Управляемое вибросейсмическое воздействие на нефтяные залежи - новый метод повышения нефтеотдачи

С точки зрения экономической целесообразности наиболее эффективными являются ДВВ.

Существующие методы физико-химического воздействия на нефтяные залежи, осуществляются, как правило, через скважины.  Но не все участки пласта, удаленные от скважины, оказываются доступными для воздействия. При вытеснении нефти водой фильтрация флюида идет по высокопроницаемым зонам, а в слабопроницаемых зонах нефть изолируется  от скважин  водой, образуя неизвлекаемые скопления в виде целиков, линз и скоплений нефти в прикровельной части пласта, что подтверждается положительными результатами при зарезке боковых стволов в НГДУ «Туймазанефть».

Указанные недостатки можно устранить с помощью воздействия на залежь искусственными сейсмическими полями  с поверхности земли. Для такого воздействия доступен любой участок пласта и месторождение в целом.

На поверхности земли можно разместить источники сейсмических полей большой мощности, регулируемые по частоте  и амплитуде. Возможен перенос источников  и их группировки в блоки с целью усиления воздействия на заданный участок пласта.

Управляемое воздействие на пласт низкочастотными искусственными сейсмическими волнами (2…15Гц) практически не исследовалось. Это было связано с отсутствием техники возбуждения таких волн, а также с существующим мнением о том, что слабое сейсмическое поле не способно влиять на свойства коллекторов и флюидов.

В свое время в СКБ ПГ СО АН СССР совместно с ИГД СО АН СССР были созданы  низкочастотные виброисточники, способные возбуждать в геосреде сейсмические волны большой мощности.

Одновременно были собраны, обобщены и проанализированы многочисленные данные, свидетельствующие о том, что сейсмические волны, в том числе и слабые, влияют на физико-химические свойства пласта и протекающие в нем процессы.

Все это послужило основой развертывания исследований сейсмического воздействия на нефтяные залежи с поверхности земли, включая постановку крупномасштабных промысловых экспериментов.

            Физический смысл этого явления заключается в следующем. Основными силами, удерживающими нефть в неоднородной пористой среде при вытеснении нефти водой, являются капиллярные силы. Эти силы формируют обладающую

аномально высокой сдвиговой вязкостью связанную воду, которая тампонирует нефть в неоднородностях и делает непроницаемыми тонкодисперсные зоны, образуют плёнки на гидрофобной поверхности твёрдой фазы, создают капиллярное давление, которое необходимо преодолеть при вытеснении глобул нефти из каналов переменного сечения. Отрицательное влияние капиллярных сил возрастает с увеличением неоднородности пористой среды.  При снижении действия капиллярных сил за счёт уменьшения межфазного натяжения с 25…35 до 0,01…0,001 мН/м достигается практически полное (до 95-98%) вытеснение нефти. Поэтому основной целью всех методов повышения нефтеотдачи пластов является снижение и полное устранение действия капиллярных сил. Эта задача в настоящее время решается путём нагнетания в пласты вместе с водой дорогостоящих ПАВ, мицеллярных растворов, других химических реагентов, воздействием на продуктивные пласты теплотой, электромагнитным полем и другие.  Все эти методы чрезвычайно дороги и не безупречны в экологическом отношении. Ещё в 1960-1970 году исследованиями Р.М. Асмоловского, А.М. Ахундова, Э.А. Ахметшина, Н.В.Черского  и другие было доказано

положительное влияние вибрационного поля на процесс фильтрации нефти в призабойной зоне и текущую нефтеотдачу пластов [50 ].

            Исследованиями установлено, [51] что плёнки связанной нефти интенсивно разрушаются при возбуждении колебаний в скелете пласта, т.е. непосредственно в стенках, контактирующих с жидкостью. При этом молекулярные связи жидкости с твёрдой породой ослабевают или вообще разрываются. Таким образом, при воздействии на скелет продуктивного пласта полем упругих деформаций во время воздействия происходит потеря сдвиговой вязкости у связанной воды, тампонирующей нефть, и её отжатие вместе с нефтью из слабопроницаемых зон в промытые, где она включается в фильтрационный поток.