автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Интенсификация процессов в энергоемких теплоиспользующих системах нефтяной промышленности

На правах рукописи

САМБУРОВА ЛЮДМИЛА ИВАНОВНА

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ В ЭНЕРГОЕМКИХ ТЕПЛОИСПОЛЬЗУЮЩИХ СИСТЕМАХ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2006

Работа выполнена в Исследовательском центре проблем энергетики Казанского научного центра Российской академии наук и Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор, академик РАН Вячеслав Евгеньевич Алемасов

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор, член-корр. АН РТ Анатолий Федорович Дрегалин

доктор технических наук, профессор Ренат Ахатович Садыков

Ведущая организация:

Региональный научно-технический центр ВНИИнефть, г. Бугульма

Защита состоится " 4 " июля 2006 г., в 13 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д022.004.01 при Казанском научном центре Российской академии наук в зале заседания Ученого совета Исследовательского центра проблем энергетики КазНЦ РАН, по адресу: г. Казань, ул. Файзи, 14а.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 420111, г. Казань, ул. Лобачевского, д.2/31, а/я 190.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского научного центра Российской академии наук.

Автореферат разослан "31" мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д022.004.01,

кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертационная работа посвящена определению оптимальных режимов интенсификации процессов в пористой среде посредством генерации акустических колебаний с помощью энергоемких теплоиспользующих систем нефтяной промышленности. Эти процессы и технические средства лежат в основе наиболее перспективных энергосберегающих теплоиспользующих технологий освоения трудноизвлекаем ых запасов нефти (ТИЗН) и альтернативы последней — природных битумов (ПБ), а именно: технологии интегрированного воздействия на продуктивные пласты.

Особенностью этих технологий является совмещение в процессе добычи различных методов воздействия на продуктивные пласты с волновым воздействием. Особенность применяемых технических средств — экономичность, при этом не требуется дополнительных источников энергии: генерация колебаний и формирование волнового поля в пласте происходит за счет преобразования части энергии нагнетаемого в пласт потока (кинетической, потенциальной и тепловой) в энергию колебаний.

Актуальность работы. Создание высокоэкономичных технологий и устройств генерации энергии, а также экономное расходование энергетических и материальных ресурсов - решение проблемы энергосбережения в энергоемких нефтедобывающих отраслях промышленности.

Задача более полного извлечения из недр при освоение месторождений углеводородного сырья приобретает все большее значение вследствие:

- постоянного снижения располагаемых запасов нефти;

- увеличения доли трудноизвлекаемых запасов нефти;

- снижения запасов вновь вовлекаемых в разработку месторождений;

- увеличения энергетических и материальных затрат в процессе добычи нефти.

В наибольшей степени повысить нефтеотдачу пласта с одновременным снижением энергетических затрат, как свидетельствуют исследования, позволяет метод комбинированного воздействия на пласт, при котором за счет интенсификации взаимодействия нагнетаемого рабочего тела и пластовой среды увеличивается охват пласта, интенсифицируется процесс фильтрации, повышается коэффициент нефтеотдачи.

Освоение месторождений высоковязких нефтей и природных битумов представляет собой существенно более энергоемкие процессы по сравнению с разработкой маловязких нефтей. Мировые запасы тяжелых нефтей и битумов составляет 700-750 млрд.т., т.е. примерно в 7 раз больше, чем извлекаемые запасы обычных нефтей. В России ~60 млрд.т., что позволяет их рассматривать как важный резерв увеличения сырьевой базы. Методы комбинированного воздействия открывают большие возможности достижения сверхсуммарного (синергетического) эффекта при их разработке.

Одним из способов комбинированного воздействия при добыче природных битумов является тепловолновое воздействие.

Исследования последних лет свидетельствуют, что сочетание волнового воздействия с другими методами имеет обоснованные преимущества:

технология характеризуется простотой осуществления, высокой эффективностью, экономичностью и экологической чистотой. Технические средства ее осуществления легко совмещаются с традиционным нефтепромысловым оборудованием.

Однако применяемые подобные технологии и устройства обеспечивают только кратковременное совмещенное воздействие на призабойную зону пласта. Поэтому необходимо их совершенствование с целью увеличения ресурса эксплуатации, а также расширения области применения за счет увеличения диапазона реализуемых параметров.

Применение внутрипластового движущегося очага горения позволяет оказывать многоплановое воздействие на пласт. Как показано выполненными исследованиями сочетание его с волновым воздействием открывает возможность коренного повышения эффективности воздействия и уменьшения материальных и энергетических затрат.

В связи с этим, исследования, проведенные в рамках диссертационной работе с целью совершенствования теплоиспользующих технических средств, с помощью которых реализуется технология совмещения волнового воздействия с внутрипластовым горением чрезвычайно актуальны, а именно: определение оптимальных режимов работы устройства, позволяющих повысить экономичность разработки месторождений и рентабельность скважинной добычи высоковязких нефтей и природных битумов, приобретает особую значимость. При этом повышается дебит скважин, решаются задачи энергосбережения и обеспечения экологической чистоты процессов воздействия на пласт.

Представленная работа выполнена в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы (гос. контракт № 41.003.11.2903), в рамках грантов Российского фонда фундаментальных исследований (№ 00-15-96690, № 03-02-96253, № 03-02-17279, № 04-02-08096 «офи_а»), грантов Президента РФ по поддержке ведущих научных школ (№НШ-746.2003.8, гос. контракт №02.445.11.7195) и в рамках «Программы геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы по Республике Татарстан на 2001 год» (№А.6.2-11/01, № 4.4.2-01).

Цели и задачи исследования.

Целью работы является теоретическое и экспериментальное определение условий устойчивой генерации акустических колебаний давления с помощью генератора с резонансными камерами. Генератор позволяет совместить волновое воздействие с технологией внутрипластового горения.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать состояние и предложить пути совершенствования методов и средств воздействия на пласт с целью интенсификации процессов добычи нефти и природных битумов, в частности при теплофизическом воздействии.

2. На основе анализа и сопоставления струйных устройств, в основу которых положены различные физические эффекты, предложить наиболее эффективный вариант.

3. Теоретически и экспериментально определить расходные характеристики элемента устройства - сопла. Экспериментально исследовать процесс генерации колебаний давления с использованием резонансных камер в потоке сжимаемой жидкости (определение условий и режимов устойчивой генерации колебаний давления; исследование амплитудно-частотных характеристик генерируемых волн).

4. Исследовать течение потока сжимаемой жидкости (воздуха) по тракту

устройства.

5. Оценить эффективность работы устройства.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Теоретически и экспериментально исследована и подтверждена эффективность нового типа струйного устройства.

2. Выявлены факторы, определяющим образом влияющие на расходные характеристики плоского сопла и структуру потока в трансзвуковой области течения. Показано, что эффективность сопла в целом существенно зависит от степени равновесности протекающих процессов, что особенно сказывается при высоких давлениях.

3. Выявлены механизм и закономерности протекания процесса генерации колебаний давления в устройстве с резонансными камерами.

4. Определены условия и режим устойчивой генерации колебаний давления.

5. Выявлен диапазон значений циркуляции скорости, в котором достигается наибольшая эффективность работы устройства.

Практическая значимость результатов.

Технология комбинированного воздействия - совмещение волнового (акустического) воздействия с внутрипластовым горением - и устройство, с помощью которого реализована эта новая технология, к настоящему времени успешно апробированы на 8 участках Мордово-Кармальского месторождения природных битумов Республики Татарстан. При этом достигнуто кратное увеличение дебита скважин и снижение энергетических затрат (в 2 раза), снижена обводненность извлекаемой продукции на 25-30% и, в итоге, значительно увеличены вовлекаемые в эффективную разработку запасы углеводородов и рентабельность их добычи.

Полученные автором результаты теоретических и экспериментальных исследований генератора акустических колебаний давления с резонансными камерами легли в основу дальнейших работ по расширению области применения комбинированных методов воздействия и совершенствованию теплоиспользующих систем нефтяной промышленности.

Защищаемые положения.

1. Метод и результаты расчета плоского сопла.

2. Выявленные закономерности процесса излучения упругих волн и факторы, влияющие на структуру потока в трансзвуковой области течения, расходные характеристики плоского сопла и эффективность работы устройства.

3. Выявленные условия и режимы устойчивой генерации колебаний давления.

4. Установленные структура и параметры потока по тракту генератора акустических колебаний с резонансными камерами.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием апробированных методов проведения эксперимента, подтверждена совпадением теоретических и экспериментальных данных, а также проведением большой серии тестовых расчетов.

Личный вклад автора. Диссертантом лично разработана основная программа экспериментов и методика обработки опытных данных, выполнен анализ и сопоставление полученных результатов, разработано струнное устройство под руководством д.т.н., академика В.Е. Алемасова.

Публикации и апробация работы.

Основные результаты диссертации опубликованы в 20 печатных работах.

Диссертационная работа, отдельные ее разделы и результаты докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- научно-практическая конференции VI международной специализированной выставки «Нефть, газ - 99» (г. Казань, 1999 г.);

- научно-практическая конференция «Новейшие методы увеличения нефтеотдачи пластов - теория и практика их применения» и VIII Международная специализированная выставка «Нефть, газ. Нефтехимия-2001» (г. Казань, 2001 г.);

-1, III Всероссийские школы-семинары молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова: «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (г. Казань, 2000 г., 2002 г.);

- 13-ая Всероссийская межвузовская научно-техническая конференции «Внутрикамерные процессы, акустика, диагностика, экология» (г. Казань, 2001 г.);

- Российский национальный симпозиум по энергетике (г. Казань, 2001 г.);

- Первая Всероссийская школа-семинар молодых ученых и специалистов «Энергосбережение - теория и практика» (г. Москва, 2002 г.);

- VII Всероссийская конференция молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики» (г. Новосибирск, 2002 г.);

- XV Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» (г. Казань, 2003 г.);

- 12-й Европейский Симпозиум «Повышение нефтеотдачи пластов» (г. Казань, 2003 г.);

IV, V Международные симпозиумы «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования» (г. Казань, 20032004 г.г.);

- Международный форум по проблемам науки, техники и образования (г. Москва, 2004 г.).

Структура и объем диссертации. Диссертация с приложением и рисунками изложена на 219 листах машинописного текста. Она состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 144 наименований, и 2 приложений. В ней содержится 86 рисунков и 11 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и практическая значимость работы, изложены цели, задачи и защищаемые положения диссертации.

Первая глава посвящена обзору методов и технических средств интенсификации процессов разработки нефтяных месторождений посредством формирования волнового поля в продуктивном пласте. Показана актуальность создания теплопередающего устройства с резонансными камерами для реализации энергосберегающей технологии комбинированного воздействия,, а именно — для совмещения волнового воздействия с внутрипластовым горением. Проведен анализ различных видов струйных генераторов и режимов генерации колебаний. Произведен выбор геометрических характеристик исследуемого устройства. Обоснована целесообразность исследования параметров трансзвукового потока в плоском сопле генератора колебаний давления.

