Колебания и волны во флюидонасыщенных геологических средах

Монография посвящена изучению и обоснованию возможности и перспектив использования волновых процессов для повышения качества изучения флюидонасыщенных сред и эффективности управления их свойствами. Представлены сводные результаты и выводы обширной исследовательской и научно-методической работы, начатой авторами в 60-е годы прошлого столетия и продолжающейся сегодня. Изложены установленные закономерности и особенности распространения волн упругих колебаний в продуктивных пластах.

Предложены математические модели нелинейных волновых процессов переноса энергии в геологических средах, включающие представления уединенных сейсмических волн и пакетов. Подробно описаны исследования влияния колебаний на физические свойства насыщающих фаз в пластовых условиях, фильтрационные процессы напорного вытеснения и другие явления, связанные с движением флюидов при взаимодействии их с твердой фазой геологической среды. Предложена классификация возникающих нелинейных процессов в нефтегазовых пластах, методов воздействия на призабойную зону скважины и пласт, источников колебательного воздействия. Разработаны и апробированы математические модели, ИТ-методики и компьютерные инструменты по оптимизации технологий воздействия.

Представлен уникальный комплекс технологий и скважинного виброволнового оборудования, результаты опытно-промысловых работ (ОПР) и внедрения на месторождениях с различными геолого-физическими характеристиками России и других стран мира. Изложена технология сейсмического мониторинга техногенных воздействий на разрабатываемых месторождениях углеводородов. Книга предназначена для научных работников, специалистов нефтяной и газовой промышленности, занимающихся вопросами внедрения физических методов воздействия, определением рациональных режимов, прогнозированием и оценкой эффективности технологий, а также для аспирантов и студентов по специальностям: «Геофизика» и «Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений».

Предисловие
Глава 1. Введение
Литература

Глава 2. Распространение упругих колебаний в трещиноватых и флюидонасыщенных пористых средах
2.1. Закономерности распространения волн в средах с затуханием
2.2. Возбуждение колебаний в продуктивных пластах
2.3. Влияние геолого-физических условий состояния нефтяных залежей на распространение колебаний
Литература

Глава 3. Волновые процессы переноса энергии в геологических средах
3.1. Математические модели нелинейных волновых процессов
3.2. Модели уединенных сейсмических волн
3.3. Нелинейность и фрактальность геологических сред. Условия и перспективы возбуждения дальнодействующих импульсов и волновых пакетов в нефтегазовых пластах
Литература

Глава 4. Влияние колебаний на физические свойства насыщающих фаз в пластовых условиях
4.1. Изменение межфазных натяжений и реологических характеристик
4.2. Изменение фазовых проницаемостей
4.3. Динамика капиллярного давления
4.4. Процессы разгазирования нефти и снижение водонасыщенности пласта
4.5. Локальная подвижность связанных пластовых флюидов
Литература

Глава 5. Механизм воздействия колебаний на прискважинную зону пласта
5.1. Состояние призабойной зоны пласта в процессе разработки и проявление эффектов воздействия
5.2. Влияние колебаний на тепловые свойства среды призабойной зоны
5.3. Декольматация призабойной зоны пласта
5.4. Пьезопроводность насыщенных пористых сред
5.5. Устойчивость цементного кольца вокруг скважины в поле колебаний
Литература

Глава 6. Исследование и обоснование увеличения нефтеотдачи пластов с использованием упругих колебаний
6.1. Проблема неполного извлечения нефти из недр и пути ее решения
6.2. Условия проявления эффектов в нефтегазонасыщенных средах
6.3. Исследование процессов напорного вытеснения остаточной нефти
6.4. Исследование процессов капиллярного вытеснения нефти
6.5. Гравитационная фильтрация нефти и воды
Литература

Глава 7. Энергетические критерии эффективности воздействия упругими колебаниями
7.1. Энергетические параметры колебательного воздействия. Классификация нелинейных процессов в нефтегазонасыщенных пластах
7.2. Особенности напряженного состояния нефтегазонасыщенных геологических сред. Упругие колебания как индикатор и регулятор энергообмена
7.3. Обоснование рациональных режимов волнового воздействия на призабойную зону скважин и пласт
Литература

Глава 8. Источники упругих колебаний
8.1. Классификация источников
8.2. Анализ эффективности работы известных конструкций и требования к разработке новых гидродинамических генераторов колебаний
8.3. Гидродинамические скважинные генераторы на основе вихревых центробежных форсунок
Литература

Глава 9. Технологии повышения продуктивности скважин и увеличения нефтеотдачи пластов с использованием воздействия упругими колебаниями
9.1. Классификация волновых методов воздействия на призабойную зону скважин и пласт
9.2. Комплексное виброволновое воздействие на прискважинные зоны пласта
9.3. Увеличение нефтеотдачи пластов с применением вибросейсмического воздействия
Литература

Глава 10. Сейсмический мониторинг природных и техногенных флюидодинамических процессов при добыче углеводородов
10.1. Открытая трещиноватость в геологической среде
10.2. Использование сейсмических волн для изучения трещиноватости и флюидонасыщения в геологической среде
10.3. Решаемые задачи и примеры сейсмических исследований техногенных воздействий
Литература
Послесловие