При разработке старых нефтяных месторождений используются различные методы повышения отдачи пласта и продуктивности скважин. Один из наиболее распространенных — волновое воздействие. При этом необходимо правильно подобрать амплитуду и частоту волны. Ученые Пермского Политеха изучили изменение параметров горных пород при различных частотах волнового воздействия и разработали модель для прогнозирования его результатов. С ее помощью можно определить наиболее эффективную стратегию увеличения добычи нефти для конкретной скважины.
Исследование проведено при финансовой поддержке Правительства Пермского края в соответствии с целями программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030». Статья, подготовленная в соавторстве с учеными Пекинского университета гражданского строительства и архитектуры, опубликована в журнале International Journal of Engineering.
Чтобы повысить нефтеотдачу на старых месторождениях используются разные стратегии. Например, можно оказывать физическое воздействие на текучесть нефти и свойства горных пород с помощью упругих волн. Вызываемая ударом, вибрацией или импульсом волна воздействует на горные породы, возбуждая низкопроницаемые участки продуктивного пласта, и интенсифицирует движение нефти к скважинам. При воздействии волн на горные породы их механические и фильтрационные свойства значительно изменяются. В них появляются новые разломы и трещины, а существующие — увеличиваются в размерах. В зависимости от типа породы эффективность волнового воздействия может меняться.
«Проведенное исследование позволило определить закономерности волнового воздействия на нефтяную скважину. Так, использование низкочастотных волн приводит к росту отдачи за счет изменения проницаемости пласта, тогда как высокочастотное воздействие в первую очередь влияет на снижение вязкости нефти. Наибольшее изменение параметров пласта и скважины наблюдается при низкочастотном воздействии с частотой до 20 Гц и высокочастотном воздействии с частотой 20 кГц. Увеличение частоты волнового воздействия приводит к снижению его технологической эффективности», — поясняет ведущий научный сотрудник кафедры «Нефтегазовые технологии», доцент, кандидат технических наук Владимир Поплыгин.
Результатом проведенного исследования стало уравнение для прогнозирования добычи нефти в результате волнового воздействия в скважинах. Достоверность обнаруженных закономерностей ученые проверили на данных с эксплуатируемых скважин Пермского края. Они показали, что при увеличении частоты воздействия с 10 Гц до 25000 Гц выработка снижается в восемь раз. Продолжительность эксплуатации скважин с повышенными дебитами также уменьшается. Поэтому в Пермском крае рекомендуется использовать технологии волнового воздействия с частотами до 100 Гц.
Полученное уравнение носит универсальный характер и может использоваться для прогнозирования эффекта волнового воздействия на нефтедобычу в других регионах России и мира. Такая разработка будет полезна добывающим корпорациям и экспертам-аналитикам.