Предложенный и исследованный генератор акустических колебаний давления обеспечивает совмещенное воздействие в течение всего периода разработки месторождения. Устройство состоит из двух последовательно расположенных генераторов колебаний: верхнего (I ступень) и нижнего (И ступень), узла соединения генераторов между собой, соплового блока. Доя достижения максимального эффекта воздействия упругих колебаний на призабойную зону продуктивного пласта ступени генератора ориентированы друг относительно друга под разными углами.

Общий вид устройства представлен на рис.1. Функциональная схема генератора колебаний - на рис.2.

Механизм возбуждения колебаний следующий: при подаче сжимаемой жидкости из плоского сопла струя, вследствие небольшой осевой асимметрии (в устройстве или самой струе), стекает по одной из сторон клина в выходной канал. Расположенная на пути резонансная камера вызывает отклонение струи, вследствие чего возникает газодинамическая обратная связь. Возникающие в камере акустические волны, распространяясь в направлении сопла, воздействуют на основную струю. В результате основная струя отклоняется в сторону другого выходного канала, где процесс повторяется. При этом параметры устройства выбираются таким образом, что частота переключения

Рис.2. Функциональная схема генератора колебаний давления 1, 2, 3, 4 - отверстия, через которые происходит выброс жидкости.

Рис. 1. Общий вид генератора колебаний давления.

основной струи и, следовательно, частота генерируемых колебаний давления на выходе из генератора совпадает с резонансной частотой камеры.

Трансзвуковая часть сопла оказывает большое влияние на эффективность сопла в целом. Последняя существенно зависит от степени равновесности протекающих процессов, что особенно сказывается при высоких давлениях. Из-за малых геометрических размеров величины высоты критического сечения сопла и имеющихся точек излома в контуре трансзвуковой части сопла происходит ухудшение качества процесса в этой зоне, что сказывается на эффективность работы всего устройства.

Отсюда следует, что для определения оптимальных режимов интенсификации процессов в энергоемких теплоиспользующих системах нефтяной промышленности посредством генерации акустических колебаний, позволяющих повысить экономичность разработки месторождений и рентабельность скважинной добычи высоковязких нефтей и природных битумов, снизить энергетические затраты, необходимо: выявить закономерности протекания процесса генерации колебаний давления в устройстве; определить режимы устойчивой генерации колебаний давления; определить условия, при которых возможно сократить расход воздуха, нагнетаемого в пласт при разработке месторождения.

Во второй главе излагаются результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров трансзвукового потока в плоском сопле исследуемого устройства. Исследования проведены в три этапа: 1) исследованы расходные характеристики сопл, при этом преследовалась цель получения интегральной информации об уровне неоднородностей потока в области критического сечения; 2) при помощи дренажных отверстий и перемещаемого насадка измерено распределение статического давления в модели трансзвукового участка сопла; 3) проведен численный эксперимент на ПЭВМ и сопоставлены полученные результаты с данными второго этапа.

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 3.

Рис.3. Схема экспериментальной установки, | предназначенной для определения

„гнй- коэффициента расхода плоских сопл. •I V1-модель; 2-входной ресивер; 3- выходной , ресивер; 4-мерная шайба; 5 - командный редуктор; 6 - подогреватель; 7-баллон со сжатым воздухом; 8 - масляные пьезометры, 9-насос РВН-20; 10-насос ВН6Г; 11-мановакууметр; 12 - впуск воздуха.

8 1, II

1 1

1) 1 !

•г г,

Испытан ряд сопл с высотой сечения сопла А. = 0,2; 0,4; 0,6 мм. Индекс (.) при характеристиках обозначает принадлежность к критическому сечению сопла.

Расход воздуха на модели определялся с помощью тарировочного графика мерных звуковых шайб, тарировка которых производилась посредством

наполнения известного объема (V =0,82 м3) воздухом, проходящим через шайбы.

В экспериментах давление воздуха перед моделью изменялось от 0,1 МПа до 0,5 МПа, что соответствовало расходу 1,5- 105 кг/с.

Коэффициент расхода сопл рассчитан по формуле:

/'с = С111М]Сиа,

где ¿/мз„ - массовый расход воздуха, измеренный при помощи шайбы, тарированной по заполнению мерного объема;

С>ид. ' теоретический расход воздуха через сопло, определяемый как:

где т - массовый расход воздуха, Г* - площадь сопла, Р0* - давление на входе в сопло, Т0* - температура потока на входе в сопло.

Экспериментально установлено, что коэффициент расхода незначительно увеличивается с ростом числа Ке, причем при высоте критического сечения сопла А« = 0,2 мм это увеличение более заметно. Так при А. = 0,2 мм, коэффициент /гс растет от значения 0,85 (при Ке ~ 0,25-Ю4) до ¡лс — 0,92 (при Ке ~1,2-Ю4), а при А. = 0,4 мм, = 0,87 (Яе ~0,5-Ю4) и//с = 0,92 (при Яе ~2Ю4).

Для исследования влияния величины радиуса скругления Ят, и Длины плоского канала (полки канала) трансзвукового участка проведены

исследования в широком диапазоне изменения параметров трансзвуковой части и с более точной схемой регистрации замеряемых параметров. При этом определялось на установке, где в качестве расходного устройства использована трубка Вентури, которая работала в режиме трансзвукового течения.

В отличие от предыдущих замеров расхода, производившихся с помощью мерной шайбы, трубки Вентури обладают определенными преимуществами: снижением влияния возмущений, проходящих через пограничный слой в критическом сечении (что сказывается на точности замеров) и значительным уменьшением потерь давления по сравнению с мерной шайбой, так как минимальный критический перепад в трубке Вентури равен ДР=1,15 МПа по сравнению с ДРкр — 2 МПа для мерных шайб и диафрагм; наконец, значительное уменьшение скорости на выходе из трубки Вентури по сравнению с шайбами позволяет повысить равномерность скорости по сечению и восстановить его на малом расстоянии за трубкой.

Использование трубки Вентури позволяет также уменьшить число измеряемых параметров: в этом случае необходимо измерять только давление и температуру газа перед трубкой. В результате увеличивается точность определения расхода, а следовательно - и коэффициента расхода сопла.

Величина коэффициента расхода сопла определяется из условия равенства расхода воздуха, протекающего через трубку Вентури (Ов) и через исследуемое сопло ( Ос), с помощью следующего выражения:

Мс = {(рР')ов ■Ге)/((Р-)с-Гос)ЧТос/Тв,

где (F*)c - площадь поперечного критического сечения сопла; (pF*) -определяется по графику в зависимости от числа Рейнольдса трубки Вентури; Toc, То,- температура на входе в сопло и трубку Вентури соответственно; Рос Ра,- давление на входе в сопло и трубку Вентури.

При этом получено, что почти при всех экспериментах в исследуемом диапазоне значений чисел Рейнольдса в критическом сечении Re. = (0,7-2,1)-104 наблюдается увеличение коэффициента расхода сопла с увеличением числа Re. Максимальное значение коэффициента расхода во всем диапазоне изменений Re имеет сопло, у которого вход в критическую часть скруглен радиусом RCKpvr;l =2А. . Такое сопло имеет практически прямолинейную зависимость ¡лс от Re. Разброс в показаниях ¡jc составляет 2 %, при этом значения /jc изменяются в пределах 0,96-0,98. Минимальные значения коэффициентов расхода (//с=0,9-0,93) наблюдается у сопл с L„a,.=0,7-1 мм при А. = 0,36 мм. При этом наблюдается наибольшее изменение величины коэффициента расхода цс = 3,8%.

Полученные данные согласуются с экспериментальными значениями, полученными в работах Абрамовича Г.А. и Чжена П.: с увеличением радиуса кривизны критического сечения сопла коэффициент расхода растет.

Экспериментально установленное распределение статического давления вдоль потока имеет более гладкий характер, чем расчетное, поскольку в расчетах не учитывалась вязкость газа, а в реальном потоке значения газодинамических параметров пристеночной области имеют плавное изменение за счет пограничного слоя (рис.4).

л(>.)____Рис. 4. Распределение газодинамической функции

1,0давления л(Х) по длине сопла.

„.. д _ экспериментальные данные, полученные с о,5-----iî^Lçjv.................... помощью дренажных отверстий в стенке сопла;

____________ •- экспериментальные данные по длине сопла на

j | расстоянии 2 мм от оси сопла (у=0,4 мм);

13,5 м.о 14,515,015.516.0 х, мм — . расчетная кривая распределения п(Х) в пристеночном слое; - - - - расчетная кривая распределения тг(Х) на расстоянии от оси сопла у=0,4 мм; я(Х) = Р/Ра (Р - давление в потоке Ра — давление заторможенного потока).

Расчетное значение коэффициента расхода ~0,9, что удовлетворительно совпадает с экспериментальными данными.

В третьей главе дано описание экспериментального стенда, измерительной и регистрирующей аппаратуры, использованных при проведении исследований и сопоставлены результаты экспериментальных и теоретических исследований устройства.

Исследования проведены с целью выявления характеристик, обеспечивающих эффективную работу устройства: определение характерных областей устойчивой генерации колебаний давления в потоке сжимаемой жидкости; исследование влияния расположения имитаторов перфорационных

j

— _

1 1

отверстий в обсадной колонне скважины относительно выходных каналов генератора колебаний на параметры генерируемых колебаний; исследование взаимовлияния первой и второй ступеней генератора при их совместной работе; определение характеристик генерируемых колебаний давления при дозвуковых и звуковых скоростях потока воздуха, выбор режимов работы генератора применительно к условиям эксплуатации на промысле.

Вид экспериментальной установки в сборе на стенде - на рис.5, схема экспериментального стенда представлена на рис.6.

Изменение частоты колебаний давления в потоке воздуха производилось сменой объемов резонансных камер генератора. Для исследуемого генератора выбраны резонансные камеры на расчетные значения частоты генерируемых колебаний давления 1000 Гц, 2000 Гц и 3000 Гц.

Рис.5. Экспериментальная установка в сборе. 1 — блок устройства (I и II ступени в сборе); 2- магистраль подачи воздуха в блок устройства; 3- ресивер; 4 — магистраль подачи воздуха; 5,6-отсечные краны; 7- дроссельный кран; 8 — выхлопная труба; 9,10 - мерные сопла.

Ветдрс Р»20МПа

Рис.6. Схема экспериментального стенда.

1 - генератор колебаний давления;

2 -мерное сопло на выходе излучателя; 3,4 - командные редукторы, задающие необходимое рабочее давление в магистралях; 5 - рабочий редуктор; 6 -пневмоклапан двойного действия - ПЭКДД, обеспечивающий дистанционное управление отсечным краном; 7 - отсечной кран для дистанционного перекрытия расхода в магистрали; 8 - выхлопная труба;

М, Мь М2, М3 — манометры для замера давления; р ст1, р ст 2 — давление (статическое) перед и за генератором соответственно; р„ь р„2 - давление пульсаций.

