автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Влияние волновых процессов на показатели фильтрации в пористой среде

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДШЯ НЕФТИ И ГШ ИМ. И.Ы.17ЕКИНА

• На правах рукописи

АЛДАШОВ Пвнен ВШНИЕ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ

фильтрации в Пористой среде

Специальность 05.15.06. - Разработка в вксплуатацяя . нефтяник в газовых местороядений

Автореферат дассертацяя на соискание учено! степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Работа выполнена » Институте проблем нефти и гааа АН СССР я Гособравовання СССР.

доктор техничаскнх наук» профессор Закиров C.B. кацдвдат технических наук, доцент Шацдшгин А.Н.

Официальные оппонента: доктор технических наук, профессор Сшяшн S.U. кандидат технических паук Цудывяз Л.Г.

Ведущая органвзефя: СрвдДаЮМпшрогвв

Защита днесвртацвв состоится " /4 " Sílfofri IWj^r. в " IJj " чао па аесадднии спецвахяаированкого совета К.053.27.09 в Государственно!) академии пефтя в rasa нмока И.М.Губкина, II79I7, ГСП-I, Ыосхва, Дешшаквб щюспохт, 6ß,

С диссертацией можно о&нахокнпся в библиотеке юютука

Науаша руководители:

Аио^вферм рааосш& " /£ •

JWI!r.,

УчаныХ секретарь спецкаякакровамш кандвдат Tttooraei доцент

ванного совете эогаескш тух;

■ . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Г

' Актуальность проблемы.Повышение эффективности эксплуатации нефтяных и газовых месторождений и увеличение степени 'извлечения из залежей углеводородов является важной для народного хозяйства страта проблемой.

! Решение этой проблемы в настоящее время невозможно без ;соэдання принципиально новых технологий воздействия на процессы- разработки.

! '

; . Определенные надежды в повышении компонентоотдачи плас-¡тов связываются с вибрационными и акустическими методами воздействия на залежи углеводородов.Хорошо известным фактом являются изменения в работе к скважин перед,во время и после землетрясений.Исследования,выполненные колективами КГД СО АН СССР,ВНИИ,®3 АН СССР на нефтяных месторождениях Краснодарского края и Киргизии с использованием наземных сейсмоисточ-ников.дают предварительную информацию и положительный эффект.Однако еще не раскрыты в лабораторных исследованиях возможности применения волновых воздействий на фильтрацию флюидов в пористых средах.Практически все исследования в этом направлении выполнены на вибростендах,на которых 'затруднительно моделировать особенности фильтрации в поле упругих волн,-

Следует отметить,что большинство как теоретических, так и экспериментальных исследований посвящено акустическому , воздействию на нефтяные залежи и соответственно на нефтена-сышенные коллектора.Исследований же акустического воздейст-

ч

вия на газонасыщенные породы практически н^т.Между тем,представляется вероятным,что обработка акустическими воздействиями обводнившихся и обводненных газонасыденных пород может при-

вести к более значительным приростам коэффициента газоотдачи. Поэтому исследования влияния низкочастотных акустических воздействий на процессы движения жидкостей и газов в пористых средах является актуальными и ваянный.

Народнохозяйственное значение работы определяется ее соответствием целевой комплексной программе Госплана СССР,АН СССР и ГКНТ СССР "Повышение нефтегазоконденсатоотдачи пластов", общесоюзной научно-технической программе ГННТ 0.02.01 "Создать прогрессивные технологии и технические средства по добыче нефти, обеспечивающие внеоку» степень извлечения углеводородов из недр,подготовку нефти и попутного газа".

Цель работы .Целью настоявдй работы является исслёдовешив влияния низкочастотного акустического воздействия на процессы фильтрации жидкостей и газов через пористые среды. Основные задачи исследования.

1. Исследование влияний периодических упругих воздействий низкой частоты на капилярные явления в единичных капиллярах

и в-пористых средах.

2. Исследование влияния упругих низкочастотных колебаний на процессы однофазной.двухфазной фильтрации газожидкостной смеси в пористой среде.

3. Изучение особенностей вытеснения газа водой при низкочастотном акустическом воздействии.

