Воздействие акустического поля на фильтрацию двухфазной жидкости в пористом коллекторе тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

ОС334Э1 169

На правах рукописи

ЧЕРЕМИСИН АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

ВОЗДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ФИЛЬТРАЦИЮ ДВУХФАЗНОЙ ЖИДКОСТИ В ПОРИСТОМ КОЛЛЕКТОРЕ

01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 4 фЕВ 2010

Тюмень-2010

003491169

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения РАН

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Пальчиков Евгений Иванович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

Сибиряков Борис Петрович

доктор физико-математических наук, профессор

Федоров Константин Михайлович

Ведущая организация:

ОАО «СибНИИНП», г. Тюмень

Защита состоится 19 февраля 2010 г. в 15 час на заседании диссертационного совета ДМ 212.274.09 при Тюменском государственном университете по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Перекопская, д. 15л.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного университета по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Семакова, д. 10.

Автореферат разослан «18» января 2010 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета, «-—~~""ТТ"7-

к.ф.-м. н., доцент —' Мусакаев Н.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Опыт разработки месторождений показывает, что виброакустические методы являются неотъемлемой частью комплексного воздействия на пласты. Во-первых, это воздействие естественного волнового фона, создаваемого нестационарным режимом работы скважинного оборудования, их периодическими пусками и остановками, приливными волнами и сейсмической активностью земной коры. Во-вторых, это процесс управляемого виброакустического воздействия на пласты, который в настоящее время изучен недостаточно полно.

Метод управляемого виброакустического воздействия на продуктивные нефтенасыщенные пласты разрабатывается с 70-х годов прошлого столетия. В настоящее время этот метод широко апробирован в различных геолого-физических условиях для интенсификации скважинной добычи углеводородов. Существует много экспериментальных работ, свидетельствующих о том, что воздействие на нефтенасыщенный пласт с частотами от единиц до тысяч герц увеличивает приток нефти к исследуемой скважине и уменьшает ее обводненность.

Наиболее тщательно разработаны физические основы; различные варианты базовых технологий и технических решений для промышленной реализации виброакустического воздействия на призабойную зону скважин с целью восстановления ее проницаемости и интенсификации притока жидкости, но вопрос о механизмах влияния на удаленную промытую зону остается открытым.

Существуют разные точки зрения на механизм виброакустического воздействия, но на сегодняшний день непротиворечивых концепций, к сожалению, нет. Также не существует единой математической модели, позволяющей полностью описать и количественно рассчитать влияние виброакустических колебаний на гидродинамику вытеснения нефти водой.

В связи с этим, изучение и прояснение физического механизма акустического воздействия на многофазную фильтрацию в пористой среде, создание на этой основе адекватного математического аппарата и методической базы для разработки новых и совершенствования существующих технологий воздействия является актуальной задачей, решаемой в диссертации.

Задача исследования - совершенствование методов акустического воздействия на нефтенасыщенный поровый коллектор с помощью построения математической модели и алгоритмов расчета влияния акустических колебаний на процесс фильтрации двухфазной жидкости в пористой среде, а именно: устанавливающих связь между параметрами волнового поля и изменениями филь-трационно-емкостных характеристик коллектора, в частности остаточной нефтенасыщенности. Защищаемые научные результаты.

• Полуэмпирическая модель, основанная на резонансном механизме воздействия и устанавливающая связь параметров поля акустических колебаний с

изменениями фильтрационно-емкостных свойств пористого коллектора, в частности остаточной нефтенасыщенности.

• Гидродинамическая модель фильтрации двухфазной жидкости в пористой среде и алгоритмы расчета, позволяющие количественно учесть влияние акустических колебаний на остаточную нефтенасыщенность, проницаемость фаз и, как следствие, на решение уравнений фильтрации.

• Результаты расчета эффективности акустического воздействия на нефтеотдачу коллектора в модельных задачах разработки нефтяных месторождений.

Научная новизна работы.

• Предложены полуэмпирическая модель и алгоритмы расчетов, позволяющие учитывать воздействие поля упругих акустических колебаний на остаточную нефтенасыщенность, на основе резонансного механизма влияния акустических колебаний на капиллярно-защемленную нефть.

• Получена связь спектра собственных частот колебаний капиллярно-защемленной нефти со структурой порового пространства коллектора, его текущей нефтенасыщенностью и внешним градиентом давления.

• Показано, что резонансное воздействие упругих акустических колебаний с частотами 300 - 3000 Гц (в зависимости от параметров коллектора) на капиллярно-защемленную часть остаточной нефти уменьшает остаточную нефтенасыщенность и увеличивает фазовую проницаемость по нефти при данном градиенте давления в пласте, обусловленном работой добывающих и нагнетательных скважин.

• Создан трехмерный гидродинамический симулятор, позволяющий моделировать фильтрацию двухфазной жидкости в пористой среде, основу которого составляют общепринятые вычислительные методы решения уравнений тепло- и массопереноса в пористых средах с учетом акустического воздействия на остаточную нефтенасыщенность и фазовую проницаемость нефти.

• На основе гидродинамического моделирования процесса разработки модельных месторождений показано, что эффективное применение источников акустических колебаний может быть достигнуто при соответствующем подборе параметров излучателей, а именно: спектра частот, диаграммы направленности излучения, расположения источника, его мощности, исходя из геолого-физических характеристик и условий разработки участка пласта до воздействия.

• На основе опубликованных экспериментальных данных разработан полуэмпирический алгоритм оценки влияния неупругой деформации недо-уплотненных коллекторов на фильтрацию двухфазной жидкости и параметры резонансного акустического воздействия, применение которого в численных моделях показало, что неупругая деформация, уменьшая пористость и проницаемость коллектора, приводит к увеличению собственных частот капиллярно-защемленной нефти, а также приводит к перераспределению насыщенностей.

Достоверность результатов диссертации основана на корректной теоретической постановке задач, математическом обосновании применяемых методов и алгоритмов; использовании фундаментальных уравнений фильтрации многофазных жидкостей, общепринятых уравнений распространения акустических волн в насыщенной пористой среде, и подтверждена согласованием полученных численных результатов с данными проведенных экспериментов.

Практическая значимость результатов. Полученные в диссертационной работе результаты могут быть использованы для совершенствования волновых методов увеличения нефтеотдачи коллекторов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены в докладах на конференциях: «Особенности моделирования разработки гранулярных коллекторов с упруго-пластическими свойствами» (Научно-практическая конференция «Перспективы нефтегазоносности ЗападноСибирской нефтегазовой провинции», г. Тюмень, 2003 г.); «Моделирование неупругой деформации в коллекторах» (ВНКСФ, г. Новосибирск, 2006 г.); «Виброакустическая неустойчивость капиллярно-защемленной нефти и ее влияние на процесс фильтрации» («Акустика неоднородных сред IX», г. Новосибирск, 2006 г.); «Виброакустическое воздействие на процесс разработки нефте-насыщенных коллекторов» («Научно-практическая конференция, посвященная 55-летию ХантыМансийскГеоФизика», г. Ханты-Мансийск, 2006 г.); «Численное исследование влияния неупругой ползучей деформации нефтенасыщенных гранулярных пористых сред на процесс их разработки» (Всероссийская конференция «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций», г. Новосибирск, 2006 г.).

Диссертационная работа также представлялась на геофизических семинарах в Институте нефтегазовой геологии и геофизике им. A.A. Трофимука СО РАН, на лабораторных и объединенных семинарах Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, на семинарах в Институте горного дела СО РАН.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 работ, из них в ведущих научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией, - 2, в материалах научных конференций- 3, в тезисах докладов- 1.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из оглавления, введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 168 страницах, содержит 48 рисунков и 7 таблиц.

Благодарности. За участие в формировании научных взглядов, руководство при написании работы, всестороннюю поддержку и внимание автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, кандидату технических наук, доценту Пальчикову Евгению Ивановичу (Институт гидродинамики им. М.А.Лаврентьева).

За ценные замечания и рекомендации к диссертационной работе и автореферату автор выражает искреннюю благодарность доктору технических наук, профессору, заведующему лабораторией прикладной геомеханики ИФЗ РАН Николаевскому Виктору Николаевичу.

Также автор выражает искреннюю признательность Кубиновой Наталье Александровне (редактор журнала «ФИЗИКА ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА») за методические рекомендации и помощь при подготовке текста диссертации и автореферата.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, приведена научная новизна и выносимые на защиту положения.

В первой главе, в параграфе 1.1, проанализированы опубликованные экспериментальные работы, связанные с виброакустическим воздействием на фильтрационные процессы в нефтенасыщенном коллекторе. К ним относятся: 1) сейсмическое воздействие с земной поверхности; 2) акустическое воздействие от источника, расположенного вблизи забоя скважины.

Рассмотрены и проанализированы теоретические модели виброакустического воздействия. Изученные модели условно можно разделить на шесть групп. Внутри каждой из этих групп влияние воздействия связывается со следующими факторами:

• Влияние напряженного состояния и неоднородности структуры пористой среды на процесс фильтрации многофазной жидкости.

• Существование автоколебаний в процессах фильтрации многофазной жидкости и в многопластовой системе в целом, а также возможность их резонансного взаимодействия с сейсмическими и акустическими волнами.

• Влияние акустических колебаний на процесс фильтрации многофазной жидкости за счет дегазации флюида.

• Изменение реологических характеристик пластового флюида: изменение вязкости за счет увеличения температуры и т.д.

• Влияние капиллярных эффектов на процесс фильтрации многофазной жидкости в пористой среде.

• Изменения смачиваемости за счет акустических колебаний.

Анализ опубликованных работ показал, что виброакустическое воздействие на нефтеотдачу пласта представляет большой интерес для нефтяной промышленности. Вместе с тем следует отметить, что выполненные исследования по этим проблемам не обеспечивают полного представления о механизмах влияния волнового поля на процесс фильтрации многофазных флюидов и нефтеотдачу коллекторов. Кроме того, как правило, отсутствуют способы, позволяющие проектировать и прогнозировать параметры такого воздействия для повышения эффективности разработки нефтяных месторождений.

Далее, в параграфе 1.2, приведена общая постановка задачи, решаемой в диссертационной работе, приведены этапы исследования. Показано, что задачу можно разделить на четыре подзадачи, решаемые последовательно: 1. Расчет затухания акустических волн при их распространении в насыщенных пористых средах.