Максимальное значение массового расхода воздуха на испытаниях - не более 2,0 кг/с. Значения массового расхода воздуха и давления на входе и выходе генератора обеспечивались с помощью сменных сопл, устанавливаемых на выходе стендовой установки, в которой размещался генератор. Это обеспечило значения давлений, аналогичные значениям в пласте (от 0,5 МПа до 2,5 МПа).

Для замера давления на входе и выходе генератора применены манометры кл. точности 0,4 и 0,6. Для замера пульсаций давления - датчики ЛХ-417. Замер температуры воздуха по тракту подачи производился термопарой типа ХК в

диапазоне значений температуры -5+50 °С. Регистрация показаний температуры выполнена с помощью прибора визуального контроля типа КСП-4. Система контроля режимов работы генератора представляет собой автоматизированный измерительный комплекс на основе ПЭВМ.

Выявлено три характерных области устойчивой генерации колебаний: первая характеризуется практически линейной зависимостью частоты (от 2200 Гц до 3100 Гц) от скорости потока на входе в резонансные камеры (55-75 м/с); вторая — зависимостью близкой к линейной в диапазоне частот 1000 Гц-2500 Гц при изменении скорости потока в пределах 55 м/с - 150 м/с; в третьей наблюдается расслоение зависимости частоты колебаний давления от 1500 Гц до 2500 Гц, причем последние практически не меняется при изменении скорости потока на входе в резонансные камеры (от 70-75 м/с до 195 м/с).

Исследованиями установлено, что изменение механизма генерации колебаний давления связано с перестройкой структуры вихревого потока и изменением влияния обратной связи. Тем самым показано, что предложенный генератор колебаний давления с резонансными камерами позволяет работать на двух режимах, обеспечивающих генерацию колебаний давления за счет влияния краевого эффекта и наличия обратной связи в колебательном контуре, включающем резонансные камеры.

Такое положение является оптимальным как с точки зрения возможности сочетания генератора с используемым промысловым оборудованием для подачи жидкости, так и с позиции возможности обеспечения необходимых режимов воздействия на пласт при изменении условий на забое.

При установке генератора в районе перфорации обсадной колонны его выходные патрубки ориентированы произвольно относительно перфорационных отверстий. В связи с этим возникает вопрос о степени снижения амплитуды импульса давления при прохождении его через металлическую стенку колонны.

Однако анализ полученных значений амплитуды колебаний свидетельствует, что снижение ее незначительно: до ~ 20% величины импульсов давления при прохождении волны возмущения через алюминиевую стенку гильзы.

Полученными данными показана возможность произвольной установки выходных патрубков генератора относительно перфорационных отверстий в обсадной колонне.

Результаты анализа зависимости частоты генерируемых колебаний от значения давления на выходе генератора и варианта используемых резонансных камер свидетельствует об устойчивой генерации колебаний на рассмотренных частотах в достаточно большом диапазоне изменения давления (от 0,6 до 2,5 МПа) на выходе генератора I и II ступеней. Значения массового расхода воздуха определяются возможностями применяемой на промысле техники (0,07-0,3 кг/с на входе в генератор). В качестве независимой переменной при этом принято значение давления на выходе генератора колебаний, с помощью которого имитированы условия в пласте по давлению.

По выявленной зависимости относительного значения амплитуды (л — Ак01 /рвых ) от давления на выходе для различных значений расхода

воздуха через I ступень генератора установлено: с уменьшением давления увеличивается скорость потока по тракту генератора и, соответственно, возрастает амплитуда колебаний давления (лко1 ) на выходе устройства.

Зависимость средней амплитуды колебаний (Лср) от скорости течения

потока (V) представлена на рис.7.

Диапазон ожидаемых значений давления на входе в устройство при установке его в скважину составляет от 1 до 2,5 МПа (абсолютное давление).

С использованием этих значений давления произведен расчет скорости потока на входе в генератор при задаваемых значениях расхода воздуха через 1 модуль генератора (рис.8).

а 0,25 § 0.21 ¿•ОЛЯ « 0,11 0.03!

I

0" ■

20 «I 60 80 100 120 1« 160 V. м/с

Рис. 7. Зависимость амплитуды колебаний давления от скорости течения потока (эксперимент).

0,70,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,12,3 2,5

Рвх.,МПа

Рис. 8. Расчетная зависимость скорости потока от величины давления на входе в генератор при различных значениях массового расхода воздуха.

В четвертой главе рассмотрено течение потока по тракту генератора колебаний давления с резонансными камерами с помощью пакета программ: потенциально-вихревой схемы Лаврентьева и трехмерной турбулентной модели Пох^Ч^юп. Целью рассмотрения является определение характеристик (амплитуды, частоты колебаний) течения по проточному тракту генератора для выявления оптимальных условий устойчивой генерации акустических колебаний при работе устройства с учетом данных экспериментальных исследований.

Потенциально-вихревая схема Лаврентьева. Течение жидкости внутри генератора колебаний носит отрывной характер: поток, поступая из входного патрубка в расширяющуюся полость устройства, отрывается, набегает на клин и вытекает по двум выходным каналам; при этом в резонансных камерах формируются замкнутые вторичные течения циркуляционного типа (рис. 9).

Для описания плоского отрывного обтекания тел с образованием конечных стационарных вихревых зон М.А. Лаврентьевым была предложена идеализированная схема, по которой течение делится на две части: основную потенциальную струю (завихренность ю = 0 ) и замкнутый

вихревой след О с постоянной завихренностью со (в нашем случае — это две

зоны вторичного течения в резонансных камерах и 02- Завихренности равны соответственно а», и а>2, в симметричном случае а>1 = -со2) и непрерывной скоростью на границе раздела.

Граничные условия задачи формулируются следующим образом: q -расход жидкости в канале, и0 =q|d - скорость на входе, м/с (с1 - размер входного сечения, мм). На нижней границе задаем значение функции тока у/ = 0, на верхней границе у = , иа поверхности клина у/ = у/0 (в симметричном случае на поверхности клина ц/ = д/2). Во входном сечении х = 0,-<1 /2< у <<1 ¡2 скорость постоянна и равна и0 и отсюда получаем

I// =иа{у ~d.IT) = (¡{уЫ -0,5). На выходных сечения канала ставим «мягкие» условия ду//дп=иг =0 (здесь пит- нормаль и касательная к границе).

При построении схемы течения жидкости методом конечных элементов (МКЭ) применены шестиузловые треугольные элементы с квадратичными базисными функциями.

Анализ полученных картин вихревого течения в генераторе позволяет выявить наиболее приемлемые значения характеристик потока.

На структуру потока по тракту генератора колебаний давления существенное влияние оказывает форма его сечения, неравномерность распределения поля скорости, влияние расширения полости при переходе потока из плоского сопла в полость резонансных камер и далее перераспределение потока в выходных каналах при наличии острых углов (клиновидного разделителя потока).

Проведенными многовариантными расчетами резонансных камер генератора колебаний при различных значениях циркуляции скорости выявлено: при значениях циркуляции скорости (Г), находящихся в диапазоне 10-16, распределение потока в выходных каналах при обтекании клина плавные, т.е. отрывные явления отсутствуют. При Г= 17-22 отрывные зоны минимальны. При уменьшении и увеличении Г указанных диапазонов значений, особенно -при высоких значениях Г=120-200, структура потока качественно отличается, а именно, наблюдается отрыв набегающего потока от угловых точек выходных каналов устройства - происходит скачкообразное натекание потока на клин и

(1 - размер входного сечения канала, Оа

— основная потенциальная струя, Оь и2

- зоны вторичного вихревого течения в резонансных камерах, у/ - функция тока, д - расход жидкости в канале , кг/с.

Рис.9. Замкнутые вихревые зоны с циркуляцией скорости Г) и Г2, соответственно, в верхней и нижней резонансных камерах и граничные условия в полости генератора.

перераспределение его в выходных каналах генератора, что нежелательно при работе устройства. На рис.10 приведен один из вариантов картины вихревого течения в генераторе при симметричном разделении потока клином в зависимости от циркуляции скорости.

Рис. 10. Картина отрывного течения в генераторе колебаний давления при симметричном разделении потока (\|/=0,5) клином в зависимости от циркуляции скорости. +Г= - Г =10; завихренность о) = 0,046.

На рис. 11 представлены вихревая структура и изолинии поля скорости потока с обозначенными на изолиниях значениями модуля скорости соответствующей области полости устройства. По этим значениям модуля скорости определена скорость течения по тракту устройства в зависимости от массового расхода воздуха с учетом значений скоростей, определенных экспериментальными исследованиями главы 3. При массовом расходе т=0,05 кг/с диапазон значений скорости (V) на входе в резонансные камеры составляет 9,4-56,66 м/с, при ш=0,1 кг/с - У=22,7-137 м/с; при ш=0,07 кг/с - У=14,31-86,3 м/с. Расчетные значения скорости согласуются со значениями, полученными экспериментальными исследованиями (глава 3). Диапазон изменения амплитуды колебаний давления: 0,0125 — 0,2 МПа, частота колебаний изменяется в пределах 50-4000 Гц.

Показателем эффективности этого численного метода является пример расчета на сетке с числом узлов 30 379 и элементов — 58 776 при значениях циркуляции + Г[ = -Г2 = 4: время счета на компьютере Р4-2700 не превышает 2 минут.

I ^чЧ4- Рис.11. Вихревая структура и

\\\ц\ изолинии поля скорости потока

1 \ \ 1 ' с обозначенными на изолиниях

;")! значениями модуля скорости

й,1 / / соответствующей области полости

. . . д /// устройства.

4 ~ ^ а) ' Рг ^ / / б) а) в резонансных камерах;

б) в плоском сопле устройства.

Потенциально-вихревая схема Лаврентьева основана на модели идеальной жидкости. Существует же модель течения жидкости, которая подобна эксперименту - это трехмерная модель турбулентности, реализованная в пакете Р1О\УУ15ЮП.

Трехмерное турбулентное течение воздуха.

Расчет проводится методом конечных объемов. В этом методе используется прямоугольная адаптивная локально измельченная сетка. Для ее построения требуется заданная геометрия расчетной области. Геометрический образ

исследуемого генератора колебаний создан специализированной графической программой БоИсГХУогкз и экспортирован в Пош^вюп, где проведена генерация сетки. Расчетная область для визуализации структуры течения по тракту устройства представляет собой внутреннюю часть генератора колебаний давления с резонансными камерами (рис.13). При этом конструктивные размеры области расчета соответствуют реальным очертаниям полости с резонансными камерами генератора колебаний давления. В расчетах использовалась сетка, содержащая порядка 21992 ячеек. Причем, увеличена плотность ячеек расчетной сетки в зонах предполагаемого отрывного течения, что повысило точность отображения его наиболее существенных черт. Расчет проведен при течении потока равным 7 с. Этот расчет длился 5 суток.

