ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ФРОНТА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ В УСЛОВИЯХ ТЕРМОГАЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТ

Термогазовый метод воздействия на пласт является перспективным методом повышения нефтеотдачи и в настоящее время осваивается в Беларуси. Устойчивость температурного фронта и фронта вытеснения нефти – принципиальный вопрос данной технологии. В статье методом малых возмущений решается задача об устойчивости фронта вытеснения нефти при термогазовом воздействии на пласт. Показано, что инкремент роста возмущений отличается от случая фильтрационного горения газа и определяется волновым числом волны возмущения, разностью скоростей фильтрации дутья и фронта тепловыделения, отношением плотностей, коэффициентов фильтрации, сжимаемостей среды дутья и вытесняемой нефти и другими величинами. Проанализированы основные параметры, влияющие на устойчивость фронта. Даны рекомендации по методам и процедурам, повышающим устойчивость (компенсирующим неустойчивость) фронта вытеснения. Механизмами подавления или компенсации возмущений фронта являются: снижение вязкости нефтяной смеси и повышение вязкости дутья; увеличение сжимаемости дутья; увеличение толщины теплового фронта термогазового воздействия прежде всего за счет повышения его температуры и изменения химизма (использование низкотемпературных катализаторов); снижение скорости волны и/или соответственно подачи дутья. Применение воздушного или водовоздушного дутья, а также насыщение воды плохо растворимыми газами обеспечивают относительно большую устойчивость фронта по сравнению с использованием составов на основе воды. Результаты и рекомендации предлагается использовать в рамках общих методик и процедур управления процессом термогазового воздействия в условиях опытной и опытно-промышленной нефтедобычи. Дальнейшие исследования методов и механизмов компенсации неустойчивости фронта, в том числе его динамики на нелинейной стадии, могут быть проведены путем детального многомерного расчета

термогазовый метод, нефтеотдача, устойчивость, фронт вытеснения

1. Saffman, P. G. The Penetration of a Fluid Into a Porous Medium or Hele-Shaw Cell containing a More Viscous Liquid / P. G. Saffman, G. I. Taylor // Proceedings of the Royal Society of London. 1958. A245. P. 321–329.

2. Saffman P. G. Viscous Fingering in Hele-Shaw Cells / P. G. Saffman // Journal of Fluid Mechanics. 1986. Vol. 173. P. 73–94.

3. Chouke, R. L. Instability of Slow, Immiscible, Viscous Liquid-Liquid Displacements in Permeable Media / R. L. Chouke, P. Meurs, C. Poel // Trans. AIME. 1959. 216. P. 188–194.

4. Рыжик, В. М. Исследование устойчивости движения раздела воды и нефти / В. М. Рыжик, Б. Е. Кисленко // Физико-геологические факторы при разработке нефтяных и нефтегазоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1969. С. 82–92.

5. Баренблатт, Г. И. Движение жидкостей и газов в природных пластах / Г. И. Баренблатт, В. М. Ентов, В. М. Рыжик. М.: Недра, 1984. 207 с.

6. Разработка целиков нефти при воздействии на пласт химических реагентов / В. И. Пеньковский [и др.] // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Т. 54. № 3. С. 73, 87–94..

7. Остаточные нефтенасыщенные зоны продуктивных пластов и способы воздействия на них с целью вовлечения в разработку / В. И. Пеньковский [и др.] // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 5. С. 41–51.

8. Любимов, Д. В. Влияние вибраций на устойчивость плоского фронта вытеснения в пористой среде / Д. В. Любимов, Г. А. Седельников // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2006. № 1. С. 6–14.

9. Дмитриев, М. Н. Модель двухфазной фильтрации Рапопорта-Лиса в анизотропных средах / М. Н. Дмитриев // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2011. № 2. С. 136–144.

10. Добрего, К. В. Физика фильтрационного горения газов / К. В. Добрего, С. А. Жданок. Минск: Институт теплои массообмена НАН Беларуси, 2002. 204 с.

11. Щелкачев, В. Н. Основы и приложения теории неустановившейся фильтрации / В. Н. Щелкачев. М.: Нефть и газ, 1995. 493 с.

12. Минаев, С. С. О неустойчивости фронта пламени при фильтрационном горении газов / С. С. Минаев, С. И. Потытняков, В. С. Бабакин // Физика горения и взрыва. 1994. Т. 1, №3. С. 49–54.