтью центральную часть зазора. А так как центральная часть эмульсии самая подвижная, по при приложении давления от нагнетательной скважины к приемной, в этом же направлении направится и обогащенный нефтью поток эмульсии. В конечном счете ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ТОМ ЧИСЛЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ СПОСОБСТВУЕТ УВЕЛИЧЕНИЮ НЕФТЕОТДАЧИ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА.
Исходя из этого суточные вариации электрического поля Земли можно использовать для увеличения нефтеотдачи нефтяных пластов. Это та же электрокинетическая добыча нефти, только электрическое поле в пласте создается не искусственно, а используются суточные колебания электрического поля Земли.