При исследовании приняты следующие граничные условия-, рабочая жидкость - воздух. Во входном сечении генератора задано: температура Т = 290 К; давление Р = 1,5 МПа; интенсивность пульсаций 0,05; масштаб турбулентности 9-Ю"4. Стенки устройства теплоизолированы (дТ/дп = 0).

Задано условие прилипания (V - 0). Полагается свободный выход воздуха из устройства.

Визуализация струйно-вихревой структуры течения произведена в виде траектории движения частиц (Рис.12). Анализ картины течения показывает, что оно имеет в канале ярко выраженный струйный характер. Наличие острых углов приводит к вихреобразованию (как и по потенциально-вихревой схеме Лаврентьева при определенных значениях циркуляции скорости). Полученная картина течения подтверждена промысловыми исследованиями. Линии тока, полученные при разборке генератора колебаний после промысловых исследований на Мордово-Кармальском месторождении природных битумов, показаны на рис. 13.

В пятой главе представлены результаты испытаний генератора колебаний в условиях промысла (на 8 участках Мордово-Кармальского месторождения). В процессе испытания проведена проверка параметров, работоспособности и надежности конструкции устройства комбинированного (тепловолнового) воздействия в условиях забоя скважины. Исследовано влияние генерируемых

Рис. 12. Геометрия расчетной области и визуализация структуры течения в виде траектории движения частиц в потоке сжимаемой жидкости по

тракту генератора колебаний.

Рис. 13. Отпечаток линий тока в резонансных камерах после промысловых экспериментов.

колебаний на дебит скважин, обводненность продукции. А также, возможность снижения энергетических и материальных затрат при увеличении дебита скважин. Определена экономическая эффективность воздействия.

Важным для оценки эффективности воздействия является значение удельного расхода воздуха, подаваемого в пласт. С изменением частоты возбуждаемых колебаний генератора с 1000 Гц до 2000 Гц минимальное значение расхода воздуха составляет 1,25 тыс.м3 на одну тонну извлекаемого битума. С использованием традиционной технологии внутрипластового горения значение удельного расхода воздуха составляет 3,7 tlic.mVi т.битума. Отсюда, использование технологии тепловолнового воздействия позволяет значительно сократить удельные затраты нагнетаемого в пласт воздуха и, следовательно, повысить экономичность разработки месторождения.

Исследования показали, что эффект тепловолнового воздействия с применением генератора колебаний в технологии внутрипластового горения при нагнетании воздуха проявляется, в основном, в добывающих скважинах, находящихся на расстоянии от нагнетательной до 50 м.

Затраты на разделение извлекаемой продукции по составу и транспортировку воды составляют значительную часть затрат на добычу битума. Поэтому оценено влияние новой технологии и на состав извлекаемой продукции. Выявлено, что с применением генератора уменьшается вязкость продукции и при этом обводненность извлекаемой продукции, по сравнению с тепловым воздействием, снижается на 30-50% при одних и тех же значениях дебита скважин. Анализ данных (при осреднении данных, полученных на всех исследуемых участках месторождения) показывает, что при тепловолновом воздействии на пласт наблюдается почти двукратное увеличение суточного значения дебита скважин по битуму на каждом из участков (1,97 т/сут. вместо 1,07 т/сут. с традиционной технологией).

Оценка экономической эффективности воздействия, проведенная перед промысловыми испытаниями в 2001г., показала: при применении тепловолнового воздействия рентабельность добычи возрастает с 20% до 36 %, чистая прибыль - 19,3 млн. рублей в год (вместо 5,4 млн. руб. в год).

В заключении приведены основные результаты исследований, а именно:

1. В результате исследования методов и технических средств предложено наиболее энергоэффективное устройство, с помощью которого реализована технология комбинированного воздействия с целью интенсификации процессов добычи высоковязкой нефти и природного битума.

2. Установлено, что в критическом сечении сопла в диапазоне чисел Рейнольдса Re. = (0,7-2,1)-104 наблюдается увеличение коэффициента расхода сопла с увеличением числа Re. К увеличению значения /jc приводит также скругление угла передней угловой точки (при реальных значениях сдвига значение цс = 0,96-0,98). Фактический коэффициент расхода сопл составляет 0,92-0,94 (при Re ~ 104).

3. Выявлено, что генератор акустических колебаний давления с резонансными камерами может работать на двух режимах: возбуждение колебаний за счет влияния краевого эффекта и за счет установления обратной связи в колебательном контуре, включающем резонансные камеры.

Установлено при этом, что изменение механизма генерации колебаний давления связано с перестройкой структуры вихревого потока и влиянием обратной связи, формирующейся в устройствах рассмотренного типа. И это является достоинством устройства как с точки зрения возможности сочетания генератора с различным промысловым оборудованием, применяемым для подачи воздуха, так и обеспечения необходимых режимов воздействия на пласт при изменении условий на забое скважины и в продуктивном пласте в целом.

4. Определено, что режим устойчивой генерации колебаний, обусловленный наличием газодинамической обратной связи в резонансных камерах, поддерживается на задаваемых частотах колебаний в достаточно широком диапазоне изменения давления (от 0,6 до 2,5 МПа) на выходе из генератора. При этом значения массового расхода воздуха на входе в генератор, определяющиеся возможностями используемой на промысле техники, составляют 0,07-0,3 кг/с.

5. Выявлено: в первой характерной области колебаний давления - диапазон максимальных значений полной амплитуды колебаний давления (0,08-0,17 МПа) соответствует частотам 2200-3100 Гц, генерируемым генератором при скоростях потока 55-75 м/с; во второй характерной области колебаний давления диапазон максимальных значений амплитуды (0,08-0,3 МПа) соответствует более низкой частоте (1000-1900 Гц). Эти значения согласуются с данными, полученными в процессе исследования потока с помощью программного комплекса.

6. Полученная картина визуализации течения сжимаемой жидкости по тракту генератора подтверждена промысловыми испытаниями устройства на Мордово-Кармальском месторождении природных битумов. Определен диапазон значений циркуляции скорости Г = 10-16 в котором распределение потока в выходных каналах при обтекании клина является плавным, т.е. отрывные явления отсутствуют, что способствует устойчивой генерации акустических колебаний.

7. Установлено, что с увеличением частоты возбуждаемых колебаний генератора при тепловолновом воздействии удельный расход воздуха намного меньше, чем при разработке месторождения с использованием традиционной технологии внутрипластового горения. Полученные данные свидетельствуют о том, что использование технологии тепловолнового воздействия позволяет значительно сократить удельные затраты нагнетаемого в пласт воздуха и, следовательно, снизить энергетические затраты и повысить экономичность разработки месторождения.

8. Промысловыми испытаниями подтверждена высокая эффективность генератора колебаний давления, с помощью которого реализуется технология тепловолнового воздействия: достигнуто увеличение дебита скважин по битуму в 2 раза; обводненность извлекаемой продукции снижается на 25-30%, что в итоге способствует снижению энергетических и материальных затрат, увеличению рентабельности процесса добычи, а именно: достигается снижение энергетических затрат в 2 раза; рентабельность добычи возрастает с 20% до 36%; чистая прибыль составляет 19,3 млн. руб./ в год.

Основные опубликованные работы по теме диссертации:

1. Ллемасов В.Е., Буторин Э.А., Кравцов Я.И., Муслимов Р.Х, Волков Ю.В., Рыбчевский И.Л., Шестернин В.В., Самбурова Л.И. Экспериментальные исследования нового типа устройства термоволнового воздействия на продуктивные пласты // Известия Академии наук. Сер. Энергетика. - Москва. -1998. - №4. - С. 78-83.

2. Алемасов В.Е., Буторин Э.А., Кравцов Я.И., Муслимов Р.Х, Волков Ю.В., Шестернин В.В., Гареев Р.З., Хусаинова A.A., Самбурова Л.И. Опытно-промышленные испытания технологии и средств термоволнового воздействия на битумные и остаточные нефти разрабатываемых месторождений // Труды научно-практической конференции VI международной специализированной выставки «Нефть, газ - 99». 8-9 мая 1999 г. - Казань. - 1999. - С. 57-63.

3. Буторин Э.А., Самбурова Л.И. Исследование механизма тепловолпового воздействия на битумные пласты при поддержании внутрипластового очага горения II Материалы докладов Всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» под руководством академика РАН В.Е.Алемасова, 24-27 октября 2000 г. - Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 2000. - С. 23-24.

4. Алемасов В.Е., Кравцов Я .И., Буторин Э. А., Марфин Е. А., Самбурова Л.И. Комбинированное тепловолновое воздействие на пласты природных битумов. Широкомасштабный промышленный эксперимент II Тезисы докладов 13-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Внутрикамерные процессы, акустика, диагностика, экология», 15-17 мая 2001 г. - Казань: КФВАУ, 2001,- 4.2. - С. 5-7.

5. Алемасов В.Е., Кравцов Я.И., Буторин Э.А., Марфин Е.А., Самбурова Л.И. Анализ состояния опытно-промышленных работ и патентных материалов в области технических средств комбинированного воздействия на нефтяные пласты // Тезисы докладов 13-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Внутрикамерные процессы, акустика, диагностика, экология», 15-17 мая 2001 г. - Казань: КФВАУ, 2001 г. - 4.2. - С. 3-5.

6. Алемасов В.Е., Кравцов Я.И., Буторин Э.А., Марфин Е.А., Самбурова Л.И. Гидромеханический осциллятор как устройство для возбуждения колебаний давления в потоке жидкости, нагнетаемой в пласт // Материалы докладов на научно-практической конференции VIII Международной специализированной выставки "Нефть, газ. Нефтехимия-2001" «Новейшие методы увеличения нефтеотдачи пластов - теория и практика их применения», 5-8 сентября 2001 г. - Казань. - 2001. - С. 172-178.

. 7. Алемасов В.Е., Муслимов Р.Х., Кравцов Я.И., Самбурова Л.И. и др. Снижение обводненности извлекаемой продукции как фактор энергосбережения при комбинированной технологии добычи природных битумов (по данным опытно-промышленных испытаний) // Материалы докладов на Российском национальном симпозиуме по энергетике, 10-14 сентября 2001 г. - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2001. - С. 331-334.

8. Алемасов В.Е., Кравцов Я.И., Буторин Э.А., Самбурова Л.И., Марфин Е.А. Развитие методов и средств комбинированного воздействия на нефтяные и битумные пласты как важный фактор энергосбережения // Материалы докладов на Российском национальном симпозиуме по энергетике, 10-14 сентября 2001 г. - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2001. - С. 362-365.

9. Алемасов В.Е., Кравцов Я.И., Буторин Э.А., Самбурова Л.И., Марфин Е.

