Управляемое вибросейсмическое воздействие на нефтяные залежи - новый метод повышения нефтеотдачи, страница 7

Рисунок 2.5

Вибросейсмическое воздействие на нефтяные залежи

            Все работы проводятся согласно разработанной инструкции по технике безопасности, при проведении вибросейсмического воздействия Агрегат А-50  устанавливается на устье скважины, как показано на рисунке 2.5 [Графическое приложение 9]. Так же устанавливается вспомогательное оборудование  для проведения работ. Обычным образом свинчивают трубы и опускают до забоя скважины. Первую бурильную трубу свинчивают со специальным наконечником.

Для определения радиуса воздействия, возбуждающую скважину представим  точечно, в которой имеется волновод и излучатель, последний с одной стороны воздействует на продуктивные горизонты через цементный мост, а волновод  с другой стороны воздействует через цементное кольцо с породами.

Размеры излучателя малы в сравнении с длинами волн, формируемых работой волновода и излучателя, и поэтому излучатель можно считать точечным.

В изотропной среде точечный излучатель формирует сферическую волну и воздействует на породы в сфере с радиусом r_в. Установлено, что в пористой водонасыщенной среде в радиусе воздействия, примерно соответствующем половине длины волны l_р , волны низкой частоты затухают незначительно и способны вызвать интенсивную эмиссию волн высоких   частот.

Радиус зоны воздействия r_в  определяют по формуле:

                              r_в  = l_р/2;                                                           ( 2 )

где l_р  - длина волны, равная:

                               l_р = (1/F)·u  ,                                                      ( 3  )     

Где F – настройка скважины на данную резонансную частоту, равная:

                              F = n·N                                                                 (4)     

Где n – целое число, зависящее от резонансных частот (табличное значение типов коллекторов, среднее число карбонатных и терригенных коллекторов равно восьми [52 ] );

u - скорость распространения упругой волны в породе, u = 4 км/с;

      N – частота работы, N = 6 мин^-1 (6/60 = 0.1 Гц);

     Подставляя значения получим:

                       F = 8·0.1 = 0.8 Гц;

                             l_р = (1/0,8) · 4 = 5 км;

                              r_в = 5/2= 2,5 км.

          Таким образом, радиус воздействия у возбуждающей скважины оценён в 2,5 км, с учётом влияния линейной, зональной и площадной неоднородности продуктивных горизонтов.

            Физический  смысл вибровоздействия  заключается в явлении поперечного удара по массивному телу, в нашем случае -  по продуктивному пласту. Явление поперечного  удара  носит волновой характер, причём деформации растяжения – сжатия распространяются и  вдоль труб со скоростью:

 

                                      a =    Е/r                                                    (5)

Где Е – модуль упругости материала;

r - его плотность.

          Для стали a = 5000 м/сек.  Движение сечений волновода можно рассматривать как результат наложения двух волн, движущихся по волноводу снизу вверх и сверху вниз, причём форма каждой волны, определяемая начальными и граничными условиями, остаётся неизменной в процессе её распространения.

            Соответствующее выражение для осевого смещения U произвольного сечения трубы, начальное положение которого определяется абсциссой Y, имеет вид:

                         U(Y,t) = f(at - Y) + j(at + Y);                                         (6)

Где  f(at - Y)- представляет собой волну деформации, движущуюся в положительном направлении, осиY;

 j(at + Y) – волна, движущаяся в направлении, обратном оси Y.

            Как уже указывалось выше, вид функции f и j зависит от начальных и граничных условий.

            Относительное удлинение e и скорость движения u произвольного сечения трубы определяют уравнениями:

                                        e =  du/dY = -f ¢  (at - Y) + j¢ (at + Y)        (7)

                                        u = du/dt = a[f ¢  (at - Y) + j¢ (at + Y)]         (8)