2. Разработка полуэмпирической модели изменения остаточной нефтенасы-щенности за счет резонансного воздействия акустического поля.

3. Создание гидродинамической модели процесса фильтрации двухфазной жидкости с изменяемой остаточной нефтенасыщенностью.

4. Решение модельных задач разработки нефтяных месторождений при наличии источников волнового поля, установленных вблизи забоя скважин.

Параграф 1.3 посвящен описанию распространения акустических колебаний в пористых насыщенных средах. Так, в параграфе (п. 1.3.1) приведен обзор теорий, описывающих распространение акустических волн в пористых насыщенных средах. Рассмотрены следующие модели: среды Кельвина-Фойгта; среды Максвелла; стандартного линейного тела, сред с упругим последействием.

Далее в параграфе рассмотрена и изучена модель Био-Френкеля. В этой модели среда представляет собой пористое изотропное тело, материал скелета которого является идеально упругим; поры сообщаются между собой и заполнены вязкой жидкостью. Причина диссипации акустической энергии - вязкое трение между жидкой и твердой фазами (в работах В.Н. Николаевского учтен также теплообмен между фазами). Приведена система волновых уравнений данной модели:

Э2и, д2и. г -1 д2и, к-т 81/, д11.

пдЧ[±_ д'иг к аи^

Р1' д!2 ~ 2' дх2 крг(д1~д1]' где /?|2 - плотности фаз; - коэффициенты Ламе; К12 - модули сжимаемости фаз; к -коэффициент проницаемости; ш- коэффициент пористости; к - коэффициент вязкости жид-

г> К ' К 2 „ кости; К =-; К - сжимаемость породы в целом.

Частное решение волнового уравнения представляет собою плоскую продольную волну. При этом известно, что существуют два решения, определяющие две различные волны - первого и второго рода. Отметим, что волну первого рода связывают с продольными колебаниями твердого скелета синфазными с колебаниями в жидкости, волну второго рода - с противофазными колебаниями. Волна второго рода быстро затухает и в работе не рассматривается. Далее, в параграфе получены и проанализированы основные уравнения, определяющие затухание и скорость продольных волн первого рода.

В п. 1.3.2 приведена полуэмпирическая модель распространения акустических колебаний первого рода от установленного вблизи забоя скважины источника с заданными начальными условиями. Расчет коэффициентов поглощения и скорости волн основан на экспериментальных работах и на выводах из модели Био-Френкеля. Данная модель позволяет количественно рассчитать амплитуду волны (перепад давления) в любой точке коллектора с учетом поглощения и геометрического расхождения волны заданной формы.

Приведены расчеты параметров акустических полей (п. 1.3.3) в модельных коллекторах; показано, что акустическая волна с частотами в сотни герц может проникать в пласт на десятки и сотни метров.

Во второй главе диссертационной работы формулируется система уравнений фильтрации двухфазной жидкости в пористой среде и численный метод решения. Рассмотрены основные параметры, определяющие численное решение уравнений фильтрации, при прочих равных условиях: фазовые проницаемости по нефти и по воде, а также остаточная нефтенасыщенность.

В параграфе 2.1. приведена математическая система уравнений, описывающая фильтрацию двухфазной жидкости в пористой среде, при допущении того, что капиллярные силы учтены в фазовых проницаемостях (п.2.1.1):

... ->. д(р,-т^1)

«Ид. • + -^J- + q¡ =0,

от

-> к V, =—¡..V/»,

М,

где I - нефть, вода; р; - плотность ¡-й фазы; т, - пористость; - насыщенность ¡-й фазой; q¡ -плотность внешних источников где V,- вектор скорости фильтрации;= £■/($,....?„)-проницаемость ¡-й фазы; к - абсолютная проницаемость; - относительная фазовая

проницаемость ¡-й фазы; /л, - вязкость ¡-й фазы; р - давление, общее для всех фаз.

Для численного решения данной системы уравнений она была преобразована к следующему, так называемому «объемному» виду, при условии, что гра-

к к.

диенты давления малы, т.е. выполнено условие ■ — )• Ур « Р1 • — -Др:

И, А

-II + £

к,■ Л д{р,-т-з) 1

а ) & р,

V

Ед-а

где /Зм = -+ р - эффективная сжимаемость пор совместно с насыщающей их

жидкостью; Д - сжимаемости скелета породы и соответственно насыщающей жидкости.

Далее, в п. 2.1.2, приведена разностная схема и описан численный метод решения данной системы уравнений, основанный на неявном решении уравнений по давлению и явном решении по насыщенности (ГМРЕБ). Так как практический интерес представляет собой коэффициент извлечения нефти из пластовой системы, то под решением системы уравнений фильтрации, при заданных начальных и граничных условиях, в данной работе подразумевается КИН (коэффициент извлечения нефти) =(1-Коц/Кц), где Коц/Кц - отношение остаточной нефтенасыщенности к начальной во всей расчетной области.

Для проверки физической достоверности данной гидродинамической модели было проведено ее тестирование на известных аналитических решениях фильтрационных задач. Так, в (п. 2.1.3) была численно решена задача Баклея-Леверетта и показано совпадение численных и аналитических решений (рис. 12).

О 100 200 300

Расстояние от нагнетательной скважины, м

Рис. 1. Сравнение численного и аналитического решений задачи Баклея-Леверетта. Сплошные линии — аналитическое решение, точки — численное.

0 100 200 300 400 Расстояние от нагнетательной скважины, м

Рис. 2. Сравнение численного и аналитического решений задачи Баклея-Леверетта для более плотной сетки. Сплошные линии — аналитическое решение, точки - численное.

Параграф 2.2 посвящен решению уравнений фильтрации с учетом неупругой деформации коллектора. На основании опубликованных экспериментальных данных показано, что необратимая деформация изменяет абсолютную проницаемость и пористость коллектора по следующим зависимостям (п.2.2.2):

Am

ИТ J

V 5Р,фф(т)

дт

1

dz,

где

Ak = Am 4 ■ [l - (a - p ■ N )• &Kn + (a - /? ■ N) ■ Am J, эффективное давление; a,fi,-N - эмпирические коэффициенты;

£(') = )]• dx ; Н - функция Хэвисайда.

о

Также показано, что за счет необратимого изменения пористости, необратимая деформация ведет к перераспределению насыщенностей в пласте (п.2.2.3).

В параграфе 2.3 на основе опубликованных данных исследована зависимость фазовых проницаемостей по нефти и по воде, а также остаточной нефте-насыщенности от различных параметров, в том числе и от вытесняющего градиента давления. Определены относительные фазовые проницаемости по нефти и по воде; показано, что их зависимости можно представить в следующем общем виде (п. 2.3.1):

где Кон - остаточная нефтенасыщенность, Кн - начальная нефтенасыщенность, К- критическая водонасыщенность, в,<р,Я - полуэмпирические параметры.

Как видно из приведенных выше зависимостей, фазовые проницаемости зависят от многих параметров, но определяющим для диссертационной задачи является остаточная нефтенасыщенность, поэтому далее (п. 2.3.2) исследована ее структура и количественные характеристики. В первую очередь показано, что остаточная нефть при вытеснении ее водой из порового пространства слагается из следующих частей: адсорбированные на поверхности минералов углеводороды, капиллярно-защемленная и содержащаяся в тупиковых порах нефть. Капиллярно-защемленная нефть образуется в пористой гидрофильной среде в отдельно взятых порах, каналах или конгломератах пор в виде изолированных глобул, при этом внутри глобулы нефть является неразрывной фазой. В параграфе получено, что остаточная нефтенасыщенность описывается следующим полуэмпирическим выражением:

„ _ (1 -<р)Кн

i + EJ^.JjllLw р\

m juB

■+<р -К,

где |VP| - модуль градиента давления; m - пористость коллектора; в <р - коэффициенты, зависящие от особенностей строения коллектора; //„ - вязкость воды; Кн - начальная нефтенасыщенность.

Содержание третьей главы диссертации посвящено теоретическому исследованию механизма волнового воздействия на насыщенный многофазной жидкостью коллектор и связи параметров этого воздействия со структурой остаточной нефтенасыщенности и другими характеристиками пористой среды и насыщающих ее жидкостей, а также созданию математической модели, позволяющей количественно описать влияние акустического воздействия на остаточную нефтенасыщенность. Следует заметить, что предлагаемая в работе схема резонансного воздействия является развитием работ C.B. Сухинина, Ю.М. Заславского, Р.Ф. Ганиева и др.

Так, в параграфе 3.1 изучен возможный механизм резонансного воздействия, определяющий влияние акустического воздействия на капиллярно-защемленную нефть. На основе анализа как теоретических работ, так и лабораторных исследований (Ю.М. Заславский, C.B. Сухинин, В.П. Дыбленко и др.) показано, что: во-первых, капиллярно-защемленная глобула нефти представляет собой осциллятор, а во-вторых, возможно резонансное взаимодействие внешнего акустического поля упругих колебаний с капиллярно-защемленными глобулами нефти.

При этом распространяющаяся акустическая волна создает мгновенный градиент давления (В.Н. Николаевский), действующий на капиллярно-защемленные глобулы нефти дополнительно к градиенту давления, вызванного работой скважин. За счет резонансного усиления их собственных малых колебаний, при воздействии акустической волны, возможно возникновение «усиленного» эффективного градиента давления в акустической волне, совпадающего по направлению с градиентом внешнего давления (Р.Ф. Ганиев и др).

Максимально возможный коэффициент увеличения модуля градиента давления в акустической волне будет определяться уравнением колебаний с вязким демпфированием под воздействием внешней вынуждающей силы:

где а>1 - частота излучателя; w - собственная частота колебаний; уп =<о - коэффициент демпфирования.

Там же показано, что при данных предположениях остаточная нефтенасы-щенность с учетом акустического поля определяется следующей зависимостью, куда входит не только внешний градиент давления, но и резонансно-усиленный модуль градиента давления, действующий на глобулу со стороны акустической волны:

он ~-К f -к ,--~ + <Р-кЯ'

т Mb

где |VPßi. |-модуль градиента давления, действующего на капиллярно защемленную глобулу нефти со стороны акустической волн; Kamp - коэффициент усиления в резонансе.

Параграф 3.2 посвящен определению основных параметров, определяющих резонансно-усиленный перепад давления, действующий на глобулу, таких как: собственная частота колебаний, коэффициент демпфирования и вынуждающая сила.