A. Состояние и тенденции развития методов и средств комбинированного воздействия на нефтяные и битумные пласты. // Труды Российского национального симпозиум по энергетике 5-14 сентября 2001 г. - Казань, Россия, 2001. - Том 2. - С. 256-259 .

10. Алемасов В.Е., Кравцов Я.И., Буторин Э.А., Марфин Е.А., Самбурова Л.И. Результаты широкомасштабных промышленных испытаний технологии и технических средств комбинированного воздействия на пласты природных битумов // Труды Первой Всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение: Теория и практика», 15-18 апреля 2002 г. -Москва: МЭИ, 2002. - С. 38-39.

11. Марфин Е.А., Самбурова Л.И. Технические средства комбинированного воздействия на нефтяные пласты при нагнетании несжимаемых жидкостей.// Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики», 23-26 апреля 2002 г. - Новосибирск, 2002 - С. 198-199.

12. Самбурова Л.И. Газодинамические и энергетические характеристики излучателей колебаний давления в потоке сжимаемой жидкости // Материалы докладов Всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» под руководством академика РАН В.Е.Алемасова, 2-4 октября 2002 г. - Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 2002. - С. 141-143.

13. Муслимов Р.Х., Волков Ю.В., Хавкин А.Я., Петраков А.М., Алемасов

B.Е., Кравцов Я.И., Буторин Э.А., Марфин Е.А., Самбурова Л.И., Шестернин В.В. Анализ эффективности термоволнового воздействия на Мордово-Кармальском месторождении // Бурение и нефть, 2003.- № 1. - С. 18-22.

14. Самбурова Л.И., Мазо А.Б. Математическая модель течения жидкости в струйном генераторе тепловолнового воздействия на пласт // Материалы докладов 12 Европейского симпозиума «Повышение нефтеотдачи пластов», 8 -10 сентября 2003 г. - Казань: ООО «Стар», 2003. - С. 746-749.

15. Самбурова Л.И., Марфин Е.А., Мазо А.Б. Математическая модель процесса возбуждения акустических волн в гидродинамическом генераторе // Сборник материалов XV Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», 20-22 мая 2003 г. - Казань: КГУ им. В.И. Ульянова-Ленина, 2003 . - Ч. 2. - С. 256 - 257.

16. Марфин Е.А., Самбурова Л.И. Влияние диффузионной камеры на характеристики гидродинамического генератора колебаний //Сборник материалов XV Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в

энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», 20-22 мая 2003 г. - Казань: КГУ им. В.И. Ульянова-Ленина, 2003. - Ч. 2. - С. 294 - 295.

17. Самбурова Л.И., Марфин Е.А., Кравцов Я.И., Мазо А.Б. Модель течения жидкости в струйном генераторе колебаний. // Труды IV Международного симпозиума «Ресурсоэффективпость и энергосбережение в современных условиях хозяйствования», 18-19 декабря 2003 г. - Казань: КГТУ, 2004. - С. 2S2-285.

18. Марфин Е.А., Кравцов Я.И., Буторнн Э.А., Самбурова Л.И. Генератор акустических колебаний в потоке жидкости на основе резонатора Гельмгольца с диффузионной камерой //Труды IV Международного симпозиума «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования», 18-19 декабря 2003 г.- Казань: КГТУ, 2004. - С. 287-291.

19. Самбурова Л.И., Коханова С.Я. Исследование потока в резонансных камерах устройств струйного типа // Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования / Под ред. В.П. Савиных, В.В. Вишневского, 6-10 декабря 2004 г. - Москва: Академия наук о Земле, 2004. -Том 2.-С. 103-104.

20. Буторин Э.А., Самбурова Л.И. Влияние агрегатного состояния теплоносителя на геометрические характеристики сопла струйного генератора колебаний // Труды Академэнерго, 2005. - №1. - С. 133-137.

Центр инновационных технологий Россия, РТ, г. Казань, ул. К.Фукса, д. 11/6

Подписано в печать 27 .05.06. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Гарнитура «Тайме». Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз.

Отпечатано в Центре инновационных технологий Россия, РТ, 420111, г. Казань, ул. К.Фукса, 11/6 Лиц. ПЛ №0173 от 26.10.99.

Введение

Глава 1. Методы и технические средства возбуждения колебаний для воздействия на нефтебитумные пласты.

1.1. Методы увеличения нефтеотдачи.

1.2. Технические средства формирования волнового поля в продуктивном пласте.

1.3. Струйные генераторы акустических колебаний.

1.4. Волновые характеристики продуктивных пластов.

1.5. Генератор тепловолнового воздействия генератор колебаний давления).

1.5.1. Научные основы создания струйных генераторов.

1.5.2. Общие принципы проектирования струнных устройств

1.5.3. Влияние внутренней обратной связи на процесс возбуждения колебаний.

1.5.4. Критерии выбора режимов работы струйных генераторов

1.5.5. Выбор геометрических характеристик проточного тракта генератора.

1.5.6. Описание конструкции генератора колебаний давления с резонансными камерами.

Глава 2. Исследование параметров трансзвукового потока в канале генератора акустических колебаний.

2.1. Экспериментальные исследования расходных характеристик плоского двумерного сопла.

2.1.1. Исследование сопл с двумя угловыми точками.

2.1.2. Сравнительные испытания сопл с различными трансзвуковыми каналами.

2.1.3. Методика проведения эксперимента и обработки результатов.

2.1.4. Анализ результатов эксперимента.

2.2. Исследование трансзвукового потока.

2.2.1 .Экспериментальные исследования.

2.2.2. Расчетное исследование трансзвукового потока.

Выводы.

Глава 3. Экспериментальное исследование генератора акустических колебаний.

3.1. Система обеспечения испытаний генератора колебаний давления.

3.2. Исследование механизма генерации колебаний давления в генераторе с резонансными камерами.

3.2.1. Результаты эксперимента.

3.2.2. Влияние расположения (ориентации) имитаторов перфорационных отверстий в обсадной колонне скважины относительно выходных каналов генератора на параметры генерируемых колебаний.

3.2.3. Исследование влияния генераторов первой и второй ступеней при их совместной работе.

3.3. Определение условий устойчивой генерации колебаний давления.

3.3.1.Характеристика генерируемых колебаний давления при дозвуковых и звуковых скоростях потока.

3.3.2. Обоснование выбора режимов работы генератора в условиях эксплуатации на промысле.

Выводы.

Глава 4. Исследование течения жидкости по тракту генератора акустических колебаний давления.

4.1. Потенциально-вихревая схема Лаврентьева.

4.1.1. Математическая постановка задачи.

4.1.2. Метод численного решения.

4.1.3. Результаты расчета.

4.2. Трехмерное турбулентное течение сжимаемой жидкости.

4.2.1. Результаты расчета.

Выводы.

Глава 5. Эффективность тепловолнового воздействия с помощью генератора акустических колебаний.

5.1. Влияние воздействия на состав извлекаемой продукции и энергетические затраты.

5.2. Экономическая эффективность воздействия.

Выводы.

Диссертационная работа посвящена определению оптимальных условий интенсификации процессов в пористых средах посредством генерации акустических колебаний с помощью энергоемких теплоиспользующих систем нефтяной промышленности. Эти процессы и технические средства лежат в основе наиболее перспективных энергосберегающих, теплоиспользующих технологий освоения трудноизвлекаемых запасов нефти (ТИЗН) и альтернативы последней -природных битумов (ПБ), а именно: технологии интегрированного воздействия на продуктивные пласты.

Особенностью этих технологий является совмещение в процессе добычи различных методов воздействия на продуктивные пласты с волновым воздействием. Особенность применяемых технических средств -экономичность, при этом не требуется дополнительных источников энергии: генерация колебаний и формирование волнового поля в пласте происходит за счет преобразования части энергии нагнетаемого в пласт потока (кинетической, потенциальной и тепловой) в энергию колебаний.

Актуальность работы.

Создание высокоэкономичных технологий и устройств генерации энергии, а также экономное расходование энергетических и материальных ресурсов - решение проблемы энергосбережения в энергоемких нефтедобывающих отраслях промышленности. Проблема обеспечения мировой экономики энергоресурсами особо выделяется среди глобальных проблем нынешнего века. Нефть становится важным фактором не только экономического, но и политического, а в некоторых регионах даже военного влияния, давления и взаимодействия потребителей и производителей энергетического сырья. Несмотря на возможность появления в будущем новых источников энергии, нефть еще длительное время сохранит свое исключительное значение - как уникальное химическое сырье и как высококалорийное топливо.

Задача более полного извлечения из недр при освоение месторождений углеводородного сырья приобретает все большее значение вследствие:

- постоянного снижения располагаемых запасов нефти;

- увеличения доли трудноизвлекаемых запасов нефти;

- снижения запасов вновь вовлекаемых в разработку месторождений;

- увеличения энергетических и материальных затрат в процессе добычи нефти.

В наибольшей степени повысить нефтеотдачу пласта с одновременным снижением энергетических затрат, как свидетельствуют исследования, позволяет метод комбинированного воздействия на пласт, при котором за счет интенсификации взаимодействия нагнетаемого рабочего тела и пластовой среды увеличивается охват пласта, интенсифицируется процесс фильтрации, повышается коэффициент нефтеотдачи.

Освоение месторождений высоковязких нефтей и природных битумов представляет собой существенно более энергоемкие процессы по сравнению с разработкой маловязких нефтей. Мировые запасы тяжелых нефтей и битумов составляют 700-750 млрд.т., т.е. примерно в 7 раз больше, чем извлекаемые запасы обычных нефтей. В России ~60 млрд.т., что позволяет их рассматривать как важный резерв увеличения сырьевой базы [16, 29]. Методы комбинированного воздействия открывают большие возможности достижения сверхсуммарного (синергетического) эффекта при их разработке.

Одним из способов комбинированного воздействия при добыче природных битумов является тепловолновое воздействие.

Исследования последних лет показывают, что сочетание волнового воздействия с другими методами имеет обоснованные преимущества: технология характеризуется простотой осуществления, высокой эффективностью, экономичностью и экологической чистотой. Технические средства ее осуществления легко совмещаются с традиционным нефтепромысловым оборудованием.

Однако применяемые подобные технологии и устройства обеспечивают только кратковременное совмещенное воздействие на призабойную зону пласта. Поэтому необходимо их совершенствование с целью увеличения ресурса эксплуатации, а также расширения области применения за счет увеличения диапазона реализуемых параметров.

Известно, что повышение температуры ведет к снижению вязкости, а, следовательно, и подвижности нефти. Извлечение нефти с вязкостью в сотни и тысячи МПа-с путем повышения температуры в пласте является наиболее приемлемым методом. Увеличение температуры может быть проведено путем нагнетания теплоносителя (горячей воды или пара) и созданием движущегося очага горения. Ограничивающим применение метода закачки теплоносителя может являться особенность разрабатываемого месторождения. А также закачка теплоносителя сопряжена с большими потерями тепла в наземных коммуникациях, так, в поверхностных паропроводах теряется 0,35-3,5 млн. кДж/сут. на каждые 100 м длины насосно-компрессорной трубы (НКТ) [16, 36]. Поэтому более эффективным представляется источник тепла, расположенный непосредственно в пласте. Таким источником является очаг внутрипластового горения.

