Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [ 89 ] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

цаемость для нефти (при в < в,) отлична от нуля, либо из-за кластеризации - слияния капель в "ручейки" (рис. 5.25), либо из-за появления капель размера значительного меньшего, чем радиус поровых каналов. Последнее означает переход водо-нефтяной смеси в состояние микроэмульсии.

Рис. 5.25. Кластеризация капель нефти при вибрации {а Ь) ъ водном потоке [94]

Другой сценарий связан с высвобождением газа в виде весьма мелких пузырьков, которые могут двигаться с течением воды или даже быстрее.

Гидродинамическая схема расчета, соответствующая этому сценарию, была изложена в разделе 3.3, и она основана на концепции единого фильтрационного потока, для которого насыщенность играет роль объемной концентрации. Как показывает формула (3.103), мельчайшие газовые пузырьки могут уменьшрггь напоры, требуемые для заданного дебита скважин. Это же объясняет необычную форму кривых продуктивности скважин в момент, когда растворенный газ только начинает высвобождаться из нефти в пласте (см. рис.3.18).

Хотя изменения суммарного дебргга скважин не очень существенны, поскольку они зависят от интенсивности откачек и условий вибраций, высвобождение газа играет положительную роль. Этот эффект может быть усилен путем одновременного нагнетания газа в пласт. 298

Переход газонефтяной смеси в состояние микроэмульсии можно описать системой уравнений (4.34)-( 4.36), если ввести кинетику эмульгирования вместо десорбционного источника.

Следует подчеркнуть, что подвижность остаточной нефти может быть восстановлена в обводненных пластах только под действием ультразвука (при длине волн порядка размера нефтяной капли или порового канала). В соответствии с разделом 5.4 и упомянутыми выше экспериментами с морскими песками техногенные и природные сейсмовибрации и в самом деле возбуждают ультразвук внутри пористой среды.

5.5.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЭФФЕКТОВ

Тяжелые вибраторы излучают в основном поверхностные сейсмические волны. Главным образом поэтому не более одной десятой сейсмической энергии волн достигает пласт. Однако существуют некоторые оптимальные частоты, которые влияют на продуктивность скважин эффективнее других. Основываясь на данных полевых работ, примем, что доминантная частота (раздел 5.3) генерируется микроструктурой геоматериала и стратификацией. Этот процесс описывается уравнением (5.47) или его более сложным вариантом. При этом, чем больше коэффициент нелинейности N, тем быстрее происходит перекачка сейсмической энергии к доминантной частоте. Более того, лучше воздействовать на пласт на доминантной частоте, поскольку волна может покинуть массив или диссипироваться раньше, чем будет достигнут спектр с доминантной частотой.

Мотивация для уравнения (5.47) связана с возможностью зерен пористой матрицы или фрагментированного массива совершать свое собственное движение. Как было показано в разделе 5.2, линейные масштабы (5.43) массива учитываются уравнением (5.47).

Отметим, что доминантная частота, генерируемая стратификацией, приводит к вполне реалистическому значению толщины (Н = 30 м), если скорость волны сдвига - 1500 м/с, а доминантная частота 12 Гц. Значение Я = 30 м близко к толщине пласта, но эффект требует слишком много волновой энергии, чтобы сыграть заметную роль. Однако, как было замечено в опытах, сейсмовибрации существуют дольше, если

совпадают микроструктурный и стратификационный резонансы (см. рис. 5.22).

Таким образом, резонансный отклик стратифицированного и одновременно блочного массива представляет особый интерес.

„ АО

Рис. 5.26. Скорость утопления вибрирующего тела в морском песке при разньк частотах колебаний [L73]

Ультразвук, нужный для реорганизации водонефтяных микротечений, генерируется постоянно сейсмическими волнами по мере их распространения внутри пористого или фрагменти-рованного массива. Этот факт был выявлен экспериментально в песках [24], где сейсмические волны сопровождались ультразвуком. Действительно, деформации песка невозможны без относительных движений контактирующих частиц, а каждый движущийся контакт с сухим трением излучает ультразвук.

Согласно рис. 5.26, относительная скорость утопления вибрирующего легкого тела, помещенного на поверхность песка, максимальна, если выбрана доминантная частота со = 25 Гц.

Отсюда следует, что именно на доминантных частотах песок максимально проявляет свои вибровязкие свойства.Как было по казано выше, для построения простых моделей перечисленных явлений можно использовать идею вращения частиц, кине-матичесгаг независимого от среднего движения. Так, для модели генерации ультразвука можно воспользоваться градиентально-согласованным микрополярным континуумом [152], сохраняя нелинейные эффекты. Микродвижения могут