В п. 3.2.2, опираясь на то, что жесткость глобулы определяется капиллярным противодавлением и сечением глобулы, а ее масса - объемом и плотностью, получена собственная частота колебаний капиллярно-защемленной нефти, используя только макро-характеристики порового коллектора:

3-1 VP I -(1----)

(2-Z)-Ä(l-Z)

где Z - доля пор, из которых, при данном градиенте давления, была вытеснена нефть (определено через градиент давления и эмпирические параметры в п.2.3.2); Л(1 -Z) - коэффици-

(1-7)

ент увеличения фильтрационного сопротивления; ря - плотность нефти; Rtl =--г - pain ■ Z

диус глобул; гср - средний радиус пор, из которых, при данном градиенте давления, была вытеснена нефть.

Коэффициент демпфирования получен в п. 3.2.3 решением задачи о поглощении энергии колеблющейся жидкости в тонком капилляре, учитывая потери на вязкое трение и теплообмен с породой:

Vi»

rd=----In

2-r-o)

1-

v

Л.

л/2-

где V- кинематическая вязкость нефти, м2/с; температуропроводность насыщенной пористой среды; с - скорость звука; ср 1сг - отношение теплоемкостей нефти; г - критический радиус капилляров, ниже которого движение нефти блокировано капиллярными силами.

При распространении акустической волны в системе пористый скелет-жидкость возникает дополнительный градиент давления как в скелете, так и в

жидкости. Дополнительный градиент давления в жидкости определит мгновенную «дополнительную» фильтрацию в соответствии с законом Дарси.

На основании уравнений сохранения количества движения при течении однофазной жидкости в пористом коллекторе и на основании эмпирических зависимостей для относительной фазовой проницаемости по воде, получен дополнительный градиент давления, действующей на капиллярно-защемленную глобулу нефти (п. 3.2.4):

2-1 Ур® | •(!----)

IV, и——,

где | Ур" | - модуль градиента давления акустической волны.

Параграф 3.3 подытоживает материалы, изложенные в параграфах 2.1 -З.2., и содержит систему уравнений фильтрации двухфазной жидкости в пористой среде с учетом резонансного акустического воздействия на остаточную нефтенасыщенность.

В параграфе 3.4 численно решена модельная задача разработки кругового пласта с законтурным заводнением с добывающей скважиной в центре и установленным источником акустических колебаний вблизи ее забоя. Приведены оценки некоторых параметров в радиальной окрестности добывающей скважины:

• распределения собственных частот колебаний капиллярно-защемленной нефти (рис. 3).

• изменения остаточной нефтенасыщенности под влиянием акустических колебаний, в зависимости от параметров пласта и дебита скважины (рис.

4).

К

Расстояние от скважины, м

1-1-,-1-1-1-1-;-,-1

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Остаточная нефтенасыщенность

Рис 4. Собственная частота колебаний для капиллярно-защемленной части от остаточной нефтенасыщенности и проницаемости

Рис. 3. Изменение остаточной нефтенасыщенности в окрестности добывающей скважины под воздействием акустических колебаний

На основе выполненного моделирования показано, что акустическое воздействие может существенно понизить остаточную нефтенасыщенность, тем самым, повлияв на решение уравнений фильтрации.

Далее, в параграфе 3.5, изучен вопрос о возможном резонансном поглощении акустических колебаний. При акустическом резонансном воздействии на

остаточную нефтенасыщенность дополнительная энергия, необходимая для вовлечения ранее неподвижных глобул нефти в движение, «закачивается» из акустической волны. При этом на некоторых частотах будет существовать аномальное поглощение. Показано, что выражение, определяющее дополнительный коэффициент затухания волны в локальной зоне коллектора, будет:

где г] - дополнительный коэффициент затухания 1/м; /„ - фазовая проницаемость по нефти; р0- плотность жидкости; с- скорость звука в коллекторе; IV/Л | - дополнительный градиент давления, действующий на капиллярно-защемленную глобулу нефти.

Четвертая глава диссертации посвящена практическим вопросам применения теории акустического воздействия на моделях месторождений, а именно, вопросам совершенствования технологии акустического воздействия. Качественно и количественно изучено влияние акустического поля на решение уравнений фильтрации двухфазной жидкости в пористых средах на модельных задачах.

Используя созданную гидродинамическую модель с учетом акустического воздействия, подробно описанную во второй и третьей главах диссертационной работы, численно решен ряд модельных задач разработки месторождений, позволяющих проектировать технологию акустического воздействия на нефте-насыщенный коллектор.

Во всех численных задачах разработки использовалась геолого-гидродинамическая модель небольшого месторождения, размерами 1,5 х 1,5 км, с нефтенасыхценной толщиной от 1 до 10 м. Сверху и снизу пласт перекрыт глинистым неколлектором. Пласт разрабатывался по пятиточечной системе разработки с плотностью скважин 27 га/скв. Начальное пластовое давление составляло 20 МПа. Дебит добывающих скважин был ограничен давлением дегазации на забое - 10 МПа, приемистость нагнетательной скважины - давлением 40 МПа на забое. Проницаемость по пропласткам, их количество, толщины, а также пористость, начальные насыщенности варьировались в задачах в широких пределах.

Во всех моделях в качестве излучателя применялся излучатель длиной 30 см, диаметром 10 см, с удельной мощностью 0,75 Вт/см2, установленный вблизи забоя добывающих скважин и работающий на определенной частоте (или заданном спектре частот).

Численное решение уравнений фильтрации прекращалось после достижения обводненности по всем добывающим скважинам 97%. Далее оценивался коэффициент извлечения нефти (КИН) как с воздействием, так и без него и определялось его относительное повышение: Д(%) = (К1Шт:п - КИН)!КИН 100%.

Одной из основных задач акустического воздействия является выбор частоты воздействия на нефтенасыщенный коллектор, поскольку данная характеристика во многом определяет степень воздействия на коллектор. Поэтому в параграфе 4.1 выполнена серия расчетов вариантов разработки данного месторождения как с учетом акустического воздействия на различных частотах, так и без него. Для различных типов коллекторов была определена частота, воздействие на которой приводит к максимальному повышению КИН. На рисунке 5 объединены результаты данных расчетов: показана зависимость оптимальной частоты воздействия в зависимости от проницаемости, а также соответствующее увеличение КИН.

При несбалансированной системе отбора и закачки в процессе разработки месторождения возможно снижение пластового давления в окрестности скважин на 5-10 МПа. При таком снижении давления может быть превышен порог прочности пород на сжатие и возможна не только упругая, но и неупругая деформация, при которой пористость может существенно уменьшиться (как показано в параграфе 2.2). В этом случае соответственно должны измениться и характерные собственные частоты остаточной нефтенасыщенности, что приведет к изменению степени акустического воздействия. Поэтому в параграфе 4.2 оценивалась оптимальная частота воздействия в случае деформированного коллектора. Все серии расчетов были аналогичны расчетам в первом параграфе.

При сравнении с результатами для недеформированного коллектора видно, что оптимальная частота воздействия возрастает в силу увеличения собствен-

—Частота —Повышение КИН

—Частота 1- Повышение КИН

Проницаемость, ыД

Рис. 5. Частота воздействия и соответствующее максимальное повышение КИН для пластов различной средней проницаемости

О 50 100 150 200 250 300 350 Проницаемость, иД

Рис. 6. Частота воздействия и соответствующее максимальное повышение КИН для пластов, подверженных неупругой деформации

ных частот капиллярно-защемленной нефти, из-за снижения пористости и проницаемости коллектора. Также, в силу того, что затухание волны на высоких частотах более сильное, уменьшается зона влияния акустического воздействия и соответственно снижается эффект (рис. 6).

Применение акустических источников в скважинах влечет за собой увеличение стоимости эксплуатации, поэтому необходимо при проектировании воздействия для каждой стадии разработки данного участка месторождения оптимизировать момент включения и время работы источника. В соответствии с этим, в параграфе 4.3 решена задача определения выгодной для включения ис-

точников стадии разработки месторождения. Для этого, на основе вышеописанной модели, проведен ряд расчетов с установленными источниками в скважинах, которые включались в различные стадии разработки месторождения и работали до ее окончания. Показано, что конечный коэффициент извлечения нефти практически не зависит от стадии разработки, когда был включен источник. Т.е. выгоднее всего использовать акустическое воздействие на завершающей стадии разработки, когда скважины полностью обводнены. Это легко объяснить тем, что только на завершающей стадии разработки нефть представляет собой разрывную фазу в виде отдельных глобул.

В параграфе 4.4 изучен вопрос влияния собственных колебаний дебетов скважин на процесс разработки как с акустическим воздействием, так и без него. Эти колебания наблюдаются на реальных месторождениях, связанные с существованием собственных частот как всего резервуара в целом, так и его частей. Колебания резервуара являются откликом на различного рода воздействия на пластовую систему (пуски и остановки скважин, приливные волны и т.д.).

Для их моделирования использовалась модель описанного выше месторождения, но дебиты скважин задавались периодическими, с амплитудой 20% (от максимального) и с различной частотой колебаний: от нескольких минут до нескольких недель.

Расчеты показали, что для пласта с различными средними проницаемостя-ми наблюдаются колебания нефтеотдачи в зависимости от частоты колебаний дебитов на скважинах, причем это отмечается как для разработок резервуара с воздействием, так и без него. По сравнению с модельными задачами, где не учитывалось периодическое изменение дебитов, присутствует существенное увеличение нефтеотдачи (как относительной, так и абсолютной). Это легко объяснить изменением притока к скважинам и периодической стимуляцией зоны влияния, а также подтягиванием ранее неподвижных целиков нефти.

Таким образом, для выбора оптимальных параметров работы скважины и проектирования воздействий на нее одним из шагов должен быть анализ истории, оценка периода и амплитуды колебаний дебита скважины.

Поэтому, можно предположить, что для повышения нефтеотдачи коллектора необходимо не только проектировать различные виды воздействия, но и пытаться создать естественный фон, например, регулируя последовательность остановок скважин и пуска их в работу, а возможно, и частоту вращения рабочего вала ЭЦН (используя его как искусственный и постоянный источник акустических колебаний).

Также важный параметр, определяющий эффективность акустического воздействия, - это положение излучателя относительно продуктивной зоны. Поскольку, как правило, продуктивная зона представляет набор пропластков с различными проницаемостями, и размеры излучателя много меньше ее толщины, то понимание оптимального размещения источника является одним из важнейших параметров.