4. Исследование влияния низкочастотного акустического воз* действия на процессы дегазации и фильтрации насыщенных газом

жидкостей в пористой среде.

Решение поставленных задач основывалось на проведении ла-♦ •

бораторных экспериментов.

Научная новизна выполненной работы,по мнения автора, состоит в следующем. ;

, - Изучено экспериментальным путем влиянио низкочастотных упругих колебаний на процессы фильтрация жидкостей и газов в пористых средах.

- Определена возможность ускорения и увеличения эффективности капиллярной пропитки пористых сред воздействием низкочастотных упругих колебаний.

- Выявлено влияние низкочастотных упругих колебаний на процессы двухфазной фильтрации газа и воды в условиях понижающегося давления и полное отсутствие воздействия упругими колебаниями на эти процессы в случае постоянного давления.

- Установлен факт значительного ускорения в определенных условиях дегазации жидкости.находящейся в пористых средах и

в свободной объеме при воздействии низкочастотными упругими колебаниями. .

Практическая значимость выполненных исследований заключается в следующем.Установлены области возможного применения упругих колебаний низкой частоты для воздействия на процессы разработки месторождений углеводородов.Даны рекомендации по использованию упругих колебаний для повышения эффективности разработки залежей углеводородов.Определены как бесперспективные некоторые направления работ по использованию низкочастотных акустических полей на фильтрацио;*ные процессы в пористых средах.Разработаны предложения по ускорению процессов дегазации и сепарации в системах промыслового сбора,основанные на низкочастотных акустических воздействиях^

Публикации и апробация работы.По теме Диссертации опубликовано пять печатных работ,список которых приведен в заключительной части автореферата.

. - б - .

Основные результаты диссертации докладывались на науч-1шх семинарах лаборатории гроблен газонефт'еконденсатоотдачн ; Института проблей нефти и газа АН СССР и Гособразования СССР, •2-й Всесоюзной иколе-семинара "Разработка месторождений нефти и газа,современное состояние,проблемы,перспективы"(Звени-( город,II—16 нарта 1991),на заседаниях кафедры "Разработка м > ■ эксплуатация нефтшшгх и газовых ыестороадениЯ'ТаЕЛИ (I988-I99I).

Структура и объем паботы.Диссертация состоит из введенк пяти глав,списка используемой литературы.Работа изложена на '¡2% страницах машинописного текста,содержит рисунков и $ таблиц.Список литературы включает ¿>f> наименований.

Автор выражает искренги признательность своим научные руководителям,а также В.Н.Белоненко.Ю.П.Сомову и А.Е.Шидлов-скому за большую помощь и поддержку при выполнении настоящих исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЕАНИЕ-РАБОТЫ » Во введении показана актуальность темы,сформулирована цель и задачи исследований,дано краткое изложение содержания работы по основныу разделам.

Первая глава настоящей работы посвядена обзору исследований,связанных с определением механизма акустического воздай ствия на насыщенные горные псГроды.а такие описанию различных технологий вибросейсынческого и виброакустического воздейст-' вия на залежи углеводородов.Отмечается вклад в разработку этой проблемы советских и зарубежных ученых.

Теоретические и экспериментальные исследования в области воздействия акустическими полдаи на залежи углеводородов рассматривались в работах Ы.Т.Абасова.Ю.С.Лшепкова.А.А.Баки-

pona,Э.Л.Бакирова,В.Н.Белоненко,Г.Г.Вахитова,Р.0.Ганиева,

C.Ц.Гвдиева,11.3.Гусвйнова,О.О.Динариева,В.Е.Дощова,Р.М.Еникее-ва,С.А.Ефимова,И.Г.Кисспна,А.Н.Кулиева,О.Л.Кузнецова,И.А.Леонтьева, А. Х.Иирэадяпнзадэ,В.Е.Наиорпкова,'С.Э.Незнайко, A.B.Николаева,

D.H.Николаевского,Е.С.Падалка,A.B.Погосгиа,И.П.Потаповой,М.Л.Садовского, Э.М.Симкина,А.И. Снарсксго,Т.И.Сорока,Г.С.Степановой, 11.Л.Сургучева,Н.Д.Таирова,Н.В.Черского и других.

