Акустическое воздействие на ПЗП. Проблемы сейсмоэффекта, страница 3

          При фильтрации жидкостей через коллекторы возникает по вышеописанному механизму электрическое поле потенциала протекания. Его величина зависит от свойств среды и от расстояния до добывающей скважины. У стенки скважины значение напряженности электрического поля максимально и быстро убывает с удалением. Напряженность поля при стационарной фильтрации определяется по формуле:

где            - диэлектрическая проницаемость (изменяется от 1-3 для нефтей            до 81 для воды)

                 - электрокинетический потенциал в В (зависит от пористости и              составляет от 0,05 до 0,15 В)

          K       - проницаемость  в  

                - перепад давления между скважиной и питающим контуром, Па

                 - удельная электропроводность в Сименс/метр (изменяется от 10                      для 80-100% обводненности продукции до 10   для безводных             нефтей)

          m       - пористость

                 - вязкость жидкости в  па*с

                    -  радиусы текущий, скважины и контура питания в м.

          Для 50% обводненности, проницаемости 500 мДс, радиусе пор 5х10    м, пористости 20%,                      , радиусе питающего контура 300 м, вязкости 1 Пз напряженность поля составляет 0,92 В/м на расстоянии 10 см от скважины и 0,4 В/м - на расстоянии 20 см.

          Потенциал протекания приводит к появлению электрокинетических сил, удерживающих жидкость в порах - кулоновской и двойного слоя.

          Кулоновская сила

          Сила двойного слоя=

          Сила гидродинамического вытеснения

          Условие перемещения жидкости в пределах двойных слоев:

            Перебарывающее давление  для двойных слоев больше 0.01 атм/м,что недостижимо в реальных условиях.

          С приближением к скважине силы, удерживающие жидкость в порах возрастают как Е², чем объясняется феномен резко ухудшенных свойств призабойной зоны. Положение можно исправить, нейтрализуя потенциал протекания переменным электрическим полем, которое может быть создано акустическим воздействием. Напряженность в акустическом поле рассчитывается по формуле:

               

где;       - плотности скелета и жидкости 

          -интенсивность излучения  Вт/

          - частота,Гц*2П

          Так, для приведенного выше расчета, акустоэлектрическое поле составляет 0,25 В/м для 4 кГц и 0,11 В/м для 20 кГц. Снижение Е с частотой обусловлено потерями в кабеле, которые возрастают с частотой.

           Если жидкость коллектора представляет собой нефть со взвешенными частицами (парафин, кристаллы солей), или с газовой фазой,то ее  удельная  проводимость может достигатьсм/м. При определенных свойствах коллектора  это может вызвать резонансный эффект преобразования акустической энергии в электрическую. неограниченно возрастает , если выполняется условие: . при возможных пределах изменения параметров , критическое  произведение заключено в пределах Если,то примДс выполняется критическое условие и теоретически,при любых значенияхвозникает резонансно-высокое электрическое поле,которое нейтрализует двойные слои,снижает вязкость и увеличивает проницаемость по нефти. Такие значения  для нефтей Сибири достаточно редки, но их можно достичь искусственным путем, закачивая в скважину пересыщенный раствор соли и выкристаллизовывая ее ультразвуком.

          Отличительной особенностью акустоэлектрического эффекта является отсутствие каких-либо пороговых значений интенсивности и частоты, при которых резко меняются свойства обрабатываемой среды. Ослабление сил. удерживающих слои жидкости пропорционально напряженности электроакустического поля; соответственно, уменьшается толщина пленки удерживаемой жидкости при заданном градиенте давления. Силовой параметр, характеризующий акустическое поле - произведение амплитуды давления на частоту. С учетом потерь в кабеле и скважине эти значения следует выбирать так, чтобы их произведение было максимальным.

          Поскольку электроакустическое поле генерируется относительным перемещением жидкости около точки равновесия, обработку скважин следует проводить при отсутствии постоянного градиента, которых препятствует встречному движению жидкости, т.е. после стабилизации уровня столба жидкости в скважине.