В параграфе 4.5 на модельных задачах найдено оптимальное местоположение акустического источника в пластах, представляющих собой набор пропластков с различными проницаемостями. Для этого в гидродинамической мо-

дели месторождения пласт был разбит на пропластки с различными проницае-мостями, и источник, в каждом из расчетов, помещался напротив одного из них. Показано, что выгоднее располагать излучатель напротив менее промытых пропластков из более высокопроницаемой части разреза.

В параграфе 4.6 для проверки физической достоверности резонансной модели акустического воздействия приведены результаты моделирования натурных испытаний, проходивших на Самотлорском месторождении в 19992000 гг. на одной из остановленных по причине отсутствия притока к скважине (до остановки - 7 т/сут при обводненности 50%).

Краткое описание проведенного эксперимента: проведена ультразвуковая обработка призабойной зоны скважины, после чего скважина вышла на стабильный дебит 30 т/сут, с обводненностью 50 %. После был спущен источник, работающий на частотах от 100 до 400 Гц, мощностью 6 кВт. После начала работы источника обводненность по данной скважине снизилась с 50 до 35%, оставаясь на этом уровне в течение месяца, после отключения источника обводненность приблизилась к прежнему уровню.

Для моделирования данного натурного эксперимента была создана геолого-гидродинамическая модель данного участка месторождения, после чего моделировалась работа скважины до, во время и после воздействия. Результаты моделирования показали удовлетворительное согласие экспериментальных и расчетных данных. В частности, расчетная обводненность продукции скважины с хорошей точностью совпала с реальными промысловыми данными, полученными во время эксперимента.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложены полуэмпирическая модель и алгоритмы расчета изменения остаточной нефтенасыщенности вследствие резонансного воздействия акустического поля на пористый коллектор.

2. Получена связь спектра собственных частот колебаний капиллярно-защемленной нефти со структурой порового пространства коллектора, его текущей нефтенасыщенностью и внешним градиентом давления.

3. Разработана гидродинамическая модель процесса фильтрации двухфазной жидкости с изменяемой остаточной нефтенасыщенностью.

4. На основе экспериментальных данных других авторов создан полуэмпирический алгоритм учета неупругой деформации недоуплотненных коллекторов при фильтрации двухфазной жидкости. Показано, что неупругая деформация уменьшает пористость и проницаемость коллектора, а также приводит к увеличению собственных частот капиллярно-защемленной нефти и к перераспределению насыщенностей.

5. Проведены расчеты применительно к результатам полевых испытаний эффективности акустического воздействия на Самотлорском месторождении. Результаты расчетов согласуются с результатами полевых испытаний с точностью в 15-20 %.

6. Решен ряд модельных задач разработки нефтяных месторождений при наличии источников волнового поля, установленных вблизи забоя скважин. Анализ полученных решений показал, что:

• акустическое воздействие следует применять на завершающей стадии разработки при высокой обводненности добывающих скважин,

• при воздействии на неоднородные коллекторы источник следует располагать возле менее промытых пропластков высокопроницаемой части коллектора,

• частота эффективного волнового воздействия зависит от ряда факторов таких, как проницаемость коллектора, от подверженности его неупругой деформации и т.д. При прочих равных условиях с увеличением проницаемости частота уменьшается (30 мД - 1300 Гц, 100 мД -1100 Гц, 300 мД - 900 Гц), а при неупругой деформации коллектора -увеличивается (до 50%),

• при воздействии на зону вытеснения нефти водой с частотой 500 -3000 Гц остаточная нефтенасыщенность может быть уменьшена локально на 5-10 %, а коэффициент извлечения нефти может быть увеличен на 5 %.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Черемисин А.Н., Черемисин H.A., Сонич В.П. Особенности моделирования разработки гранулярных коллекторов с упруго-пластическими свойствами // Нефтяное хозяйство. 2004. № 2. С. 60-62.

2. Черемисин А.Н., Черемисин H.A. Проектирование необходимого спектра частот и оптимальной интенсивности волновых воздействий на пласт // Нефтяное хозяйство. 2007. № 6. С. 61-65.

3. Черемисин А.Н., Черемисин H.A. Виброакустическая неустойчивость капиллярно-защемленной нефти и влияние волнового фона на нефтеотдачу пластов // Динамика сплошной среды: Сб. науч. тр./ Ин-т гидродинамики СО РАН. 2007. Вып. 124. С. 67-74.

4. Черемисин А.Н., Черемисин H.A. Особенности моделирования разработки гранулярных коллекторов с упруго-пластическими свойствами. // Перспективы нефтегазоносности Западно-Сибирской нефтегазовой провинции. // Материалы научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования Тюменской области.-Тюмень,- 2004,- С.305-309.

5. Черемисин H.A., Черемисин А.Н., Сонич В.П. Численное исследование влияния неупругой деформации ползучести нефтенасыщенных гранулярных пористых сред на процесс их разработки // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций: Тез. докл. Все-росс. конф. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. С. 130.

6. Черемисин А.Н., Черемисин H.A., Пальчиков Е.И. Моделирование неупругой деформации в коллекторах // ВНКСФ-12. Материалы конференции, информационный бюллетень. Изд-во Екатеринбург, АСФ России, 2006. С. 623-624.

Черемисин Александр Николаевич Воздействие акустического поля на фильтрацию двухфазной жидкости в пористом коллекторе Автореф. дисс. на соискание учёной степени кандидата тех. наук. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Типография АПринт

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ВОЛНОВОЕ ПОЛЕ В НАСЫЩЕННЫХ ПОРИСТЫХ СРЕДАХ.

1 1 Анализ теоретических, экспериментальных и промыс новых работ по волновому воздействию на параметры неф1енасыщенн0г0 коллектора

12 Постановка диссертационном зад<ччи

1 3 лкус1 ичес kof поле в насыщенной пористои среде

13 1 Обзор теорий распространения акустических вочн в насыщенных средах

132 Полуэмпирическая моде ib распространения акустических кочеваний

13 3 Расчеты акустических полей

ГЛАВА 2. ФИЛЬТРАЦИЯ ДВУХФАЗНОЙ ЖИДКОСТИ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ.

2 1 1 идродинамическая модель

211 Математические уравнения фильтрации

2 12 PcijHOcmiibie с\емы и числспныи метод решения)равнений фильтрации

2 11 Чисченное решение тестовых задач фильтрации

2 2 фильтрация в неупруго-деформированном нефтенасыщенном коллекторе

2 2 1 Условия возникновения необратимой деформации

2 2 2 Изменение коллекторных свойств при неупругой деформации

2 2 3 Уравнение пье юпроводности ь ueynpv?o- деформируемой среде

2 3 основные параметры определяющие численное решение уравнении фильтрации

2 3 1 Фазовые проницаемости

2 3 2 Остаточная нефтенасыщенность

ГЛАВА 3. АКУСТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ФИЛЬТРАЦИЮ ДВУХФАЗНОЙ ЖИДКОСТИ В ПОРИСТОИ СРЕДЕ.

3 1 физич1 скии механизм воздействия 89 3 2 параме1ры, определяющ1 ie резонансное усиление

3 2 1 Собственные частоты колебаний в предельном случае 94 3 2 2 Собственные частоты колебании капшчярно-защемленной нефти в общем счучае 98 12 3 Коэффициент демпфирования 102 32 4 Градиент давчения действующий на капилчярно-защемчепную нефти

3 3 система уравнении филы рации с учетом акустического воздействия

3 4 численные оценки ак> стичьского воздействия на остаточную нефтенасыщенность 11о

3 5 резонансное поглощение акустических волн

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОНОВОГО И НАПРАВЛЕННОГО ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОЦЕСС ФИЛЬТРАЦИИ ДВУХФАЗНОЙ ЖИДКОСТИ И НЕФТЕОТДАЧУ КОЛЛЕКТОРА.

4 1 Частотная зависимость для пластов группы А (I и III литотипы коллектора) 128 4 2 Влияние неупругои деформации на параметры волнового воздействия . i зз

4 3 Эффективность воздеис i вия в зависимости от времени включения источников (I литотип)

4.4. влияние низкочастотного волнового фона колебаний дебитов скважин на эффрктивность виброакустических воздействий.

4.5. Выбор оптимального размещения источника в неоднородных коллекторах и выбор направленности волнового воздействия.

4.6. Моделирование натурных испытаний, проведенных на Самотлорском месторождении.

Актуальность работы. Опыт разработки месторождений показывает, что виброакустические методы являются неотъемлемой частью комплексного воздействия на пласты. Во-первых, это - воздействие естественного волнового фона, создаваемого нестационарным режимом работы скважинного оборудования, их периодическими пусками и остановками, приливными волнами и сейсмической активностью земной коры. Во-вторых, это - процесс управляемого виброакустического воздействия на пласты, который в настоящее время изучен недостаточно полно.

Метод управляемого виброакустического воздействия на продуктивные нефтенасыщенные пласты разрабатывается с 70-х годов прошлого столетия. В настоящее время этот метод широко апробирован в различных геолого-физических условиях для интенсификации скважинной добычи углеводородов. Существует много экспериментальных работ, свидетельствующих о том, что воздействие на нефтенасыщенный пласт с частотами от единиц до тысяч герц увеличивает приток нефти к исследуемой скважине и уменьшает ее обводненность.

Наиболее тщательно разработаны физические основы; различные варианты базовых технологий и технических решений для промышленной реализации виброакустического воздействия на призабойную зону скважин с целью восстановления ее проницаемости и интенсификации притока жидкости, но вопрос о механизмах влияния на удаленную промытую зону остается открытым.

Существуют разные точки зрения на механизм виброакустического воздействия, но на сегодняшний день непротиворечивых концепций, к сожалению, нет. Также не существует единой математической модели, позволяющей полностью описать и количественно рассчитать влияние виброакустических колебаний на гидродинамику вытеснения нефти водой.

В связи с этим изучение и пояснение физического механизма акустического воздействия на многофазную фильтрацию в пористой среде, создание на этой основе адекватного математического аппарата и методической базы для разработки новых и совершенствования существующих технологий воздействия являются актуальной задачей, решаемой в диссертации.

Цель исследования - совершенствование методов акустического воздействия на нефтенасыщенный гидрофильный поровый коллектор.