Во второй главе излагаются результаты моделирования низкочастотного акуст1гческого воздействия на процессы фильтрации в пористых средах .Даются критерии подобия,с помощью которых лабораторные исследования приводились к условии/ максимально приближенным к Пластовы;».Приводится схема и описание применяемой экспериментальной установки.Проведенные ранее лабораторные исследования влияния колебаний гагекочастотной части спектра на процессы течения флюидов в пористой среде и поведение двухфаз-;ных *и гетерогенных систем в подавляющем болылшстве выполнены ■на вибргшисшшх стендах.Однако с их помощью затруднительно моделировать все особенности поведения указанных систем в поле упругих волн.Более обоснованным,на наш взгляд,представляетея способ создания в модели пласта упругих колебаний за счет размещения в самой модели источников колебаний.Поэтому в излагаемых экспериментах упругие колебания низкой частоты создавались при помощи электродинамических излучателей,встроенных непосредственно в модели пластов.

Опыты проводились на двух экспериментальных установках, одна из них предназначалась для визуальных наблюдений за изучаемыми процессами,а другая - для исследований4этих процессов при высоком давлении.Визуальные наблюдения производились за процессами дегазации жидкости в свободном объеме и в пористой среде," влиянием колебательного воздействия на однофазную фильтрацию

......- 8 -

кидкости и газа в пористых средах и капиллярной пропиткой пористых сред. ' ' .

Опыта на установке визуального наблвдения выполнялись при атмосферном давлении,Она представляла собой толстостенный плек-сиглазовнй сосуд с внутренним диаметром 0,045 у.В дно сосуда бил установлен электродинамический излучатель с резиновой ыеы- ! браной.В качестве задавшего генератора использовался стандарт- ■ ный генератор ГЗ-5бД.При проведении экспериментов применялся . комплекс аппаратуры, вклгчаший в себя,кроме генератора,осциллог-т раф С1-79,частотомер 43-33,прибор комбинированный цифровой !

Щ 301-3.^зависимости от целей опыта проводилась различная компо-' новка установки.В экспериментах по дегазации кидкостей .в сосуде устанавливались одна или две проницаемые перегородки спеченнныа из стекла и песка,в пяде случаев с набивкой мелкозернистого кварцевого песка.Толщина проницаемых перегородок равнялась 4-5 ни, ' коэффициент проницаемости изменялся от 2 до 12 ыю/\Толрина слоя песка составляла от 0,03 до 0,05 и .Коэффициенты проншае-люети и пористости песка равнялись соответственно 40 ыкы и 0,41. Насьчценная газом кидкость подавалась из сатуратора в сосуд черзз специальные отверстия.Для определения объема газа,выделяющегося из жидкости и фильтрующегося через пористую среду,использовались специальные устройства,состоящие из двух парных плексиглазокьга цилиндров с поршнями.Погрешность измерения объема газа при по-новда этого устройства составляла сотые доли сы^.

При изучении влияния акустического воздействия на однофазную фильтрацию кидкости комплектование установки производились следующим образом.Как и. при исследовании дегазашш кидкости в сосуде устанавливались две проницаемые перегородки с насыпкой паска между ними.Толщина слоя песка составляла 0,07-0,15 ы.

Порйпад давления в опытах поддерживался за счет гидростатического столба жидкости (воды) в напорной емкости.В зависимости от направления фильтрации (снизу-вверх и сверху-вниз) напорная колба подсоединялась верхнему или нижнему 'торцу сосуда.Соответствующим образом присоединялась к колбе и отводящая линия.

При исследовании фильтрации газа лабораторная установка дополнялась еще одной "специальной колбой",из которой производилось ; •» вытеснение газа в модель пористой среды за счет поступления в эту колбу воды из напорной емкости.

При проведении опытов по периодическому воздействию на пропитку пористой среды в сосуде непосредственно на электродинамический излучатель устанавливался фильтр.Фильтр связывался с мерным капил-, ллром,Образец пористой среди в стеклгнной трубке (оболочке) крепился в крышке сосуда таким образом,чтобы .нижний конец образца утопал в фильтре.Использовались образцы спементировшгной и несцементированной пористой среды.

