Ученые из Пермского политеха и Пекинского университета гражданского строительства и архитектуры с помощью новой формулы оценили, как улучшится нефтеотдача пластов, если воздействовать на них и саму нефть упругими волнами.
Упругие волны — это колебания в твердых телах, жидкостях и газах, передающиеся им от источника. Например, звуковая волна возникает при колебании наших связок, которое передается воздуху. Если сильнее обычного трястись в восточном танце на хлипком полу, колебание тела передастся доскам, и они, скорее всего, сломаются.
Существуют упругие волны, способные деформировать даже твердые горные породы. Такие колебания применяют при добыче нефти, что позволяет увеличить размер трещин в породах, создать новые и таким образом увеличить проницаемость. Так нефть легче поступает в добывающую скважину. Кроме того, когда колебания воздействуют на сами углеводороды, меняется их вязкость: при определенной частоте нефть становится более жидкой и течет быстрее.
Бывают волны с низкой и высокой частотой. На месторождении первые создаются, когда в скважину закачивают жидкость и начинают сжимать и разжимать ее насосами. Такие волны больше влияют на горные породы. На нефть больше воздействуют высокочастотные колебания, которые создаются при помощи вибрационного устройства. И те, и другие волны увеличивают нефтеотдачу, но до исследования ученых из России и Китая было неясно, как подобрать оптимальную частоту для каждого месторождения с разными свойствами горных пород и нефти.
Исследователи вывели уравнение, связывающее параметры пород, углеводородов, частоту упругой волны и эффективность добычи. Точность расчета проверили в экспериментах на скважинах Пермского края. По мнению ученых, формула универсальна, и ее можно использовать для других месторождений.