| |
Для исследования процессов акустической эмиссионной активности в насыщенной пористой среде создана лабораторная установка УИК-АЭ-ЯМР.
Предназначена для петрофизического обоснования метода акустического воздействия на пласт с целью повышения нефтеотдачи месторождения.
В механизм формирования акустической эмиссии в насыщенной пористой среде вносит вклад градиент давления, который обеспечивает фильтрацию флюида. Для изучения вклада этого явления в процесс образования АЭ был поставлен опыт на двух образцах кернов терригенного типа с различной проницаемостью из Тевлинско-русскинского месторождения. опыты проводились также на установке), при предварительном нагружении керна осевым давлением р1 в пределах 10-21 МПа и давлением обжатия р2 33-35 Мпа. Фильтрация осуществлялась при помощи подачи жидкости на вход керна плунжерным насосом р4, в результате чего возникал перепад давления по керну ∆P = р4 – р3, который устанавливался в соответствии с величиной его проницаемости.
Для керна с большой проницаемостью Кпр= (89,31-89,99)*10-3 мм2, рост давлений происходил быстрее и достигал предела за 4-5 секунд, в то время как для второго образца, с малой проницаемостью Кпр= (8,02-10,47) *10-3 мм2, рост давления не завершился за 20 секунд наблюдения,  при одинаковых условиях подачи флюида на вход керна при помощи насоса. На протяжении всего времени подачи флюида производилась запись сигналов акустической эмиссии при помощи датчика Х2 на выходе керна. Зачерненная область на этих графиках после 63 секунды и после 211 секунды на соответствуют моменту включения акустического излучателя установленного на выходе керна.
Во время акустического воздействия на керн гидравлическое давление, изменяющееся в нем с постоянной составляющей, имело еще и колебательный характер, что и было зарегистрировано датчиками давления на входе и выходе керна. При этом вариации давления зависели от проницаемости керна. Тренд их постоянных составляющих отражал изменения интегральных фильтрационных свойств всего керна, которые можно оценить при помощи расчета проницаемости относительно начальной, до акустического воздействия в соответствии с законом Дарси.
Спектр сигнала акустической эмиссии в кернах в процессе фильтрации флюида кернах малой проницаемости (8 мД) наибольший вклад в спектр энергии АЭ вносит высокочастотная составляющая, порядка 12 кГц. При этом изменение энергии во время фильтрации флюида по сравнению с фоновым значением составляет всего 2,3%. В кернах с большой проницаемостью (89 мД) энергия АЭ распределена в широком диапазоне, начиная с десятков герц, что свидетельствует о наличии фильтрации в поровом и трещиноватом пространстве. Кроме того, динамика энергии составляет уже 101% при аналогичных условиях
Спектр сигнала имеет дискретный характер, причем значения пиковых частот подпадают под закономерность нелинейного закона распределения во всем диапазоне исследования. Таким законом может быть, к примеру, нелинейность среды с дисперсией.
В соответствии с теорией нелинейных систем, при взаимодействии нелинейно связанных осцилляторов возможны два варианта поведения нелинейной системы, а именно: распадная неустойчивость и слияние волн. В частности, известно взаимодействие колебаний между собой, например, в системе трех нелинейно связанных осцилляторов, которое порождает в системе колебания с комбинационными частотами. В этом случае выполняется условие резонанса частот и указывается, что может происходить обмен энергией между осцилляторами, при котором энергия возбужденного ВЧ осциллятора передается двум НЧ осцилляторам, или обратный процесс – слияние низкочастотных колебаний.
Таким образом, увеличение проницаемости при любых частотах внешнего воздействия, дискретность ее изменений при стационарных параметрах воздействия свидетельствуют о способности среды к синхронизации процесса фильтрации и синхронизации на много масштабных уровнях. Накопление экспериментального материала и создание моделей этих процессов является актуальной задачей физики нефтяного пласта.
|
|