Применение внутрипластового движущегося очага горения (ВДОГ) позволяет оказывать многоплановое воздействие на пласт. Как показано выполненными исследованиями сочетание его с волновым воздействием открывает возможность коренного повышения эффективности воздействия и уменьшения материальных и энергетических затрат.

В связи с этим, исследования, проведенные в рамках диссертационной работе с целью совершенствования теплоиспользующих технических средств, с помощью которых реализуется технология совмещения волнового воздействия с внутрипластовым горением чрезвычайно актуальны, а именно: определение оптимальных режимов работы устройства, позволяющих повысить экономичность разработки месторождений и рентабельность скважинной добычи высоковязких нефтей и природных битумов, приобретает особую значимость. При этом повышается дебит скважин, решаются задачи энергосбережения и обеспечения экологической чистоты процессов воздействия на пласт.

Цели и задачи исследования.

Целью работы является теоретическое и экспериментальное определение условий устойчивой генерации акустических колебаний давления с помощью генератора с резонансными камерами. Последний позволяет совместить волновое воздействие с технологией внутрипластового горения.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать состояние и предложить пути совершенствования методов и средств воздействия на пласт с целью интенсификации процессов добычи нефти и природных битумов, в частности при теплофизическом воздействии.

2. На основе анализа и сопоставления струйных устройств, в основу которых положены различные физические эффекты предложить наиболее эффективный вариант.

3. Теоретически и экспериментально определить расходные характеристики элемента устройства - сопла. Экспериментально исследовать процесс генерации колебаний давления с использованием резонансных камер в потоке сжимаемой жидкости (определение условий и режимов устойчивой генерации колебаний давления; исследование амплитудно-частотных характеристик генерируемых волн).

4. Исследовать течение потока сжимаемой жидкости (воздуха) по тракту устройства.

5. Оценить эффективность работы устройства.

Первая глава посвящена обзору методов и технических средств интенсификации процессов разработки нефтяных месторождений посредством формирования волнового поля в продуктивном пласте. Показана актуальность создания струйного устройства с резонансными камерами для реализации энергосберегающей технологии комбинированного воздействия, а именно - для совмещения волнового воздействия с внутрипластовым горением. Проведен анализ различных видов струйных генераторов и режимов генерации колебаний. Произведен выбор геометрических характеристик исследуемого устройства. Обоснована целесообразность исследования параметров трансзвукового потока в плоском сопле генератора колебаний давления.

Во второй главе излагаются результаты экспериментальных и теоретических исследований параметров трансзвукового потока в плоском сопле исследуемого струйного устройства. Исследование проведено в три этапа. На первом этапе исследованы расходные характеристики сопл, при этом преследовалась цель получения интегральной информации об уровне неоднородностей потока в области критического сечения. На втором этапе при помощи дренажных отверстий и перемещаемого насадка измерено распределение статического давления в модели трансзвукового участка сопла. Третий этап состоял в проведении численного эксперимента на ПЭВМ и сопоставлении полученных результатов с данными второго этапа.

В третьей главе дано описание экспериментального стенда, измерительной и регистрирующей аппаратуры, использованных при проведении исследований и сопоставлены результаты экспериментальных и теоретических исследований устройства.

Исследования проведены с целью выявления характеристик, обеспечивающих эффективную работу устройства: определение характерных областей устойчивой генерации колебаний давления в потоке сжимаемой жидкости; исследование влияния расположения имитаторов перфорационных отверстий в обсадной колонне скважины относительно выходных каналов генератора колебаний на параметры генерируемых колебаний; исследование взаимовлияния первой и второй ступеней генератора при их совместной работе; определение характеристик генерируемых колебаний давления при дозвуковых и звуковых скоростях потока воздуха; оценка и выбор режимов работы генератора применительно к условиям эксплуатации на промысле.

В четвертой главе рассмотрены модели течения по тракту генератора колебаний давления с резонансными камерами: потенциально-вихревая схема Лаврентьева и трехмерная турбулентная модель Р1о\уУ1бюп. Целью рассмотрения является определение характеристик (амплитуды, частоты колебаний) течения по проточному тракту генератора для выявления оптимальных условий устойчивой генерации акустических колебаний при работе устройства с учетом данных экспериментальных исследований.

В пятой главе представлены результаты испытаний генератора акустических колебаний в условиях промысла (на 8 участках Мордово-Кармальского месторождения). В процессе испытания проведена проверка параметров работоспособности и надежности конструкции устройства тепловолнового воздействия в условиях забоя скважины. Исследовано влияние генерируемых колебаний на дебит скважин, обводненность продукции. А также, возможность снижения энергетических и материальных затрат при увеличении дебита скважин. Определена экономическая эффективность тепловолнового воздействия.

В заключении приводятся основные результаты проведенного исследования.

Защищаемые положения.

1. Метод и результаты расчета плоского сопла.

2. Выявленные закономерности процесса излучения упругих волн и факторы, влияющие на структуру потока в трансзвуковой области течения, расходные характеристики плоского сопла и эффективность работы устройства.

3. Выявленные условия и режимы устойчивой генерации колебаний давления.

4. Установленные структура и параметры потока по тракту генератора акустических колебаний с резонансными камерами.

Основные результаты диссертации опубликованы в 20 работах, в том числе в центральных изданиях [6,84] и в трудах международных и всероссийских конференций [4,5,8-11,35,78,104-107].

Личный вклад автора в работу. Диссертантом лично разработана основная программа экспериментов и методика обработки опытных данных, I выполнен анализ и сопоставление полученных результатов, разработано струйное устройство под руководством д.т.н., академика В.Е. Алемасова.

Представленная работа выполнена в исследовательском центре проблем энергетики казанского научного центра РАН в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы (гос. контракт № 41.003.11.2903), в рамках грантов Российского фонда фундаментальных исследований (№ 00-15-96690, № 03-02-96253, № 03-0217279, № 04-02-08096 «офиа»), грантов Президента РФ по поддержке ведущих научных школ (№НШ-746.2003.8, гос. контракт 02.445.11.7195) и в рамках «Программы геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы по Республике Татарстан на 2001 год» (работы №А.6.2-11/01, №4.4.2-01).

Автор признателен коллегам по лаборатории «Основ энергоэффективных технологий восполнения природных топлив» -Э.А.Буторину, Л.Н.Секачеву, Р.Б.Шаихову, Е.А.Марфину и особенно признателен руководителю лаборатории Я.И. Кравцову, а также А.Б.Мазо,

Н.И.Михееву, В.М.Молочникову, Ю.Г.Назмееву, Э.В.Шамсутдинову, В.Н.Шлянникову за помощь и полезные советы, оказанные в процессе выполнения работы. Особую признательность и благодарность автор выражает своему всестороннему учителю и руководителю диссертационной работы - академику РАН В.Е.Алемасову.

Основные результаты диссертационной работы:

1. На основе исследования методов и технических средств предложено наиболее энергоэффективное устройство, реализующее технологию комбинированного воздействия с целью интенсификации процессов добычи высоковязкой нефти и битума.

2. Установлено, что в критическом сечении сопла в диапазоне чисел Рейнольдца Re» = (0,7-2,1)-104 наблюдается увеличение коэффициента расхода сопла с увеличением числа Re. К увеличению значения /лс приводит также скругление угла передней угловой точки (при реальных значениях сдвига значение цс = 0,96-0,98). Фактический коэффициент расхода сопл составляет 0,94-0,92 (при Re ~ 104).

3. Выявлено, что генератор акустических колебаний давления с резонансными камерами может работать на двух режимах: возбуждение колебаний за счет влияния краевого эффекта, или - за счет установления обратной связи в колебательном контуре, включающем резонансные камеры. Установлено, что изменение механизма генерации колебаний давления связано с перестройкой структуры вихревого потока и влиянием обратной связи, формирующейся в устройствах рассмотренного типа. И эта возможность является достоинством устройства с точки зрения как сочетания генератора с различным промысловым оборудованием, применяемом для подачи сжимаемой жидкости, так и обеспечения необходимых режимов воздействия на пласт при изменении условий на забое пласта и в продуктивном пласте в целом.

4. Определено, что режим устойчивой генерации колебаний, обусловленный наличием газодинамической обратной связи в резонансных камерах, поддерживается на задаваемых частотах колебаний в достаточно широком диапазоне изменения давления (от 0,6 до 2,5 МПа) на выходе из генератора. При этом значения массового расхода воздуха на входе в генератор, определяющиеся возможностями используемой на промысле техники, составляют 0,07-0,3 кг/с.

5. Выявлено: в первой характерной области колебаний давления -диапазон максимальных значений полной амплитуды колебаний давления (0,08-0,17 МПа) соответствует частотам 2200-3100 Гц, генерируемым генератором при скоростях потока 55-75 м/с; во второй характерной области колебаний давления диапазон максимальных значений амплитуды (0,08-0,3 МПа) соответствуют более низкой частоте (1000-1900 Гц). Эти значения согласуются с данными, полученными по моделям течения.

6. Полученная визуализация картины течения сжимаемой жидкости по тракту генератора подтверждена промысловыми испытаниями устройства на Мордово-Кармальском месторождении природных битумов. Определен диапазон значений циркуляции скорости Г = 10-16, при котором распределение потока в выходных каналах при обтекании клина плавное, т.е. отрывные явления отсутствуют, что способствует условиям устойчивой генерации акустических колебаний при работе устройства.

7. Установлено, что с увеличением частоты возбуждаемых колебаний генератора при тепловолновом воздействии значение удельного расхода воздуха намного меньше, чем его значение при разработке месторождения с использованием традиционной технологии внутрипластового горения. Полученные данные свидетельствуют о том, что использование технологии тепловолнового воздействия позволяет значительно сократить удельные затраты нагнетаемого в пласт воздуха и, следовательно, снизить энергетические затраты и повысить экономичность разработки месторождения.

8. Промысловыми испытаниями подтверждена высокая эффективность генератора акустических колебаний давления, реализующего технологию тепловолнового воздействия, по сравнению с чисто тепловым воздействием (внутрипластовым горением): увеличение дебита скважин по битуму в 2 раза; обводненность извлекаемой продукции снижается на 30-50%, что в итоге способствует снижению энергетических и материальных затрат, увеличению рентабельности процесса добычи и увеличению чистоты процесса добычи; снижение энергетических затрат - в 2 раза; рентабельность добычи возрастает с 20% до 36 %, чистая прибыль составляет 19,3 млн. рублей в год (вместо 5,4 млн. руб. в год).

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Теоретически и экспериментально исследована и подтверждена эффективность нового типа струйного устройства.