; Экспериментальная установка высокого давления предназначалась

для изучения процессов однофазной и многофазной фильтрации жид-

1 •

костей и газов в пористых коллекторах,а также для исследования влияния низкочастотного воздействия на процессы фильтрации. 'Установка включала в себя мвдель пласта,напорную и измерительную гидродинамические части,источник упругих колебаний и электронную аппаратуру .Модель пласта представляла собой металлическую трубу с внутренним диаметром 0,05 ы и длиной 0,75 м.На торцах трубы и в середине трубы на боковой поверхности устанавливались специальные фланцы для размещения электродинамического излучателя.Набивка модели производилась мелкозернистым кварцевым песком.

Напорная система установки включала в ¿збя газовый баллон высокого давления (до 15 МПа).разделительные напорные емкости,- • заливочную емкость для жидкости,систему напорных линий с запор-

ными устройствам ц сепаратор для разделения газа и жидкости. Измерительная гидродинамическая система состояла из образцовых манометров,дифыаноиатра типа "Сапфир-22ДА" Сс пределом измерения перепада давления от -4*I0~^ до 0,04 МПа) в комплексе с само-пищущим прибором типа ГСП,мерных мензурок для замера расхода . ; жидкости и газовых часов ГСБ~400.Для проведения экспериментов ; с акустическим воздействием применялся комплекс аппаратуры, вкло-чающий в себя:генератор сигналов низкочастотной Г2-56Д,часто- . томор олектронно-счетный 43-33,осциллограф С1-48Б (или CI-79),

, ''источник постоянного тока Е5-47 в комплексе с усилителем ГУ-20;

i

электродинамический излучатель с номинальной мощностью 50 Вт.

Установка позволяла проводить исследования однофазной фильтрации жидкости и газа,двухфазной фильтрации газа и жидкости,а • также двухфазной фильтрации несмешиваидихся жидкостей.При этом . двухфазная фильтрация жидкости и газа могла производиться в следующих режимах:вытеснение гаяр жидкостью,извлечение из модели

! I

пласта защемленного жидкостью газа;дегазация насыщенной газом жидкости в процесса ее фильтрации.

В третьей главе прюодятся данные экспериментальных исследований капиллярных явлений в пористых средах при воздействии упругими низкочастотными колебаниями.

! Исследования капиллярных процессов в поле упругих волн про- ■ ,водились на единичных капиллярах и на пористых средах.Опыты по • всгдействкп колебательных процессов на капиллярное поднятие в % единичных капиллярах позволяли изучать основные механизмы такого воздействия на процесс капиллярного впитывания.

Эффекту изменения уровня жидкости в капиллярах при воздействии колебаний посвящено значительное количество работ .Между там,экспериментальные результаты и предположения о механизме явления противоречивы,отсутствует теория,обобващая различные

ого варианты.В основном,как уже указывалось вше,исследования проводились в ультразвуковом диапазоне частот и обнаруживали существенное повышение уровня жидкости в капилляре.Нами изучался звукокапиллярный эффект в диапазоне частот от 20 Гп до £СОО Гц,т.е. в области низких частот,гтредставлподих большой практический интерес при создании технологии интенсификации процессов разработки нефтянных.и нефтегазоконденсатных месторождений .Б опытах,кроме частоты колебаний,варьировалась также клшттуда колебаний.Использовались жидкости различной вязкости, плотности,сжимаемости,а именно:вода дистиллированная и с солями различной концентрации,дизельное топливо,нефтшныо масла,глицерин.Различными задавались также внутренний диаметр капилляра • (1,3 мм»1,7 гл.1,2,1 ш) ;рпсстотио от мембраны до основания иа-пгиляра (от 0 до 3 им и более).Для анализа результатов экспе-рилентов пртаенялось скоростная киносъемка.

В проведенных опытах было обнаружено а взависимости от час-лоты колебаний как существенное поднятие уровня жидкости в ¡капилляре (превышающее уровень,обусловленный капиллярными силами в 100 раз),так и опускание его ниже уровня жидкости во внешнем сосуде,вплоть до основания капилляра с последующим интенсивным барботажем воздуха. '

В'некоторых экспериментах с водой на мембрану насыпался равномерный слой мелкозернистого песка (марпаллита),При определенных частотах колебания в указанном выше диапазоне в опытах отмечалось заполнение капилляра песком и движение песка вверх по капилляру,аналогично положительному звукокапиллярному эффекту. -х

Таким образом,результаты донных экспериментов показывают, что возникновение явления звукокапиллярного эффекта возможно и. . при низкочастотных и акустических воздействиях.Это явление в

1 - 12 -

определенной пере мокет изменить процесс капиллярной пропитки пористых сред,а,следовательно,способствовать повышению флюидоотдачи нефтяных и газовых пластов.

