Изучение воздействия электромагнитных полей на фильтрацию неньютоновских жидкостей

Проблема интенсификации добычи трудноизвлекаемых нефтей является общемировой. Исследуются такие методы воздействия на призабойную зону скважин как вибрационное, акустическое, тепловое, закачка растворителя химических реагентов и т.д.

Одним из перспективных методов воздействия на высоковязкие и битумные нефти является использование ВЧ ЭМ полей, при котором возникают объемные источники тепла, позволяющие сразу прогревать большие объемы среды. Физическую основу высокочастотной электромагнитной технологии извлечения тяжелых, битумных и окисленных нефтей составляют особенности физико-химических и термогидродинамических явлений в нефтях и продуктивных породах, возникающие при воздействии на них мощными высокочастотными электромагнитными полями. Эти особенности заключаются в объемной характере нагрева пласта за счет возникающих в нем распределенных источников тепла, обусловленных преобразованием электромагнитной энергии в тепловую. Поэтому нагрев осуществляется с высокой скоростью, малым градиентом температуры. Кроме того, в процессе взаимодействия с дисперсными системами (например, с нефтеносными породами) ЭМ поле может преобразовываться температурное поле, поле напряжений, в поле давлений; преобразоваться в другие виды физических полей Эффективность разработки нефтяных месторождений, наряду с геолого-физической характеристикой пластов определяется и системой размещения скважин и воздействием. Известно, что одним из определяющих условий для образования отложений гидратов и АСПО является температурный режим в стволе скважины. С увеличением температуры потока, которая пропорциональна дебиту скважины, вероятность образования отложений уменьшается. Поэтому, 1 увеличивая дебит скважины посредством бурения горизонтальных скважин можно повысить коэффициент эксплуатации скважин, сократить бездействующий фонд и число ремонтов. Приближенная оценка возможно допустимою значения увеличения дебита скважины при ВЧ ЭМ воздействии может быть осуществлена по следующей методике. Отношение достигнутого дебита скважины, вследствие ВЧ нагрева пласта и уменьшения вязкости добываемого флюида, к первоначальному определялось из выражения:

В данной работе численно решена задача притока нефти к горизонтальной скважине с учетом воздействия ВЧ ЭМ поля. Результаты представлены в виде графиков распределения температуры и дебита нефти в зависимости от времени воздействия на пласт.

Анализ результатов показал, что наибольшая температура достигается в точке выхода электромагнитных волн из трубы по коаксиальной линии электропередач. При исходных данных длине трубы 300 м и радиуса НКТ 0,04 м ЭМ волна распространяется по оси трубы на 175 м и по радиальной координате на 8 м.

Дебит нефти меняется почти по линейному закону пропорционально времени воздействия.

Из рис.1 видно, что температура выходит за границы пласта.