2. Выявлены факторы, определяющим образом влияющие на расходные характеристики плоского сопла и структуру потока в трансзвуковой области течения. Показано, что эффективность сопла в целом существенно зависит от степени равновесности протекающих процессов, что особенно сказывается при высоких давлениях.

3. Выявлены механизм и закономерности протекания процесса генерации колебаний давления в устройстве с резонансными камерами.

4. Определены условия и режим устойчивой генерации колебаний давления.

5. Выявлен диапазон значений циркуляции скорости, в котором достигается наибольшая эффективность работы устройства.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена использованием апробированных методов и методик проведения эксперимента, подтверждена совпадением расчетных и экспериментальных данных, а также проведением большой серии тестовых расчетов.

Практическая значимость и апробация результатов:

Технология комбинированного воздействия - совмещение волнового (акустического) воздействия с внутрипластовым горением - и устройство, с помощью которого реализована эта новая технология, к настоящему времени успешно апробированы на 8 участках Мордово-Кармальского месторождения природных битумов Республики Татарстан. При этом достигнуто кратное увеличение дебита скважин и снижение энергетических затрат (в 2 раза), снижена обводненность извлекаемой продукции на 30-50% и, в итоге, значительно увеличены вовлекаемые в эффективную разработку запасы углеводородов и рентабельность их добычи.

Полученные автором результаты теоретических и экспериментальных исследований генератора акустических колебаний давления с резонансными камерами легли в основу дальнейших работ по расширению области применения комбинированных методов воздействия и совершенствованию теплоиспользующих систем нефтяной промышленности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Абасов М.Т. Пути развития эффективных методов увеличения нефтеотдачи пластов // Сб. научн. трудов. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов. М.: Наука, 1990. - 223 с.

2. Абрамович Г.А. Прикладная газовая динамика.- М.: Наука, 1976.т888 с.

3. Акуленко Л.Д., Нестеров C.B. Аналитическое исследование квазилинейных автоколебаний резонатора Гельмгольца. Изв. Ран. МЖГ, 2004. -№3.- С. 6-15.

4. Алемасов В.Е., Кравцов Я.И., и др. Новые напрвления в разработке генераторов теплоносителя для термического воздействия нанефтяные пласты. M.: ЦИНТИХимнефтемаш. НТЖ Нефтепромысловое машиностроение. Сер. ХМ-3,1975. ДСП.

5. Алемасов В.Е., Муслимов Р.Х., Кравцов Я.И., Репин А.П., Буторин Э.А., Абдулхаиров P.M., Янгуразова З.А. Патент (RU) № 2249583. Способ тепловолнового воздействия на пласт.

6. Алемасов В.Е., Буторин Э.А., Кравцов Я.И., Карелин В.А., Николаев С.А. Патент (RU) № 1816852. Способ обработки продуктивных пластов.

7. Алемасов В.Е., Буторин Э.А., Кравцов Я.И., Муслимов Р.Х., Карелин В.А., Волков Ю.В., Шестернин В.В., Хусаинова A.A. Свидетельство на полезную модель (RU) № 8407. Устройство для обработки продуктивных пластов.

8. Алимов М.М., Мазо А.Б. О схеме М.А. Лаврентьева для моделирования стационарных вихревых зон. Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2002. - №5. - С. 45-53.

9. Амелин И.Д. Внутрипластовое горение. М.: Недра, 1980.

10. Амосов С.М., Барабанов В., Г.И. Войтов и др. Результаты экспериментального изучения вибрационного воздействия на нефтяные залежи // Современные методы воздействия. Бугульма, 1989. С. 25-27.

11. Артамонов Ю.Ф., Стельмаков В.П., Ферафонов A.A. Установка парогенераторная У1111-9/120 МУ1. Сб. статей. Конструкторские работы в области нефтепромыслового машиностроения. М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1984.-С. 84-90.

12. Астраханов и.М., Гадиев С.М., Трусфус A.B. Оценка эффективности вибросейсмического воздействия на нефтяной пласт // Труды московского ин-та нефтехимической и газовой промышленности, 1984. -№186.-С. 45-50.

13. Ахунов P.M., Валовский В.М. и др. Опробование битумных скважин с применением термических методов воздействия на пласт // Современные методы увеличения нефтеотдачи пласта. Бугульма, 1989.-С. 135-137.

14. Ащенков Ю.С. Управляемое вибровоздействие новый метод интенсификации нефтеотдачи // Численные методы решения задач фильтрации. Динамических многофазных сред: IX Всероссийский семинар. -Якутск, 1988. - С. 8-22.

15. Багиров М.А., Вечкайзер Г. А., Джуварин Ч.М. Электротермические способы увеличения нефтеотдачи пластов. Баку: Азербайджанское государственное издательство, 1962.

16. Багиров М.К., Джамалов И.М., Меликбеков A.C. Методы воздействия на призабойную зону скважин, применяемы на нефтяных промыслах Азербайджана. Баку: Азербайджанское государственное издательство, 1968. - С. 92-95.

17. Байбаков Н.К., Брагин В.А., Гарушев А.Р., Талстай И.В. Термоинтенсификация добычи нефти. М.: Недра, 1971.

18. Байбаков Н.К., Гарушев А.Р. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. М.: Недра, 1988. - 343 с.

19. Баширов В.В., Хайретдинов Н.Ш., Алексеев В.А. и др. Системы питания и распыливающие устройства технологических теплогазогенераторов. М.: ВНИИОЭНГ, 1986. - 67 с.

20. Белонин М.Д., Гольдберг И.С., грибков В.В., Искрицкая Н.И. Повышение эффективности комплексного освоения месторождений тяжелых металлоносных нефтей и битумов Геология нефти и газа, 1990. - № 9.

21. Беляков A.C., Кузнецов В.В., Лавров B.C., Севальнев A.B. Результаты измерений сейсмоакустического фона во внутренних точках геологической среды Докл. АН СССР, 1987. - Т. 295. - №3. - С. 567-568.

22. Биркгоф Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. М.: Мир, 1964.-466 с.

23. Блох A.C., Кондратюк А.Т. Мухаметзягнов Р.Н. и др. Проблемы разработки крупных месторождений Ноябрьского региона на поздней стадии. М.: Нефтяное хозяйство, 1997. - №12. - С. 36-41.

24. Боксерман A.A., Иванов В.А., Чашкин Ю.Г. Состояние и развитие проектирования тепловых методов разработки нефтяных месторождений //Сб. науч. Тр. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов. М.: Наука, 1990. - С. 103-108.

25. Бурже Ж., Сурио П., Комбарну М. Тепрмические методы повышения нефтеотдачи пластов // Под общей редакцией канд.техн. наук В.Ю. Филановского и док. техн. наук Э.Э. Шпильрвина. М.: Недра, 1988.

26. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: Академия, 2004. - 352 с.

27. Ван Дайк. Альбом течения жидкости и газа / Пер. с англ. М.: Мир, 1986.- 184 с.

28. Вахитов Г.Г., Симкин Э.М. Использование физических полей для извлечения нефти из пластов. М., 1985. - 231 с.

29. Гаврилов В.П. Черное золото планеты. М.: Недра, 1978. - 189 с.

30. Гадиев С.М. Использование вибрации в добыче нефти. М., 1977.-159 с.

31. Ганиев Р.Ф., Ковапьчук П.С. Динамика систем твердых и упругих тел. М.: Машиностроение, 1960. - 208 с.

32. Ганиев Р.Ф. и др. Колебательные явления в многофазных средах и их использование в технологии. Киев: Наукова думка, 1980. - 170 с.

33. Ганиев Р.Ф., Украинский JI.E. Динамика частиц при воздействии вибраций. Киев: Наукова думка, 1975. - 168 с.

34. Гарушев А.Р., Шиханов В.Г., Комбинированные технологии теплового воздействия на нефтяные пласты. М.: ВНИИОЭНГ. НТЖ Нефтепромысловое дело, 1993. - №6. - С. 46-47.

35. Гиневский A.C., Власов Е.В., Каравосов Р.К. Акустическое управление турбулентными струями. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 240 с.

36. Глубинные теплогенераторы для повышения нефтеотдачи пластов. Сб. статей. / Под ред. Акад. Шейндлина А.Е. М.: АН СССР, ИВТ, 1983.- 126 с.

37. Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю. Турбулентные отрывные течения. -М.: Наука, 1979.-367 с.

38. Годунов С.К., Забродин A.B., Иванов М.Я., Крайко А.Н. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.: Наука, 1976. -400 с.

39. Гольдшик М.А. Вихревые потоки. Новосибирск: Наука, 1981.366 с.

40. Гранд Дункан, Абе Каллад. Процессы добычи с использованием пара. Нефтяные технологии. 1996. - №1. - С. 7-9.

41. Дмитриев В.Н., Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1973. - 360 с.

42. Дыбленко В.П., Шарифуллин Р.Я., Туфанов И.А. и др. Технология повышения продуктивности и реанимация скважин сприменением виброволнового воздействия. М.: ВНИИОЭНГ. НТЖ Нефтепромысловое дело, 1994. - №5.

43. Дыбленко В.П., Туфанов И.А., Сулейманов Г.А., Лысенков А.Л. Исследования довытеснения нефти химическим реагентом при виброволновом воздействии. Обзор информ. М.: ВНИИОЭНГ. НТЖ Нефтепромысловое дело, 1993.

44. Залманзон Л.А. Теория аэрогидродинамических систем автоматического управления. М.: Наука, 1977. - 247 с.

45. Замахаев B.C. Физические основы планирования импульсно-волнового воздействия на нефтегазовые пласты. НТЖ Нефтеотдача, 2002. -№5.

46. Исаакович М.А. Общая акустика. М.: Наука, 1973.- 456 с.

47. Итоги науки и техники. Серия. Разработка нефтяных и газовых месторождений. М.: ВИНИТИ, 1987. -Т. 19. - 188 с.

48. Калашников Г.А. Использование волновой технологии в повышении нефтеотдачи пластов // 7 Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике, Москва, 15-21 августа, 1991. Аннот. доклад. М, 1991.-С. 178-179.

49. Кантуэлл Б.Дж. Организованное движение в турбулентных потоках. Волны и вихри: Сб. статей. Пер. с англ. М.: Мир, 1984. - С. 9-79.

50. Конд-Лейк. Циклическая закачка пара на месторождении битумов. Серия: Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений. С.57-59.

51. Копия отчета о НИР. Создание научных основ технологии сейсмоакустического воздействия для аккумуляции нефти в обводненном пласте. ВНТИЦ. Инв. 02.880018703. 1988.305 с.

52. Кошко И.И. Применение гидравлического удара в водонагнетательных скважинах. Разработка нефтяных и газовых месторождений и методы повышения нефтеотдачи . М., 1991.- Вып. №12.-С. 13-18.

53. Кузнецов В.В., Алешин А.С.Беляков A.C. и др. Опыт изучения виброчувствительности горных пород с помощью сейсмического воздействия.-М., 1987. 17 с.