Естественно,что проявление данного аффекта в реальных пористых средах в значительной степени ыокет отличаться от рассмотренных процессов в единичном капилляре как по характеру,так и по эффектна-;

- I

ности.Поэтому были проведены, опыты по определению влития периоди- ! ческих упругих воздействий на пропитку газонасыщенных пористых сред. Опыты проводились на искусственных сцементированных и несиементиро-понних пористых средах.Пропитка образцов пористой среды осуществлялась дистиллированно^ водой в атмосферных условиях.Б качестве параметров,определяющих процесс пропитки,рассматривались следующие ; показатели:высота подъема воды в образце,скорость подъема воды в - ; образце (скорость пропитки) и средняя водонасыщенность образца в обводненной его части (водонаснщенность образца).

Исследовалось влияние периодического воздействия на процесс

*

пропитки в различных ее стадиях.В первой серии эксперимента произ-» | водилось сопоставление пропитки в двух ее вариантахгбез воздействия и с воздействием в течении всего процесса пропитки (от его начала до прекращения) .Во второй серии опытов определялось_влияние акустического воздействия на процесс пропитки на стадии завершения, I то есть на процесс "допропитки" пористых сред.В третьей серии опьь тов осуществлялось наблюдение уже за параметрами пропитии при периодическом воздействии на процесс пропитки упругими колебаниями.

• В результате экспериментов было установлено,что интенсивное низкочастотное периодическое воздействие оказывает влияние на пропитку кок высокопроницаемых.так и низкопроницаеыых пористых сред.Качественно процессы пропитки всех образцов протекали одинаково,существовали лишь количественные отличия ЛЕ выполненных экспериментов также следует,что повышение частоты колебаний в ходе пропитки визы-

вает не только ускорение процесса пропитки,но и повнпаеФ полноту вытеснения газа водой из образца.При непрерывном воздействии упругими колебания!«! на сцементированные и несцементированные ( образш в опытах отмечалось увеличение скорости пропитки в 1,1- ' -1,4 раза (взависимости от интенсивности и частоты колебаний). Извлечение газа в опытах с воздействием увеличивалось для внсо-копроницаемых образцов на 7-127-,и на 8-15?! для низкопроншаемих образцов.

Ппи воздействии колебаниями на пропитку образцов в заключи- .

■ I '

тельной ее стадии (когда скорость пропитки уже мала) отмечалось , увеличение скорости пропитки в 5-8 раз,а также дополнительное ; донасьщение образцов водой в среднем на 7-12$? (как для низко-, так и внсокопрогогааемых кернов).

В четвертой главе излагаются результаты экспериментов по _ ; изучению влияния упругих низкочастотных колебаний на процессы ■ однофазной фильтрации газа или воды и процесса вытеснения газа водой.

Известно,что фильтрационные процессы в пластах нефтяплх и газовых залежей оказывает определяющее влияние на технологию и эффективность разработки этих залежей.Как уже отмечалось внсо.в качестве основных факторов,способных влиять на показатели разработки залежей углеводородов,многими исследователями указывались изменения в акустическом поле скорости фильтрации флюидов,а также яо-вниение степени вытеснения углеводородов водой из коллекторов.

Поэтому и были проведены исследования такого рода.Изучалась как однофазная,так и двухфазная фильтрация жидкости и газа в пористых средах.Такой комплексный подход к изучению процессов фильтрации газа и жидкости был вызван,в первую очередь,необходимостью определения всех возможных механизмов воздействия упругих колеба-. ний на фильтрации флюидов в пористых средах.

Исследования влияния низкочастотного колебательного воздействия на однофазную фильтрацию кидкости производились при различных давлениях в диапазоне от атмосферного до давления 4 МПа.

