Физические явления и эффекты, возникающие в пласте и флюиде при дилатационно-волновом воздействии на пласт

3.2 Физические явления и эффекты, возникающие в пласте и флюиде при дилатационно-волновом воздействии на пласт.

В результате этого воздействия физические явления и эффекты, возникающие в заводненных, неоднородных пластах при воздействии на них циклическим полем упругих колебаний позволяет существенно увеличить охват пластов заводнением, извлечь из недр значительные объемы остаточной нефти и газа, повысить текущую и конечную нефтеотдачу.

Таким образом, выбор метода воздействия на ПЗП, как видим, зависит от многих факторов, таких как, например, обводненность добываемой жидкости, геологических условий, коллекторских свойств продуктивных пластов.

           В технологии использованы физические явления и эффекты, возникающие в неоднородных по проницаемости и насыщенности пластах при возбуждении в них поля упругих деформаций.

    В результате промысловых исследований были получены стабильные положительные эффекты в виде увеличения производительности скважин и снижения обводненности добываемой продукции, выявлены механизмы этих эффектов.

    Большое внимание уделено адаптации технологии к промысловым условиям за счет максимального использования стандартного нефтепромыслового оборудования и отработанных технологических приемов и операций.

   В связи с тем, что большое число скважин  на нефтепромыслах

России эксплуатируется с помощью ШГН, осуществлена привязка технологии именно к таким скважинам. Это позволило максимально упростить и удешевить реализацию технологии и, таким образом, создать условия для ее широкого внедрения на нефтепромыслах с минимальными затратами времени, энергетических и материальных ресурсов.

    Около 90% нефти в России добывается с применением заводнения пластов. В силу известных достоинств (доступность и дешевизна воды, простота реализации, относительная эффективность) метод заводнения стал самым общепризнанным методом увеличения нефтеотдачи пластов и будет широко применяться еще длительное время.

    Метод циклического заводнения технологичен, полностью адаптирован к промысловым условиям, относительно эффективно воздействует на весь пласт в целом и не требует никаких дополнительных затрат.

    Однако потенциальные возможности этого ограничены, так как создать гидродинамические градиенты давления между зонами с различной насыщенностью больше чем разности капиллярных давлений при межфазном поверхностном натяжении  G=25-30 мН/м  с помощью этого метода не представляется возможным.

    Недостатком всех гидродинамических методов вибровоздействия, в том числе и метода циклического заводнения, является то, что упругие волны или перепады давления формируются в жидкости и передаются через жидкость. В жидкостях существуют преимущественно продольные волны сжатия и растяжения, поперечные быстро затухают из-за малой вязкости жидкости. Так как давление в жидкости передается по всем направлениям одинаково, то на границе с твердой породой существуют только нормальные составляющие напряжений и смещений, которые не влияют на сдвиговую вязкость связанной жидкости. Максимумы амплитуд смещения жидкости в поровых каналах располагаются по оси этих каналов, а у стенок, где формируется связанная вода (или пленка нефти в случае гидрофобной поверхности), эти смещения равны нулю и никакого разрушающего действия на связанную воду или пленку нефти не оказывают.

    Из-за высокой сдвиговой вязкости связанной воды в тонкодисперсные среды волны смещения не проникают.

        Исследованиями /3-8/ установлено, что пленки связанной воды (нефти) интенсивно разрушаются при возбуждении колебаний в скелете пласта, т.е. непосредственно в стенках каналов, контактирующих с жидкостью. При этом молекулярные связи жидкости с твердой породой ослабевают или вообще разрываются.

        Установлено также, что разрушительные пленки связанной воды после снятия воздействия быстро восстанавливаются /6/.

Обратимость процесса отжатия и поглощения воды при наложении и снятии упруго-волнового воздействия на вмещаемую породу доказано экспериментально в лабораторных условиях /3-4/.

    Интенсивные сейсмические проявления вызывают отжатие из тонкодисперсных пород значительных количества флюидов, которые вновь поглощаются при прекращении сейсмической деятельности.

         Таким образом, при циклическом воздействии на скелет продуктивного пласта полем упругих деформаций во время  воздействия происходит потеря сдвиговой вязкости у тампонирующей нефть связанной воды и ее отжатие вместе с нефтью из слабопроницаемых зон в промытые, где она включается в фильтрационный поток.

    Одновременно происходит освобождение глобул нефти заблокированных в расширениях поровых каналов заводненной части пласта, их слияние в непрерывные цепочки, вытянутые в направлении градиента давления. Вне зон дренирования или при слабом дренировании, где преобладают гравитационные силы, цепочки выстраиваются вертикально или под большим углом к горизонту, что приводит к скоплению нефти в верхней части пласта.

При снятии упругих воздействий происходит поглощение флюидов слабопроницаемыми зонами. Вследствие преимущественной гидрофильности коллекторов поглощается в основном вода, которая вновь связывается, приобретает повышенную сдвиговую вязкость, разуплотняет скелет пласта, принимая на себя часть геостатического давления /3-8/.

        Нефть, рассеянная в заводненной части пласта, после снятия воздействия вновь блокируется связанной водой. Поэтому при циклическом воздействии на скелет пласта упругим полем движение рассеянной капельной нефти в направлении действующего градиента давления носит также циклическое скачкообразный характер. Образовавшиеся за время воздействия непрерывные цепочки нефти при снятии воздействия прерываются в сужениях гидрофильных каналов внедряющейся водой.

Эффект от воздействия наблюдается в скважинах с повышенной водонасыщенностью призабойной зоны, когда водная блокада препятствует притоку нефти из пласта в скважину. В таких скважинах длительные циклы упруго-волнового воздействия позволяют образовывать стабильные каналы фильтрации нефти за счет слияния капельной нефти в цепочке с непрерывной нефтенасыщенностью.