Задача исследования - построение физико-математической модели и алгоритмов расчета влияния акустических колебаний на процесс фильтрации двухфазной жидкости в пористой среде, а именно: устанавливающих связь между параметрами волнового поля и изменениями фильтрационно-емкостных характеристик коллектора, в частности - остаточной нефтенасыщенности. Защищаемые научные результаты.

• Полуэмпирическая модель, основанная на резонансном механизме воздействия и устанавливающая связь параметров поля акустических колебаний с изменениями фильтрационно-емкостных свойств пористого коллектора, в частности остаточной нефтенасыщенности.

• Гидродинамическая модель фильтрации двухфазной жидкости в пористой среде и алгоритмы расчета, позволяющие количественно учесть влияние акустических колебаний на остаточную нефтенасыщенность, проницаемость фаз и, как следствие, на решение уравнений фильтрации.

• Результаты расчета эффективности акустического воздействия на нефтеотдачу коллектора в модельных задачах разработки нефтяных месторождений.

Научная новизна работы.

• Предложены полуэмпирическая модель и алгоритмы расчетов, позволяющие учитывать воздействие поля упругих акустических колебаний на остаточную нефтенасыщенность, на основе резонансного механизма влияния акустических колебаний на капиллярно-защемленную нефть,

Получена связь спектра собственных частот колебаний капиллярно-защемленной нефти со структурой порового пространства коллектора, его текущей нефтенасыщенностью и внешним градиентом давления. Показано, что резонансное воздействие упругих акустических колебаний с частотами 300 - 3000 Гц (в зависимости от параметров коллектора) на капиллярно-защемленную часть остаточной нефти уменьшает остаточную нефтенасыщенность и увеличивает фазовую проницаемость по нефти при данном градиенте давления в пласте, обусловленном работой добывающих и нагнетательных скважин.

Создан трехмерный гидродинамический симулятор, позволяющий моделировать фильтрацию двухфазной жидкости в пористой среде, основу которого составляют общепринятые вычислительные методы решения уравнений тепло- и массопереноса в пористых средах с учетом акустического воздействия на остаточную нефтенасыщенность и фазовую проницаемость нефти.

На основе гидродинамического моделирования процесса разработки модельных месторождений показано, что эффективное применение источников акустических колебаний может быть достигнуто при соответствующем подборе параметров излучателей, а именно: спектра частот, диаграммы направленности излучения, расположения источника, его мощности, исходя из геолого-физических характеристик и условий разработки участка пласта до воздействия.

На основе опубликованных экспериментальных данных разработан полуэмпирический алгоритм оценки влияния неупругой деформации недоуп-лотненных коллекторов на фильтрацию двухфазной жидкости и параметры резонансного акустического воздействия, применение которого в численных моделях показало, что неупругая деформация, уменьшая пористость и проницаемость коллектора, приводит к увеличению собственных частот капиллярно-защемленной нефти, а также приводит к перераспределению насыщенностей.

Достоверность результатов диссертации основана на математическом обосновании используемых методов и алгоритмов; использовании фундаментальных уравнений фильтрации многофазных систем, общепринятых уравнений распространения акустических волн в насыщенной пористой среде, корректной теоретической постановке задачи, а также полученных численных результатах, удовлетворительно описывающие проведенные эксперименты.

Практическая значимость результатов. Полученные в диссертационной работе результаты могут быть использованы для совершенствования волновых методов увеличения нефтеотдачи коллекторов.

Представление работы. Основные положения диссертационной работы представлялись в докладах на конференциях: «Особенности моделирования разработки гранулярных коллекторов с упруго-пластическими свойствами» (Научно-практическая конференция «Перспективы нефтегазоносности ЗападноСибирской нефтегазовой провинции», г. Тюмень, 2003 г.); «Моделирование неупругой деформации в коллекторах» (ВНКСФ, г. Новосибирск, 2006 г.); «Виброакустическая неустойчивость капиллярно-защемленной нефти и ее влияние на процесс фильтрации» («Акустика неоднородных сред IX», г. Новосибирск, 2006 г.); «Виброакустическое воздействие на процесс разработки нефтенасы-щенных коллекторов» («Научно-практическая конференция, посвященная 55-летию ХантыМансийскГеоФизика», г. Ханты-Мансийск, 2006 г.); «Численное исследование влияния неупругой ползучей деформации нефтенасы¡ценных гранулярных пористых сред на процесс их разработки» (Всероссийская конференция «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций», г. Новосибирск, 2006 г.).

Диссертационная работа также представлялась на геофизических семинарах в Институте нефтегазовой геологии и геофизике им. A.A. Трофимука СО РАН, на лабораторных и объединенных семинарах Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, на семинарах в Институте Горного дела СО РАН.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 работ, из них в ведущих научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией, - 2, материалов научных конференций- 3, тезисов докладов -1.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из оглавления, введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 168 страницах, содержит 48 рисунков и 7 таблиц.

Благодарности. За участие в формировании научных взглядов, руководство при написании работы, всестороннюю поддержку и внимание автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, кандидату технических наук, доценту Пальчикову Евгению Ивановичу (Институт гидродинамики им. М.А.Лаврентьева).

За ценные замечания и рекомендации к диссертационной работе и автореферату автор выражает искреннюю благодарность доктору технических наук, профессору, заведующему лабораторией прикладной геомеханики ИФЗ РАН Николаевскому Виктору Николаевичу.

Также автор выражает искреннюю признательность Кубиновой Наталье Александровне (редактор журнала «ФИЗИКА ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА») за методические рекомендации и помощь при подготовке текста диссертации и автореферата.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации приведен обзор теоретических, лабораторных и промысловых работ, связанных с сейсмическим и акустическим воздействием на фильтрацию жидкостей в поровом коллекторе. Также в первой главе поставлена задача диссертации, сделан обзор теорий распространения акустических колебаний в насыщенных пористых средах. Приведена полуэмпирическая модель распространения упругих акустических колебаний первого рода, позволяющая по заданным начальным условия оценить интенсивность колебаний в конкретной точке коллектора.

Во второй главе диссертационной работы рассматриваются уравнения, описывающие фильтрацию двухфазной жидкости в пористой среде, предлагается численное решение данных уравнений, основанное на неявном решении конечно-разностных уравнений по давлению и на явном решении уравнений по насыщенности. Особое внимание уделяется параметрам, в основном определяющим численное решение уравнений фильтрации при прочих равных условиях: фазовым проницаемостям по нефти и воде, а также остаточной нефтена-сыщепности. Так, на основе изучения связи величины остаточной нефтенасы-щенности со структурой и свойствами поверхности порового пространства и способом вытеснения разработаны алгоритмы расчета влияния акустических колебаний на процесс вытеснения нефти и величину остаточной нефтенасыщенно-сти в коллекторах различных пластов, в том числе и в неупруго-деформированном коллекторе.

В третьей главе диссертационной работы рассмотрен резонансный механизм влияния акустических колебаний на процесс фильтрации двухфазной жидкости в пористой среде. На основе анализа литературных данных и уравнения колебаний с вязким демпфированием под воздействием внешней вынуждающий силы предложена полуэмпирическая модель усиления колебаний капиллярно-защемленной нефти, позволяющая количественно и качественно оценивать влияние акустических колебаний на величину остаточной нефтенасыщенности и, как следствие, на фазовую проницаемость по нефти, а также учитывать их в уравнениях фильтрации двухфазной жидкости в пористой среде.

В четвертой главе диссертации на ряде приближенных к реальности моделей нефтенасыщенных залежей показано, что эффективное применение источников виброакустических колебаний возможно только при соответствующем подборе параметров излучателей (спектра частот, диаграммы направленности излучения, расположения источника и т.д.) исходя из условий разработки участка пласта до воздействия. Рассмотрены вопросы влияния естественного волнового фона на эффективность акустического воздействия и общую нефтеотдачу пластов.

Выводы по главе

Из приведенных в данной главе результатов решения модельных задач, направленных на изучение технологии виброакустического воздействия, можно сделать вывод, что виброакустическое воздействие существенно влияет на нефтеотдачу коллектора и на изменение фильтрационно-емкостных свойств коллектора. Для каждого типа пласта существует своя оптимальная частота воздействия, зависящая от многих параметров, и в частности от истории разработки месторождения.

Из экономических соображений и на основе проведенного моделирования можно сделать вывод, что самое выгодное время включения источников -это поздняя стадия разработки, при этом повышение нефтеотдачи практически не изменяется, но уменьшаются прямые и косвенные расходы на обслулсивание источников.

В главе 4 также изучен естественный низкочастотный фон колебаний де-битов скважин, при этом показано, что он положительным образом сказывается как на общей нефтеотдаче коллектора, так и на эффекте от волнового воздействия.

Из вышеизложенного следует, что теория резонансного воздействия хорошо описывает (точность 15-20 %) реальный эксперимент. Это позволяет сделать вывод, что основной эффект акустического воздействия в данном диапазоне частот - это, в первую очередь, влияние на капиллярно-защемленную нефть.

При этом за счет того, что в резонансе значение коэффициента усиления волны может достигать нескольких сотен, можно получить существенный перепад давления в акустической волне, который, воздействуя на капиллярно-защемленную нефть, увеличивает фазовую проницаемость по нефти и тем самым приводит к локальному снижению обводненности и, как следствие, к увеличению нефтеотдачи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе связи теории распространения акустических колебаний в пористых насыщенных средах, гидродинамической модели фильтрации и механизма резонансного воздействия на капиллярно-защемленную нефть создана математическая модель влияния упругих акустических колебаний на фильтрацию двухфазной жидкости в пористой среде, а именно:

1. Создана полуэмпирическая модель распространения упругих акустических колебаний в насыщенных пористых средах, основанная на теории БиоФренкеля и позволяющая оценивать перепад давления в волне в любой точке порового пространства.

2. На основе работ C.B. Сухинина, Р.Ф. Ганиева, Ю.М. Заславского и др. изучен и развит механизм акустического воздействия на капиллярно-защемленную нефть. Показано, что:

S капиллярно-защемленная в сужении поры глобула нефти является осциллятором, и ее колебания описываются уравнением упругих колебаний с вязким демпфированием под воздействием внешней вынуждающей силы;

S акустическая волна, распространяющаяся от установленного в скважине источника, может вызывать резонансные колебания глобул капиллярно-защемленной нефти и поэтому, несмотря на то, что воздействие со стороны акустической волны является знакопеременным, модуль градиента давления, действующий на данную глобулу в дополнение к внешнему перепаду давления, может быть усилен;

S воздействие на капиллярно-защемленную нефть будет зависеть от перепада давления в акустической волне и от коэффициента усиления в резонансе, определяемого собственной частотой колебаний, частотой волны и коэффициентом демпфирования.