Результаты проведенных исследований по низкочастотному ко. лебателыюму воздействию на однофазную фильтрации нидкостей показывают следующее.В рассматриваемом диапазоне интенсивностей и частоты аиусоидальных колебания уемброш олектродинамичзского кз; лучателя (от 20 Гц до 2 1{Гц) воздействие не оказывает сколько-1 нибудь заметного влияния на процесс фильтрации как воды,так и керосина.

' Как и двикение жедкостн в пористых средах,процесс фильтра-

ции газа изучался при различив* давлениях.В опытах использовался азот.Исследования влияния низкочастотных воздействий на фильтрации азота в пористой среде проводились в том ке диапазоне частот и при тех ке интенсивностях.что и в случае фильтрации воды и керосина. Эксперименты осуществлялись также сериями,реташы воздействия в ко: торых отличались в основном длительностью воздействия на процесс до начала .замера.На экспериментальной установке для визуального : наблвдения изучался данный процесс при со скоростях фильтрации, ! изменяющихся от 2'10~^ до 2*10"^ м/с.На установке высокого дав- , ления воздействие на процесс фильтрации проводилось при скоростях

с с

фильтрации от 1*10 до 5*10 м/с.И в этом случае при однофазной фильтрации газа не отмечалось никаких эффектов.

Таким образом,на основании представленных выше результа-• тов исследований можно утверждать,что упругие низкочастотные

колебания в рассматриваемом диапазоне частот и интенсивностей не ' оказывают воздействия на процессы однофазной фильтрации жидкостей и газов. . ~

Эксперименты по исследованию влияния низкочастотного

1кустнческого воздействия на процесс вытеснения газа водой проио^о- ; цишсь в различные периоды процесса вытеснения.Рассматривались сле-(ущие отглы вытеснения газа: безводный - от начала процесса еытсс-1сння до прорыва воды на выход из модели;водный - от момента проры- } за воды на выходе до прокачки нескольких поровнх объемов воды через ' ' *одели;период понижения давления в модели.В различных вариантах опы- • • гов воздействие могло осуществляться или на всем протяжении процес-^ | :а вытеснения,или начиная с какого-либо характерного момента процесса ; в водный период вытеснения,а также в период понижения давления. 1ачальные давления в моделях пласта задавались в пределах от 0,5 цо 12 Ш1а.

Исследовалась фильтрация газа и воды как в несцементированных,так ; и в сцементированных коллекторах.Частота колебениЯ задавалась от : ! 20 до 200 Гц в интервале,интенсивность - 0,5-10 Вт/м^.

Эксперименты по вытеснен та газа водой показали,что период;гчес-

*

кие упругие колебания с рассмотренными выше частотой и интенсивностью практически не оказывают влияния на показатели безводного и водного периодов вытеснения при постоянном давлении и не вызывают подвижность защемленного газа.

Каждый из экспериментов по вытеснению газа водой завершался' понижением давления в модели пласта до атмосферного давления.На этой стадии процесса вытеснения проявлялось влияние низкочастотного ' акустического воздействия на подвижность зпшемленного газа в условиях ппникяппегося давления.Известно,что при понижении давления'заземленный в обводненных пористых средах гая приобретает подвижность • и фильтрируется вместе с водой по пласту.На этом явлении основанн

различные технологии активного воздействия на водонапорный режим газовых месторождений.предполагаюпие отбор воды из обводненных скважин для понижения давления.Низкочастотные воздействия упругими колебаниями на обводненные модели пласта в период понижения давле-

ния рассматривались как один из возможных способов уменьшения объемов воды,отбираемой из пластов в ходе реализации мероприятий по извлечен™ защемленного газа.

