РАСПРОСТРАНЕНИЕ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ ИЗ СКВАЖИНЫ В ПЛАСТ

В ходе работы был рассмотрен метод акустического воздействия на пласт, который применяется для увеличения добычи углеводородов. Рассмотрены результаты эффективности данного метода на практике. В экспериментальной части, в частности, исследовалось поведение упругих волн, излучаемых источником колебаний, при прохождении через модель перфорированной скважины. Было проведено две серии экспериментов, в ходе которых были решены поставленные задачи, по результатам которых можно сделать следующие выводы.
Анализ графиков АЧХ, полученных по результатам первой серии экспериментов, показал, что характер изменения амплитуды колебаний на различных частотах соответствует тому, что труба является полуволновым резонатором. Наличие перфораций приводит к тому, что расчетная формула (1.21) для классического полуволнового резонатора не позволяет с точностью вычислить резонансные частоты.
Частоты резонанса сдвигаются в зависимости от формы перфораций и от того, нагружены ли перфорации или нет. Так же мы видим, что появляется первая гармоника, которая объясняется наличием перфораций в трубе. Соответственно, если возбуждать колебания излучателем на частотах, не совпадающих с резонансными, то будет происходить значительное затухание колебаний. Важно выбирать частоты, соответствующие резонансным, которые позволят более продуктивно воздействовать на продуктивный пласт с учетом геометрических параметров перфорационной трубы.
Нагрузка на перфорацию приводит к незначительному, но все же увеличению амплитуды колебаний, порядка 10%. Что же касается сравнения длины перфораций, то в этом случае амплитуда колебаний на резонансных частотах растет с увеличением длины перфораций и при наличии нагрузки. В то же время, наличие нагрузки снижает показатель добротности нашей системы,
причем в значительной степени это разница заметна для перфорации с длиной 75 мм (средний показатель по трем гармоникам 29%).
Сравнение величины добротности касательно длин перфораций показывает, что добротность увеличивается при меньших длинах перфораций (в среднем на 26 %). И поскольку добротность показывает во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери за время, то мы можем сказать, что уменьшение размера перфораций способствует сохранению энергии, излученной в нашей системе. Однако, различия в значениях добротности в случае перфорации с нагрузкой и без нагрузки, позволяет предположить, что нагрузка влияет на изменение добротности в меньшей степени, нежели изменение длины перфораций. Что касается частот, то к уменьшению резонансных частот системы, причем опять же наиболее заметна разница для случая с длиной перфораций 75 мм - в два раза. Это объясняется теорией колебаний в диссипативной системе, когда при наличии коэффициента затухания, происходит уменьшение резонансных частот, согласно формуле (1.11).
По итогам второй серии экспериментов, когда проводись измерения внутри трубы и снаружи перфорационных отверстий, результаты показывают, что при увеличении длины перфорационных отверстий уменьшается амплитуда колебаний поверх перфораций. Перед нами стояла задача, понять, как именно колебания, генерируемые излучателем, проникают в пласт. Теоретически было показано, прохождением упругой волны через стенки скважины в пласт можно пренебречь, однако большая часть энергии колебаний проходит через перфорационные отверстия (По усредненным данным для случая с нагруженными перфорациями разница составила 54%, а для случая перфораций без нагрузки 66% при длине перфорации, равной 75 мм.), причем основную роль играет площадь поверхности перфорационных отверстий, в нашем случае изменяемая увеличением длины.
Полученные результаты могут быть использованы для повышения эффективности проектируемых скважинных генераторов колебаний, предназначенных для воздействия на продуктивные пласты.

Купить