3. На основе проведенных исследований разработаны математическая модель и алгоритмы расчета акустического влияния на фильтрацию двухфазной жидкости в пористом коллекторе, а именно: рассчитан спектр собственных частот колебаний капиллярно-защемленной нефти и установлена его связь со структурой порового пространства и текущей насыщенностью коллектора, несмешивающимися фазами и внешним градиентом давления;

V" рассчитаны коэффициенты демпфирования и соответственно коэффициент усиления, позволяющие оценивать дополнительный «усиленный» модуль градиента давления, действующий на капиллярно-защемленную нефть; разработаны полуэмпирическая модель и алгоритмы расчета, позволяющие количественно учесть влияние упругих акустических колебаний на остаточную нефтенасыщенность, проницаемость фаз и нефтеотдачу коллектора. Показано, что учет воздействия акустических колебаний в уравнениях фильтрации описывается путем введения дополнительного члена («усиленный» модуль градиента давления в акустического волне) в выражение остаточной нефтенасыщенности; создана трехмерная гидродинамическая модель фильтрации двухфазной жидкости в поровом коллекторе, позволяющая качественно и количественно оценивать влияние акустических колебаний на фильтрацию двухфазной жидкости в пористой среде, в частности на процесс вытеснения нефти водой; показано, что резонансное воздействие упругих акустических колебаний с частотами 300 - 3000 Гц на капиллярно-защемленную часть остаточной нефти уменьшает остаточную нефтенасыщенность и увеличивает фазовую проницаемость по нефти при данном градиенте давления в пласте, обусловленным работой добывающих и нагнетательных скважин.

4. На основе опубликованных экспериментальных данных разработан полуэмпирический алгоритм учета влияния неупругой ползучей деформации недоуплотненных коллекторов на фильтрацию двухфазной жидкости и параметры акустического воздействия.

5. На основе гидродинамического моделирования процесса разработки модельных месторождений показано, что эффективное применение источников акустических колебаний возможно только при соответствующем подборе параметров излучателей, а именно: спектра частот, диаграммы направленности излучения, расположения источника, его мощности, исходя из геолого-физических характеристик и условий разработки участка пласта до воздействия, а именно: для каждого типа коллектора существует оптимальная частота воздействия (например, для коллектора неподверженного деформации с про-ницаемостями: 30 мД - 1300 Гц, 100 мД - 1100 Гц, 300 мД - 900 Гц); ^ неупругая деформация, уменьшая пористость и абсолютную проницаемость коллектора, приводит к увеличению собственных частот капиллярно-защемленной нефти и оптимальных частот воздействия. Кроме того, неупругая деформация приводит к перераспределению насыщенно-стей в конкретной точке коллектора; для экономической рентабельности использования акустических источников и снижения затрат, в работе показано, что наиболее оправданным является поздняя стадия разработки при обводненности скважин, близкой к критической. При этом эффект от акустического воздействия практически такой же, как и при включении источников на более ранней стадии разработки; существует оптимальная форма волны, воздействие которой, при прочих равных условиях, дает максимальный эффект; ^ в сложнопостроенных и высоконеоднородных коллекторах выгоднее располагать излучатель напротив менее промытых пропластков из более высокопроницаемой части разреза. Последовательное передвижение излучателей по разрезу позволяет получить более высокий суммарный эффект; показано, что небольшие колебания дебитов скважин способствуют увеличению коэффициента извлечения нефти и положительно влияют на акустическое воздействие, что приводит к увеличению эффекта; ^ установлено, что результаты расчетов на модельных задачах хорошо согласуются с экспериментальными данными. В частности, проведено сравнение с данными промысловых экспериментов по исследованию эффективности акустического воздействия, совершенных на Самотлорском месторождении. Результаты гидродинамического моделирования данного эксперимента согласуются с результатами полевых испытаний с точностью 15 -20%.

Кроме того, в работе показано, что при распространении акустических волн в пористых гидрофильных средах, насыщенных двухфазной жидкостью, возможно существование дополнительного механизма затухания акустических колебаний, связанного с резонансным поглощением энергии волны капиллярно-защемленной частью остаточной нефти.

1. Сменковская П.Т. Влияние вибрации на тепло- и массоперенос в капиллярно-пористом материале// Инж.-физ. журн. 1965. Т. 9, № 2. С. 207-210.

2. Воропаев В.Н., Габалов О.С., Каныгин Р.Б. Влияние упругих колебаний звуковых частот на процесс фильтрации// Природа геофизических полей Северо-Востока СССР. Магадан, 1988. С. 95-100.

3. Царев В.П. Особенности нефтегазообразования в зонах тектоносейсмиче-ской активации. Новосибирск: Наука, 1988. 192 с.

4. Галимов Э.М. Изотопы углерода в нефтегазовой геологии. М.: Недра, 1973.364 с.

5. Гадиев С.М. Использование вибрации при добыче нефти. М.: Недра, 1977. 180 с.

6. Снарский А.Н. Определение влияния инфразвукового поля на скорость фильтрации нефти на элементарной модели пласта// Изв. вузов. Нефть и газ. 1982. № 1. С. 30-32.

7. Шамина О.Г., Паленов A.M., Ткаченко B.C., Якушина Н.А. Влияние вибрационного воздействия на влагонасыщение горных пород// Физика Земли. 1997. № i.e. 48-58.

8. Погосян А.Б., Симкин Э.М., Стремовский Э.В. и др. Сегрегация углеводородной жидкости и воды в пористой среде в поле упругих волн// Докл. АН СССР. 1989. Т. 307, № 3. С. 75-577.

9. Дыбленко В.П., Туфанов И.А., Сулейманов Г.А., Лысенко А.П. Фильтрационные явления и процессы в насыщенных пористых средах при виброволновом воздействии// Пути интенсификации добычи нефти. Уфа: Баш-НИПИнефть, 1989. С. 45-51.

10. Ащепков Ю.С. О фильтрационных особенностях неоднородных пористых сред в сейсмическом поле// Физ.-тех. проблемы разработки полез, ископаемых. 1989. № 5. С. 104-109.

11. Закиров С.Н., Шандрыгин А.Н., Белоненко В.Н., Аллакулов П.Э. Влияние акустического поля низкой частоты на капиллярную пропитку газонасыщенных пористых сред// Инж.-физ. журн. 1992. Т. 63, № 2. С. 232-236.

12. Островский Г.М., Иваненко А.Ю., Аксенова Е.Г. О пропитке сквозных капилляров с помощью периодического изменения давления// Теорет. основы хим. технологии. 1995. Т. 29, № 6. С. 607-611.

13. Симкин Э.М., Сургучев M.J1., Ахапкин М.Ю., Погосян А.Б., Ступоченко В.Е. Влияние упругих колебаний на капиллярную пропитку водой нефте-насыщенных пористых сред// Докл. АН СССР. 1991. Т. 317, № 6. С. 13341336.

14. Хавкин А.Я., Симкин Э.М., Погосян А.Б., Стремовский Э.В. Экспериментальные исследования особенностей применения вибровоздействия в глиносодержащих нефтяных пластах// Нефт. и газовая пром-сть. Сер. Нефтепромысловое дело. 1992. № 10. С. 26-28.

15. Димов C.B., Кузнецов В.В. Исследование влияния вибровоздействия на доизвлечение остаточной нефтенасыщенности несмачивающей фазы из пористой среды// Динамика сплошной среды: Сб. науч. тр./Ин-т гидродинамики СО РАН. 1997. № 112. С. 129-132.

16. Сухинин C.B., Ахметов Д.Г., Бесов A.C., Пальчиков Е.И. Влияние виброакустических воздействий на вытеснение нефти водой в образцах нефтяного коллектора// Там же. С. 217-225.

17. Афиногенов Ю.А. Стенд для определения водонефтегазоотдачи образцов горных пород, вибровозбудитель для этого стенда и результаты его испытаний// Там же. С. 15-23.

18. Бесов A.C., Пальчиков Е.И., Сухинин C.B. Влияние вибраций на протекание жидкости через пористый образец// Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей. Новосибирск, 1997. С. 14-16.

19. Сухинин С.В., Бесов А.С., Пальчиков Е.И. Физическое моделирование влияния виброакустических воздействий на нефтенасыщенный коллектор//Там же. С. 90-93.

20. Митрофанов В.П., Терентьев Б.В., Злобин А.А. Петрофизическое обоснование акустического стимулирования процессов вытеснения нефти водой// Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 1998. № 5. С. 22-26.

21. Митрофанов В.П., Терентьев Б.В., Матяшов С.В., Тараканов В.В. Влияние акустического воздействия на водопроницаемость и коэффициент вытеснения терригенных коллекторов// Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 1996. № 19. С. 36-40.

22. Ахметов А.Т., Губайдуллин А.А., Дудко Д.Н. Влияние импульсов давления на фазовую проницаемость природных кернов и особенности их распространения в насыщенных пористых средах// Изв. вузов. Нефть и газ. 1999. № 1.С. 30-34.

23. Shmonov V., Vitovtova V., Zharikov A. Experimental study of seismic oscillation effect on rock permeability under high temperature and pressure // Int.J.Rock Mech. and Min.Science. 1999. V. 36, № 3. P. 405-412.

24. Ермолин B.H., Деревянных Д.Н. Повышение проницаемости древесины жидкостями при переменном давлении// Изв. вузов. Лесной журн. 1999. № 4. С. 77-80.

25. Белоненко В.Н. Вибросейсмическая технология повышения углеводоро-доотдачи пластов// Новые технологии 21 век. 2000. № 4. С. 14-17.

26. Xiao M., Reddi N.L. Effect of vibrations on pore fluid distribution in porous media experimental investigations// Earth and Space 2004: Proc. of the 9 Biennial ASCE Aerospace Division Intern. Conf., Houston, Tex., March 7-10, 2004. P. 333-339.

27. Заславский Ю.М. Экспериментальное исследование влияния вибрации на фильтрацию воды мелкозернистым песком. Нижний Новгород, 2003. 12 с. (Препринт/РАН. Ин-т прикладной физики; № 631).

28. Заславский Ю.М. Изменение проницаемости пород при воздействии вибрации// Геофизика. 2004. № 3. С. 40-44.