В экспериментах рассматривалось несколько вариантов понижения, давления,различающихся как по темпам понижения давления,так и по , характеру его изменения.С целью исследования низкочастотного воздев ствия в условиях проявления различного по интенсивности водонппор-' ног о' пенима проводились опыты при разных соотношениях объемов зака* ' ки. и_отбора воды из модели в фазе понижения давления,. ' В качестве предельных случаев рассматривались:вариант пониже: кия давления без притока воды в модель пласта и вариант ступенчатого' понижения давления с длительной прокачкой воды через модель ш каждой из ступеней понижения давления.Исследования проводились при

• различных способах возбуждения колебаний. •

На основе'' экспериментов было установлено ,что при' определенных условиях низкочастотные упругие колебания могут оказывать воздейст-

• вие на показатели процесса понижения давления в обводненных пласта: Это выражается, в более полном извлечении защемленного газа из обво-

; дленного пласта при одних и тех же значениях относительного давления (под нин понимается отношение текущего и начального до понижения давления).В опытах это приводило также к изменению динамики ря да других показателей,таких как текущие и накопленные, газоводяной фактор,коэффициенты извлечения остаточного газа.

Пятая глава работа посвящена изучению возможности низкочастотного акустического воздействия на дегазацию жидкости в пористой с^еде и свободном объеме,а также процессы фильтрации в пористом кс лекторе газированной кидкости.

Экспериментальные исследования акустического воздействия на пт иесс дегазация жидкости производились с учетом основных особенное-

гей этого процесса,которые могут встретиться в ходе разработки ¿зсторождений углеводородов.Рассматривалось воздействие на наем-ленные г аз см жадности при дазлениях гопе и при давлениях ниже давления насыщения.Исследовались процессы выделения газа, но жидкости в ходе совместной хгх фильтрации в пористо!1, ерздо.а такта выделение газа из жидкости н дюкениэ его в пористой средо зп счот , гравитационного перераспределения газа и гладкости, ринты преходились в основном да дистиллированной воде и коросте.Насыщение их производились двуокисью углерода.Воздействие осуществлялось на жидкость когда она находится в свободном объеме под пористой пзрзгоредкой, а такяэ в случае насыщения еэ пористой среды. 1

Результаты экспериментов показал:! следующее.При разгазировании Ш1ДКости в свободном объеме путем понижения давления низкоуастот-нне упругие колебания могут в значительной мэре ускорить процесс разгазирования падкости .На выделение газа из жидкости оказываю? > влияние как интенскпность.так и частота Колебаний.3 опытах облачалось увеличение накопленного газового фактора и скорости догадают в начальный момент процесса дегазации при увеличении частота колебаний и увеличении их интенсивности.

Процесс выделения газа из жидкости,находящейся под пористой . перегородкой,несколько отличался от дегазации гладкости в сгсбеглсн объеме.Прежде'всего,не весь гаэ.выделяюлийся в ходе дегазации, фильтровался через перегородку.Часть газа скапливалась под перегородкой.Еще больнее влияние на процесс дегазации чидкоотп оказым« ' ла пористая срэда.При разгазнровании пкдкостн з пористой ергдо количество отбираемого из пористой среды газа опрзделя-згея на только скоростью дегазации жидкости,по н :ктенсн?ноеть*.) грази?едг»«чян>го перераспределения в пористой среде газа и юадкости.Ча"?!« и/дгт.гя-пегося из жидкости газа насмсает пористую среду .Влияние атусткчэс -кого воздействия на показатели дегьгепки жидкости в пористой ср-здз

о

- 18 -

уже не былр таким ощутимым,как слияние его на показатели дегазации жидкости в свободном объеме или кидкости,находящейся под тонкой перегородкой.Однако и в этом случае при воздействии упругими -колебаниями процесс дегазации ускорялся.

• Эксперименты по акустическому воздействию на показатели фильтрации газированной гащкости проводились при постоянном давлении Быка давления насыщения,при постоянном давлении ниже давления насыщения и в режиме монотонного понижения давления.!? опытах использо-' валась вода с различным начальным газосодержниек в ней двуокиси ; углерода.Эксперименты показали,что низкочастотное воздействие при давлении в пласте .выше давления насыщения не оказывает существенного влияния на .процесс фильтрации.в пористом коллекторе насыщенной ' газом жидкости.Опыты по фильтрации газированной жидкости при постоянном давлении ниже давления насыщения позволили установить сле-

V , '

! дующее.При определенных условиях низкочастотное акустическое воз: действие может оказать влияние на фильтиаиип в пошетом коллекто-. ;

{ 1 ■ - • :

I ре газированной\кидкости.В отдельных опытах данной серии отмеча-: лось возрастание газового фактора при воздействии на процесс фи! льтлаши.Прирост газового фактора в ходе фильтрации происходил ; по истечении некоторого времени после начала воздействия.Соответственно, после окончания воздействия в экспериментах наблюдалось ' постепенное восстановление газового фактора до его начальной ве-•. личины.Характерно то,что низкочастотное воздействие заметно влияло на фильтрацию лить в тех экспериментах,давление опыта которых было близко к давлению газирования жидкости газом.В опытах этой серии экспериментов с недонаскщенной жидкостью не отмечалось влияния акустического врздейстЕИя на процесс фильтрации.

