3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЛНОВЫХ И ВИБРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ БУРЕНИИ И ДОБЫЧЕ ЗЛ Постановка проблемы. Существо использования волновых и вибрационных процессов Основы волновой технологии созданы в Российской академии наук коллективом ученых под руководством академика Р.Ф. Ганиева. Они в основном представлены в следующих публикациях [27-30]. Здесь будет дана дальнейшая их разработка совместно с Р.К. Ишкаевьгм и развитие применительно к □роцесссам эффективного извлечения остаточных запасов нефти на поздней стадии разработ}ш ^месторождений с целью выработки требований к фильтровой части скважин. Основная идея волновых технологий заключена в том, чтобы преобразовать вибрационные воздействия в односторонне-направленное монотонное движение, реализующее необходимый технологический процесс. Во многих процессах эффективного извлечения остаточных запасов нефти как раз и требуется осуществлять такого рода движения. Например, для очистки призабойных зон добывающих скважин с положительным скин-эффектом, требуется обеспечить направленное в одну сторону движение засоряющих коллектор твердых частиц и удаление их оттуда. Это улучшит коллекторские свойства и будет стимулировать приток углеводородов к скважине. Наоборот, для обеспечения изоляции водоносных пластов в ряде случаев необходимо создать низкопроницаемый, непреодолимый для воды барьер. Для этого следует обеспечить движение изолирующих каналы движения воды частиц в определенные зоны пласта. Такого же рода задача возникает в случаях, когда нефть и вода образуют в коллекторах пласта так называемые неточные структуры, которые удерживаются в пласте значительными капиллярными силами. В этом случае, необходимо обеспечить в пласте направленное в определенную сторону движение, но не твердых частиц, а флюида. Все перечисленные виды движений могут быть реализованы в пластах с помощью особых волн определенного вида, возбуждаемых благодаря прецессионным воздействиям. Эти волны, распространяясь по нелинейной среде, которой являются насыщенные жидкостью пористые среды, при выполнении определенных резонансных условий трансформируют колебательные движения (вибрацию) в направленные в одну сторону монотонные движения. Для описания такого рода процессов обычно используются механические и математические модели. Простейшей из них является движение взвешенных в жидкости частиц в волновых полях. Для математического описания происходящих при этом динамических процессов используется модель многофазной среды «жидкость твердые частицы». Уравнения движения такой среды могут быть записаны следующим образом 75 |
70 редующихся с песчаниками глинистых пропластков с целью предупреждения размыва скелета породы высоконапорными струями промывочной жидкости. Объясняется это тем, что при сравнительно низких линейных скоростях потока разноплотностных частиц глинистого раствора, проходящего через струйно -волновой кольмататор, настроенный определенным образом на использование резонансных явлений, эффективность кольматации достаточно высока. Базируется эта технология на научных основах волновой механики с использованием нелинейных эффектов в различных резонансных режимах. Часть работ сделана по нашему заказу коллективом научного центра нелинейной волновой механики и технологий РАН под руководством академика РАН, профессора Р.Ф. Ганиева. Основная идея волновых технологий заключена в том, чтобы преобразовать вибрационные воздействия в односторонне-направленное монотонное движение, реализующее необходимый технологический процесс. Для описания такого рода процессов обычно используются механические и математические модели. Простейшей из них является движение взвешенных в жидкости частиц в волновых полях. Для математического описания происходящих при этом динамических процессов используется модель многофазной среды «жидкость твердые частицы». Уравнения движения такой среды могут быть записаны следующим образом: ^ + сУ/У(р,\?,)=0 дх ^/+(,-)фх.)]+Р((з 3) рг=соп$1 ^+ ^ = 1 1= 1,2 7 = 3 / р1 р2 Р = Р{р°,с) |