29. Tutuka Ariadji. Effect of vibration on rock and fluid properties: on seeking the vibroseismic technology mechanisms// The 2005 Asia Pacific Oil & Gas Conference and Exhibition held in Jakarta, Indonesia, 5-7 April 2005. SPE 93112.

30. Астрахан И.М., Гадиев C.M. Влияние вибраций на истечение неньютоновских жидкостей// Инж.-физ. журнал. 1976. Т. 36, № 6. С. 1029-1032.

31. Белов С.В., Девисилов В.А., Кауханов С.Б. Фильтрация неньютоновских жидкостей через металлические сетки при вибрационном воздействии и в статических условиях// Изв. вузов. Машиностроение. 1986. № 2. С. 57-61.

32. Беляев Н.М., Дегтярев В.А., Чехута С.В. Экспериментальное исследование влияния вибраций на удерживающую способность капиллярных сетчатых разделителей фаз// Численное моделирование гидрогазодинамических течений. Днепропетровск, 1987. С. 77-82.

33. Снарский А.Н. Влияние инфразвукового поля на текущий дебит скважин// Изв. вузов. Нефть и газ. 1982. № 7. С. 34-35.

34. Барабанов В.Л., Гриневский А.О., Киссин И.Г., Перова Н.В., Славин С.С. Вибрационное сейсмическое воздействие на водо- и нефтенасыщенные среды результаты полевых экспериментов// Сейсмическое воздействие на нефтяную залежь. М., 1993. С. 142-165.

35. Киссин И.Г., Барабанов В.Л., Гриневский А.О. Об эффектах вибрационного воздействия на водо- и нефтенасыщенные пласты. М., 1987. 19 с. (Препринт/ АН СССР Ин-т физики Земли).

36. Урдуханов Р.И., Кузнецов В.В. О выборе частоты вибровоздействия на нефтяной пласт// Сейсмическое воздействие на нефтяную залежь. М., 1993. С. 165-176.

37. Садовский М.А., Абасов М.Т., Николаев A.B. Перспективы вибрационного воздействия на нефтяную залежь с целью повышения нефтеотдачи// Вестн. АН СССР. 1986. № 9. С. 40-43.

38. Симкин Э.М., Лопухов Г.П., Ащепков Ю.А., Холбаев Т.Х. Опытно-промысловые испытания вибросейсмического метода на месторождении Чангыр-Таш// Нефт. хоз-во. 1992. № з. с. 41-43.

39. Курленя М.В., Симонов Б.Ф., Сердюков С.В., Чередников E.H., Колодяж-ный С.А. Об эффективности вибросейсмического воздействия с дневной поверхности на нефтепродуктивные пласты// Физ.-техн. проблемы разработки полез, ископаемых. 1998. № 1. С. 14-17.

40. Курленя М.В., Сердюков C.B. Реакция флюидов нефтепродуктивного пласта на вибросейсмическое воздействие малой интенсивности// Физ.-техн. проблемы разработки полез, ископаемых. 1999. № 2. С. 11-17.

41. Ряшенцев А.Н., Ряшенцев Н.П. Физические процессы и результаты промысловых испытаний управляемого сейсмического воздействия на нефтяные залежи //Динамика сплошной среды: Сб. науч. тр./Ин-т гидродинамики РАН. 1997. № 112. С. 194-199.

42. Симонов Б.Ф., Сердюков C.B., Чередников E.H., Сибирев А.П., Ножин В.М., Лепихин А.Г., Канискин H.A. Результаты опытно-промысловых работ по повышению нефтеотдачи вибросейсмическим методом// Нефт. хоз-во. 1996. № 5. С. 48-52.

43. Курленя М.В., Сердюков C.B. Низкочастотные резонансы сейсмической люминесценции горных пород в вибросейсмическом поле малой энергии// Физ.-техн. проблемы разработки полез, ископаемых. 1999. № 1. С. 37.

44. Курленя М.В., Сердюков C.B. Определение области вибросейсмического воздействия на месторождении нефти с дневной поверхности// Физ.-техн. проблемы разработки полез, ископаемых. 1999. № 4. С. 3-11.

45. Назмиев И.М., Андрейцев C.B., Горюнов A.B. Низкочастотное ударно-волновое воздействие эффективный метод повышения нефтеотдачи пластов// Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 1997. № 12. С. 42-45.

46. Горюнов A.B. Опытно-промысловые испытания вибросейсмического метода на Жирновском месторождении// Труды ВНИИ. 1995. Вып. 121. С. 110-116.

47. Симкин Э.М. Вибросейсмический метод увеличения продуктивности обводненных нефтяных и газовых пластов// Нефтегазовые технологии. 1998. №2. С. 24-25.

48. Голошубин Г.М., Кондрашов А.Д., Корчагин С.А. О вибростимуляции нефтеотдачи залежи// Изв. вузов. Нефть и газ. 1998. № 1. С. 48-54.

49. Белоненко В.Н., Павлов М.В., Макуров А.Д., Фомичев В.Ф., Тищенко И.В. Результаты применения вибросейсмической технологии на Сутор-минском месторождении// Нефт. и газовая пром-сть. Сер. Нефтепромысловое дело. 2000. № 8-9. С. 18-22.

50. Сорокин В.Н. Динамика гидромеханических источников сейсмических волн с силовым замыканием на среду: Автореф. дис. д-ра техн. наук. Омск, 2004. 34 с.

51. Bunan Yu.A., Sorokin V.N. Source of low-frequency elastic waves for vibro-seismic influence on oil pools// Phys. Wave Phenom. 2003. V. 11, № 4. P. 224228.

52. Сорокин В.Н. Влияние коэффициента Пуассона и коэффициента бокового давления грунта на процесс излучения упругих волн// Омский науч. вести. 2004. № 2(27). С. 98-100.

53. Озерков Э.Л., Агеева O.A., Осипов В.Г., Светов Б.С., Тикшаев В.В. О влиянии вибровоздействия на электрические свойства геологической среды//Геофизика. 1998. № 3. С. 30-34.

54. Сковородкин Ю.П., Николаев A.B., Гусева Т.В., Безуглая Л.С., Мишин A.B. Вариации геофизических полей в зоне вибровоздействия как индикатор фильтрационных процессов// Физика Земли. 1999. № 6. С. 36-45.

55. Аммосов С.М., Войтов Г.И., Кузнецов В.В., Николаев A.B. Некоторые физико-химические процессы в пластовом коллекторе в поле сейсмической энергии// Сейсмическое воздействие на нефтяную залежь. М., 1993. С. 213-227.

56. Николаев A.B., Войтов Г.И., Кузнецов В.В. и др. Резонансный эффект геохимического отклика нефтяного пласта на сейсмическое воздействие// ДАН СССР. 1989. Т. 308, № 4. С. 120-122.

57. Ахияров В.Х., Поляков Е.Е. Теоретические и экспериментальные исследования по оценке гидродинамической характеристики прискважинной зоны пласта при импульсно-волновых воздействиях// Геоинформатика. 1997. №6. С. 38-41.

58. Урюпин В.А., Матеж Т.Н., Лебединец А.П., Маслов И.И., Климовец В.Н. Использование источника длинноволновых колебаний для интенсификации добычи нефти// Нефт. хоз-во. 1995. № 3. С. 78-79.

59. Покровская Г.А. Использование волновых эффектов при бурении и эксплуатации нефтегазовых месторождений// Нефт. и газовая пром-сть. Сер. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1995. № 1-2. С. 30-34.

60. Габдрахимов Н.М. Влияние пульсированной закачки воды на приемистость нагнетательных скважин// Современные проблемы бурения и нефтепромысловой механики. Уфа, 1996. С. 39-41.

61. Александров В.А., Железный В.Б., Жуков В.Б., Майоров В.А., Островский Д.Б. Управляемое параметрическое акустическое воздействие на продуктивную зону нефтяных и газовых скважин// Геофизика. 1999. № 5. С. 30-39.

62. Ибрагимов JI.X. Интенсификация добычи нефти с применением генераторов затопленных турбулентных струй и адиабатных двухфазных потоков// Нефт. и газовая пром-сть. Сер. Нефтепромысловое дело. 1996. № 6. С. 8-13.

63. Иванников В.И., Иванников И.В. Волновое воздействие на продуктивные пласты// Нефт. и газовая пром-сть. Сер. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1999. № 9. С. 19-23.

64. Пастух П.И., Новаковский Ю.Л., Сухинин C.B. Гидроакустическая обработка продуктивных пластов в процессе их эксплуатации для повышения нефтеотдачи// Динамика сплошной среды: Сб. науч. тр./Ин-т гидродинамики СО РАН. 1999. № 115. С. 112-116.

65. Пинаков В.И. Опыт акустической интенсификации притока природного газа из скважин// Физ.-техн. проблемы разработки полез, ископаемых. 1999. №6. С. 63-66.

66. Шлеин Г.А., Газимов P.P., Ирипханов Р.Д. Применение вибрационно-циклических методов интенсификации притоков и восстановления приемистости при освоении скважин// Нефт. хоз-во. 2000. № 9. С. 76-79.

67. Абатуров С.В., Бриллиант JI.C., Иванов С.В., Морозов В.Ю., Рамазанов Д.Ш., Потапов Г.А., Шпуров И.В. Результаты акустико-химической обработки продуктивных пластов// Там же. С. 89.

68. Бриллиант J1.C., Боголюбов Б.Н., Цыкин И.В., Лобанов В.Н., Новиков В.Ф., Морозов В.Ю., Потапов Г.А., Рамазанов Д.Ш., Сашнев И.А. Опытно-промышленные испытания мощного низкочастотного излучателя для интенсификации добычи нефти// Там же. С. 86.

69. Потапов Г.А., Правдухин В.М. Оценка эффективности воздействия мощного акустического излучения на призабойную зону//Там же. С. 82-85.

70. Шамов H.A., Акчурин Х.И. Технология виброобработки как средство восстановления коллекторских свойств призабойной зоны пласта скважины // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газокон-денсатных месторождений. 2000. № 8-9. С. 25-32.

71. Kostrov S.A., Wooden В.О. Mechanism, field suitability, and case studies for enhancement of oil recovery and production using in-situ seismic stimulation// Nonlinear Acoustic at the Beginning of the 21st Century. Moscow, 2002. V. 2. P. 1205-1212.