Низкочастотное воздействие упругими вблнами может оказывать определенное влияние на процесс фильтрации газокидксстных смесей в условиях поникаггегося давления.Б епктах этой сепии низксчас-

- 19 -

/ ■ • «готное воздействие при фильтрации газокндкостной смеси в усло-

г

Виях понижения давления ускоряло процесс выделения геза из гладкости и,тем самта,ускоряло фильтрации газа в коллекторе^.Акустическое воздействие позволяло несколько ускорить,при прочих рвв-нггх условиях,момент начала выделения газа в свободную фазу и движения его по пласту.

; ССНОВНЕЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

: I. Изучено экспериментальным путем злняние волновых процессов на фильтрация жидкостей и газов в пористой среде.

Впервые установлено влияние упругих колебали!' низкой частота на каяилярнмо явления в единичных капиллярах и пористых средах. »

Выявлены кок подъём,так и опускание жидкости в капилляре ниясо уровня,обусловленного капиллярными силами,при воздействии низкочастотными колебаниями.Показано,что упругие колебания низкой частота ускоряют процесс капиллярной пропитки пористых сред,а также . увеличивают полноту капиллярного вытеснения газа из зтих сред. : .Оказалось,что количестве!ШО и качественно исследуемые офТюкты зависят от частоты и интенсивности колебаний,свойств жидкости.

2, Обнаружено,что упругие колебания в диапазоне частот от ' 20 Гц до 2 кГц не оказывают влияния на скорость однофазной фильтрации газа и кидкости.

3. Исследовано влияние низкочастотных упругих колебаний на процессы дегазации и фильтрации насыщенных газом жидкостей в Пористых средах.Установлено,что в определенных условиях такого рода воздействие увеличивает скорость дегазации жидкости,и тем

• самым увеличивает соотнесение подвиетюстей газ жидкость в пористой среде,а такяе ускоряет гравитационное перераспределение газа и кидкости.Проведенные исследования показали,что эффективность воздействия на газожидкостные системы в значительной сте-

пени определяется близостью гааокид::зстае4! системы к кетастабиль-. ному состоянию.Превышение пластового давления над давлением насыщения отрицательно сказывается ка оффективность акустического ; воздействия.

4. Показано,что акустическое низкочастотное воздействие мокот влиять на подвижность защемленного газа в обводненных пористых средах в условиях понижающегося давления.В этом случае•

I '

' извлечение остаточного газа может протекать при более высоких

го,сзоводотых факторов и основная доля защемленного газа отбирать-

ел при более высоких пластовых давлениях.

5. На основании проведенных исследований определены перспективные технологии виброакустического и вибросейсмического воздействия на залеет; углеводородов,а' тагаке установлена возможное; использования низкочастотных колебаний для ускорения процессов дегазации жидкостей в системах промыслового сбора.

6, Результаты работы приняты Мубарекским ГПУ для внедре-! ни у по ускорен™ процессов дегазации и сепарации в системах промыслового обора,основанные на низкочастотном акустическом ' поздействии(с ожидаем™ экономическим эффектом 40 тыс.рублей в ■ год.) \

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Аллакулов П. Интенсификация добьет нефти и газа вибрационном воздействием."Интенсификация добычи нефти и газа".Сборник науч. тр.ТягЛИ, - Тагкент,19£9, с.51-53.

2.' Алгпкулов П. Во.?де!5ств''е низкочастотнь'х екустических колебаний на однофазную фильтрацию явдкостей и газов. -"Научно-технические достижение и передовой опыт,рекомендуемые для внедрения I гйговрй про!п-тленнпсти".Информационней сборник,вш.РИ,1-1.,1990, с.15-21