54. Кузнецов О.Л., Симкин Э.М., Чилингар Дж. Физические основы вибрационного и акустического воздействия на нефтегазовые пласты. М., 2001.-260 с.

55. Кузнецов О.Л., Ефимов С.А. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. М.: Недра, 1983. - 192 с.

56. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 336 с.

57. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. -М.: Наука, 1973. 416 с.

58. Лебедев И.В., Трескунов С.Л., Яковенко B.C., Элементы струйной автоматики. М.: Машиностроение, 1973. - 460 с.

59. Липа В.И. Опробирование волновой акустической геотехнологии интенсификации дебита эксплуатационных скважин. Народное хозяйство Республики Коми . -1992. - №2. - С. 293-295.

60. Лопатников С.А., Гуревич В Л. Затухание упругих волн в случайно-неоднородной насыщенной пористой среде.- Доклады АН СССР. 1986. -Т. 292. -№3.- С. 574.

61. Мазо А.Б., Моренко И.В., Федяев В.Л. Моделирование отрывных течений и переноса примеси в трубах с применением потенциально-вихревой схемы // Исследования по прикладной математике и информатике. Казань: КМО, 2001.- Вып. 23. - С.96-107.

62. Мальцев H.A. Химия и развитие нефтяной промышленности. -Вестник АН СССР, 1982. №3. - С. 35-48.

63. Мамедов Ю.Г. . Состояние и перспективы применения тепловых методов увеличения нефтеотдачи пластов в мире. Сб. научн. трудов. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов. М.: Наука, 1990. -223 с.

64. Мелешко В.В., Константинов М.Ю. Динамика вихревых структур. Киев: Наукова думка, 1993. - 320 с.

65. Миронов С.Д. О проблемах повышения межремонтного периода эксплуатации скважин. М.: Нефтяное хозяйство, 1998. - №3. - С.27-32.

66. Мирчинк М.Ф., Баллах И.Я. и др. Оценка возможностей применения сейсмической разведки для прямых поисков нефтяных залежей. -М.: АН СССР, 1962.

67. Морз Ф. Колебания и звук. М.: ГИТТЛ, 1949. - 456 с.

68. Муслимов Р.Х. Современные методы управления разработкой нефтяных месторождений с применением заводнения: Учебное пособие. -Казань: КГУ им.В.И. Ульянова-Ленина, 2002. 596 с.

69. Неволин Г.В., Поздеев О.В. Акустическое воздействие в технологических процессах при добыче нефти. Пермь: ПермНИПИнефть, 1991.-80 с.

70. Николаевский В.Н. Нелинейные волны в грунтах и трещиноватых горных породах. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1988. №6. - С. 31-38.

71. Николаевский В.Н. Механизм вибровоздействия на нефтеотдачу месторождений и доминантные частоты. Докл. АН СССР, 1989. №3.-С.570-575.

72. Николаевский В.Н. Вибрации горных массивов и конечная нефтеотдача пласта. Известия РАН. Механика жидкости и газа, 1992. - №5. -С. 110-119.

73. Николаевский В.И. Волновое воздействие на нефтяное пласты // Сб. научн. Трудов. М.: Мое. ин-т нефти и газа, 1991. - №228. - С.105-111.

74. Нургалиев р.М., Шагиев Р.Г., Кучумов Р.Л. Исследование влияния частоты гидравлических ударов на изменение коэффициента проницаемости керна. Тр. Уфим. нефт. ин-та. Уфа: Башк. кн. изд-во, 1972. -С. 144-148.

75. Отчет о научно-исследовательской работе. Разработка технических средств пульсационного воздействия паром на нефтяные пласты (промежуточный 1989 г.). Казань: Казанский физико-технический институт. КФ АН СССР. № гос. рег. 01.89.0036556. 1989г.

76. Попов И.П. Методы повышеия нефтеотдачи пластов на месторождениях Западной Сибири.- М.: Нефтяное хозяйство, 1997. №12.-С. 39-42.

77. Пресс Р.И., Плоткин Е.О. Импульсные устройства струйной техники. Минск: Наука, 1977. - 208 с.

78. Пункаре А. Теория вихрей / Пер. с фр. A.B. Борисова, A.A. Калина.- М., Ижевск: Регуляр. и хаотич. динамика, 2000. -160 с.

79. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М., 1967.-288 с.

80. Раушенбах Б.В. Вибрационное горение. М.: ФИЗМАТЛИТ, 1961.-500 с.

81. Рехтен A.B. Струйная техника. М.: Машиностроение, 1980.405 с.

82. РД-153-39-007-96. Регламент составления проектных технологических документов на разработку нефтяных и газовых месторождений.

83. Самбурова Л.И., Коханова С.Я. Исследование потока в резонансных камерах устройства струйного типа. Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. / Под ред.

84. B.П.Савиных, В.В. Вишневского. М.: Академия наук о Земле, 2004. - Т. 2.- С. 103-104.

85. Санников В.А., Стрешинский И.А., Демьяненко H.A. Внедрение реагентно-импульсных методов воздействия на призабойную зону пласта с целью освоения скважин и интенсификации добычи нефти. М: ВНИИОЭНГ. НТЖ Нефтепромысловое дело, 1998. - С. 49-53.

86. Сизов О.В., Сизов В.Ф., Колченцев A.C., Фадеев A.A. Повышение нефтеотдачи при применении вибросейсмического метода // Вузовская наука Северо-Кавказкому региону: Материалы VII Региональной научно-технической конференции. - Ставрополь: СевКавГТУ, 2004.

87. Симкин Э.М. Сейсмические и вибросейсмические методы воздействия на нефтяные пласты. Нефтегазовые технологии, 1999. - №2.1. C. 11-13.

88. Симкин Э.М., Лопухов Г.Л. Виброволновые и вибросеймологические методы воздействия на нефтяные пласты. М.: ВНИИОЭНГ. НТЖ Нефтепромысловое дело, 1989. - С. 13-17.

89. Симонов Б.Ф. и др. Результаты опытно-промысловых работ по повышению нефтеотдачи вибросейсмическим методом. М.: Нефтяное хозяйство, 1996. - №5. - С. 27-31.

90. ИЗ. Симонов Б.Ф., Опарин В.Н., Канинский H.A. и др. Вибросейсмическое воздействие на нефтяные пласты с земной поверхности.- М.: Нефтяное хозяйство, 2000. №5. - С. 41-46.

91. Система моделирования движения жидкости и газа FlowVision. Руководство пользователя. М.: ООО «Тесис», 1999-2004. - 333 с.

92. Слуцкин JI.A., Смирнов Б.М., Раскин Е.Ш. и др. Система автоматизации ПГ-установок для термических способов добычи нефти. Тр. ЦКТИ, 1982. № 193. - С. 12-129.

93. Современные методы увеличения нефтеотдачи пластов: Сб. науч. трудов // РАН. Научн. совет по проблемам разработки месторождений нефти и газа. Ред. Абасов М.Т. и др М.: Наука, 1992. - 136 с.

94. Современные методы увеличения нефтеотдачи пластов. Сб. статей. М.: Наука, РАН, 1992. - 136 с.

95. Струйная автоматика в системах управлениях. / Под ред. Б.В. Орлова. М.: Машиностроение, 1975. - 367 с.

96. Струйная техника. Труды Яблонской конференции: Критерии выбора режимов работы элементов струйной пневмоавтоматики. М.: Мир, 1969. - С. 177-183.

97. Сургучев M.JI. Кузнецов O.JL, Симкин Э.М. Гидродинамическое, акустическое, тепловое циклическое воздействия на нефтяные пласты. М.: Недра, 1975. - 184 с.

98. Сучков Б.М. Усиление гидроударного воздействия на призабойную зону пласта при неизменном импульсе давления // Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений. М., 1991.-№5.-С. 18-26.

99. Сэффмэн Ф.Дж. Динамика вихрей. -М.: Научный мир, 2000.376 с.

100. Умариев Т.М. Новые способы разработки залежей высоковязких нефтей. М., 1992. - 97 с.

101. Чаплыгин Э.И., Земсков Ю.В. Визуализация течений в рабочей камере струйных элементов. / Всероссийская конференция: Пневмогидроавтоматика-99, г. Москва, 23-24 ноября 1999 г. Тезисы докладов. М.: Институт проблем управления, 1999. - С. 177-178.

102. Черский Н.В., Царев В.П., Кузнецов О.Л. Влияние техтоносейсмических процессов на образование и накопление углеводородов. Новосибирск: Наука, 1985. - 235 с.

103. Чжен П. Управление отрывом потока / Пер. с анг. М.: Мир, 1979. - 552 с.

104. Шейнман А.Б., Сергеев А.И., Малофеев Г.Е. Элктротеповая обработка призабойной зоны нефтяных скважин. М., 1962. - 98 с.

105. Шейнман А.Б., Малофеев Г.Б., Сергеев А.И. Воздействие на пласт теплом при добыче нефти. М.: Недра, 1969. - С. 61-63.

106. Шифрин Э.Г. Потенциальные и вихревые трансзвуковые течения идеального газа. М.: Физматлит, 2001. - 320с.

107. Щелкачев В.Н. Анализ новейших поучительных переоценок запасов нефти во все мире и по некоторым странам. М.: Нефтяное хозяйство, 1995. - №7. - С.20-22

108. Добыча и транспорт нефти и газа. Раздел А: Гидромеханика и добыча. Production and transport of oil and gas. Pt.A: Flov mechanics and production szilas A.P. 2 complit. Rev.ed.Budapest: Akad.Kiado. 1985. 475 pp.

109. Модель гравитационного эффекта при вытеснении паром. А gravity override model of steamdrive. Neuman C.H. "J. Petrol Technol." 1985. -№11.-P. 163-169.

110. Powell A. On the Edgetone / Jomal of Acoustical Society of America, April, 1961 Vol.33. - № 4. - pp. 395-409.

111. Norton M.L. and Bidgood R.E. Investigating the edgetone amplifier. // Fluid Power International, 1969. V.34. - No. 402.- P. 47-50.

112. Morel T. Experimental Study of a Jet-Driven Helmholtz Oscillator // J. Fluid Eng. 1979, - 101, - P. 383-390.

113. Современное состояние добычи нефти на месторождении Colden Lake Sparky. Ecent observations at the Golden Lake sparky fireflood pilot. Miller Karl A., Jagues Darryl D., Staniforth Kenneth R. "J.Can. Petrol. Tehnol", 1988,27, -№1.-P. 49-57.

114. Simons G.A., AIAA Paper, 1972. №72. - P. 709.

115. Third Cramfield Fluidics Conference, Preprinted Papers, Turin, 8-10 May, 1968. P. A1-F2.

116. Hersh A.S., Walker B., Fluid mechanical model of the Helmholtz resonator // NASA Contract Report № 2904. 1977. VI. - 68 p.