72. Свалов A.M. О механизме волнового воздействия на продуктивные пласты//Нефт. хоз-во. 1996. № 7. С. 27-29./

73. Блинов В.Д., Зеркаль С.М. Модель фокусировки акустических волн на нефтяной пласт// Проблемы вибросейсмических методов исследования. Новосибирск, 1979. С. 110-116.

74. Жуков И.В. Особенности сейсмоакустического воздействия на нефтяной пласт в режиме стоячей волны// Нефт. и газовая пром-сть. Сер. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1997. № 6-7. С. 29-34.

75. Назаров JI.A., Назарова Л.А., Ряшенцев A.H., Ряшенцев Н.П., Фомин В.M. Экспериментальное исследование изменения режима фильтрации в пласте, вызванного перераспределением напряжений во вмещающем массиве// Докл. РАН. 2003. Т. 388, № 5. С. 620-623.

76. Веселов В.В., Гонтов Д.П., Калачикова Т.С., Мартыненко H.A., Пустыль-ников JÏ.M. К вопросу о возможности существования фильтрационного резонанса// Моделирование и исследование предельных возможностей систем управления. Владивосток, 1976. С. 174-181.

77. Свалов A.M., Хавкин А .Я. Особенности возбуждения автоколебательных процессов при разработке нефтегазовых залежей// Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 1998. № 2. С. 36-39.

78. Курленя М.В., Сердюков C.B. Низкочастотные резонансы сейсмической люминесценции горных пород в вибросейсмическом поле малой энергии// Физ.-техн. проблемы разработки полез, ископаемых. 1999. № 1. С. 37.

79. Курленя М.В., Сердюков C.B. Нелинейные эффекты при излучении и распространении вибросейсмических сигналов в массиве горных пород// Физ.-техн. проблемы разработки полез, ископаемых. 1999. № 2. С. 3-10.

80. Graham D.R., Higdon J.J.L. Oscillatory flow of droplets in capillary tubes. Pt. 1. Straight tubes//J. FluidMech. 2000. V. 425. P. 31-53.

81. Бренерман M.X. О механизме влияния акустического воздействия на фильтрационный поток в трещиновато-пористом пласте// Казанский физико-технический институт: Ежегодник. Казань, 2003. С. 108-110.

82. Гафуров P.P. Фильтрационные явления при распространении упругих волн в насыщенных пористых средах/ Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. Уфа, 2004. 20 с.

83. Мукминов P.A., Гилязов A.A. О механизме воздействия низкочастотных акустических колебаний на поток водонефтяной эмульсии// Физикохимия и разработка нефтегазовых месторождений. Уфа, 1989. С. 142-151.

84. Симкин Э.М. О возможном механизме вибросейсмического воздействия на пласт// Инж.-физ. журн. 1993. Т. 64, № 4. С. 443-448.

85. Голошубин Г.М., Кондратов А.Д., Корчагин С.А. О вибростимуляции нефтеотдачи залежи// Изв. вузов. Нефть и газ. 1998. № 1. С. 48-54.

86. Корчагин С.А. Некоторые свойства спектров микросейсм в горной породе// Геофизика. 2005. № 1. С. 17-20.

87. Bames H., Townsend P., Walters К. Flow of non-newtonian liquids under a varying pressure gradient//Nature. 1969. V. 224, № 5219. P. 585-587.

88. Ащепков Ю.С., Березин Ю.А., Палымский И.Б. О влиянии вибровоздействий на процессы фильтрации псевдопластических жидкостей// Сиб. физ.-техн. журн. 1992. № 6. С. 23-26.

89. Яценко A.B. Влияние акустических колебаний на проникновение жидкости в капиллярные каналы// Коллоид, журн. 1986. Т. 48, № 2. С. 390-392.

90. Николаевский В.Н. Механизм вибровоздействия на нефтеотдачу месторождения и доминантные частоты// Докл. АН СССР. 1989. Т. 307, № 3. С. 570-575.

91. Николаевский В.Н. Нелинейная сейсмика и вибровоздействие на двухфазные потоки в нефтяном пласте// Исследования в области геофизики: К 75-летию Объединенного института физики Земли им. О.Ю.Шмидта. М., 2004. С. 83-89.

92. Charlaix Е., Gayvallet Н. Dynamics of harmonically driven fluid interface in a capillary //J. de Physique. 1992. V. 2, № 11. P. 2025-2038.

93. Хавкин А.Я., Ефимова C.A. Влияние вибрации на подвижность целика остаточной нефти// Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 1995. № 2. С. 46-48.

94. Бриллиант JI.C., Рубинштейн О.И., Морозов В.Ю., Сашнев И.А., Цыкин И.В. Применение волновых технологий в добыче нефти// Нефт. хоз-во. 2000. № 9. С. 87-88.

95. Авербах B.C., Заславский Ю.М. Воздействие сейсмической Р-волны на уровень жидкости в капилляре// Проблемы геоакустики: методы и средства: Сб. трудов 5-й сессии Рос. акустич. о-ва, Москва, 25-26 сент. 1996. М., 1996. С. 165-168.

96. Бурьян Ю.А., Литвинов А.К., Сорокин В.Н. О механизме возбуждения капель нефти в микропорах пласта при вибросейсмическом воздействии// Динамика систем, механизмов и машин. II Междунар. науч.-техн. конф.: Тез. докл. Омск, 1997. Кн. 1. С. 18.

97. Авербах B.C., Власов С.Н., Заславский Ю.М. Движение капли жидкости в капилляре под действием статического и акустического полей. Нижний Новгород, 1998. 13 с. (Препринт/ РАН. Ин-т прикладной физики; № 461).

98. Kostrov S.A., Wooden В.О. Mechanism, field suitability, and case studies for enhancement of oil recovery and production using in-situ seismic stimulation// Nonlinear Acoustic at the Beginning of the 21st Century. Moscow, 2002. V. 2. P. 1205-1212.

99. Кругликов H.M. Роль сейсмических колебаний в инициации миграции нефти и газа// Теоретические и экспериментальные исследования механизмов миграции углеводородов. Л.: ВНИГРИ, 1980. С. 33-38.

100. Царев В.П. Особенности нефтегазообразования в зонах тектоносейсмиче-ской активации. Новосибирск: Наука, 1988. 192 с.

101. Большаков Ю.Я. Предпосылки концентрации газа в крупные скопления в гидрофобных песчаных резервуарах// Геология и геофизика. 1989. № 3. С. 36-41.

102. Островский Г.М., Иваненко А.Ю., Аксенова Е.Г. О пропитке сквозных капилляров с помощью периодического изменения давления// Теорет. основы хим. технологии. 1995. Т. 29, № 6. С. 607-611.

103. Kalinitchenko V.A., Sekerj-Zenkovitch S.Ya. Оп the immiscible fluid displacement in capillary under oscillating pressure drop// Experim. Therm, and Fluid Sci. 1998. V. 18, № 3. P. 244-250.

104. Барабанов В.Л., Николаев А.В. Повышение нефтеотдачи низкочастотным сейсмическим воздействием на залежь// Технологии ТЭК. 2003. № 3(10). С. 40-43.

105. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. М.: Недра, 1984. 231 с.

106. Черемисин Н.А., Сонич В.П., Батурин Ю.Е., Дроздов В.А. Условия формирования остаточной нефтенасыщенности в полимиктовых коллекторах при их заводнении // Нефт хоз-во. 1997. № 9. С. 50-56.

107. Кричлоу Г. Современная разработка нефтяных месторождений проблемы моделирования: Пер. с англ. М.: Недра, 1979. 303 с.

108. Азис X., Сеттари Э. Математическое моделирование пластовых систем: Пер. с англ. М.: Недра, 1982. 407 с.

109. Шиффер Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка М.: Мир, 1987.

110. Тимошенко С.П. Теория колебаний в инженерном деле// М.: Физматгиз, 1959.

111. Черемисин H.A., Сонич В.П., Батурин Ю.Е. Методика обоснования остаточной нефтенасыщенности при водонапорном режиме эксплуатации продуктивных пластов // Нефт. хоз-во.1997. № 9. С. 32-36.

112. Сухинин C.B., Кондратенко Д.А. Виброакустическая неустойчивость капиллярно запертой гетерогенной жидкости // Тр. между нар. семинара по устойчивости гетерогенных и гомогенных жидкостей. Новосибирск, 1998.

113. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 429 с.

114. Черемисин А.Н., Черемисин H.A., Сонич В.П. Особенности моделирования разработки гранулярных коллекторов с упруго-пластическими свойствами // Нефт. хоз-во. 2004. №2. С. 46-50.

115. Сонич В.П., Черемисин H.A., Батурин Ю.Е. Влияние снижения пластового давления на фильтрационно-емкостные свойства пород // Нефт. хоз-во. 1997. №9. С. 52-57.

116. Cheremisin N.A., Sonich V.P. et all. The 4D seismic discrimination for not overcompacted reservoirs // 64rd EAGE Conference & Exhibition, Florence, Italy, 2002.

117. Черемисин H.A., СоничВ.П., Ефимов П.А. Роль неупругой деформации коллекторов в нефтеотдаче пластов//Нефт. хоз-во. № 9. 2001.

118. Бан А., Богомолова А.Ф., Максимов В.А., Николаевский В.Н. и др. Влияние горных пород на движение в них жидкостей. М.: Гостоптехиздат, 1962.

119. Larson R.G., Davis Н.Т. ScrivenL.E. Displacement of residual nonwetting fluid from porous media // Chemical Engineering Science. Vol.36. - Pp.7585.

120. Николаевский В.Н. Механика насыщенных пористых сред. M.: Недра, 1970.336 с.

121. Кондратьев O.K. Сейсмические волны в поглощающих средах. М.: Недра, 1988. 175 с.

122. Басниев К.С. Подземная гидромеханика. М.: Недра, 1993, 416 с.

123. Островский Г.М. Прикладная механика неоднородных сред. СПБ.: Наука, 2000. 359 с.

124. Заславский Ю.М., Назаров В.Е. О поступательном и колебательном движениях столбика жидкости в конических капиллярах, 2002 г. 15 с. (Препринт/РАН. Ин-т прикладной физики; № 590).

125. Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е., Ганиев O.P. Резонансные фильтрационные потоки в пористой среде, насыщенной жидкостью // ДАН. 2007. Т. 412, № 1.С. 48-51.

126. Дыбленко В.П., Камалов Р.Н., Шарифуллин Р.Я., Туфанов И.А. Повышение продуктивности и реанимация скважин с применением виброволнового воздействия. М.: Недра, 2000, 381 с.