Дослідження в’язкості рідини у процесі руху в плоскій тріщині за хвильового навантаження

Abstract

З метою зниження в’язкості нафт застосовують відомі методи хвильової дії на пласти. Проте вибір частотного діапазону хвильового оброблення пластів не враховує розподіл тріщин за шириною, що знижує ефективність такої дії. Для досягнення ефективного режиму імпульсного навантаження на пласт розглянуто задачу визначення швидкості і зміни в’язкості в процесі руху рідини в плоскій тріщині пласта, навантаженого гармонічним сигналом. При розв’язанні задачі використано диференційне рівняння, що описує рух в’язкої рідини між двома паралельними площинами, які моделюють нескінченну тріщину довільної ширини. Розроблено формули з визначення середньої швидкості руху крізь тріщини і зміни кінематичної в’язкості рідини від частоти гармонічної дії на пласт за різних значень ширини тріщин. Установлено, що в процесі дії гармонічного сигналу на плоску гладку тріщину, заповнену в’язкою рідиною, середня стаціонарна швидкість руху рідини досягає максимального, а кінематична в’язкість — мінімального значення за певної частоти гармонічної дії. Отримані результати можуть бути застосовувані у нових хвильових методах оброблення нафтогазоносних пластів.

Для снижения вязкости нефтей применяют известные методы волнового воздействия на пласты. Однако выбор частотного диапазона волновой обработки пластов не учитывает распределения трещин по ширине, что снижает эффективность такого воздействия. Для достижения эффективного режима импульсного нагружения на пласт рассмотрена задача определения скорости и изменения вязкости в процессе движения жидкости в плоской трещине пласта, нагруженного гармоническим сигналом. При решении задачи использовано дифференциальное уравнение, описывающее движение вязкой жидкости между двумя параллельными плоскостями, которые моделируют бесконечную трещину произвольной ширины. Разработаны формулы по определению средней скорости движения сквозь трещины и изменения кинематической вязкости жидкости от частоты гармонического воздействия на пласт при различных значениях ширины трещин. Установлено, что в процессе действия гармонического сигнала на плоскую гладкую трещину, заполненную вязкой жидкостью, средняя стационарная скорость движения жидкости достигает максимального, а кинематическая вязкость - минимального значения при определенной частоте гармонического воздействия. Полученные результаты могут использоваться в новых волновых методах обработки нефтегазоносных пластов.

Purpose. It is well known that viscosity of oils significantly affects their filtration into oil-gas-bearing strata. In order to reduce viscosity and to increase velocity of forwarding fluids along the fractures, the well- known methods of wave action upon strata are widely used. However, while choosing the frequency range of strata wave processing, the fracture distribution by width is not taken into account, which decreases the effectiveness of the wave effect. In order to reveal new possibilities for choosing the most effective regime of impulse loading of the rock bed, the authors consider the problem of determining velocity and variation of kinematic viscosity during the movement of the liquid in the flat smooth fracture of the rock bed while being wave-loaded by harmonic signal. Design/methodology/approach. In solving this problem we used a differential equation which describes the movement of viscous liquid between two parallel planes modulating an endless fracture of arbitrary width. Findings. Here we suggest formulae to determine the average velocity of movement through the fractures and the change in kinematic viscosity of the liquid versus the frequency of harmonic action on the rock bed in the case of different values of the fracture width. It has been found that during the process of action of harmonic signal on the flat smooth fracture filled with viscous liquid, the average stationary velocity of the movement of the liquid reaches its maximal values and kinematic viscosity reaches its minimal values in the case of definite frequency of harmonic action. Practical value/implications. The results obtained could be useful in elaborating new wave methods of oil-gas-bearing strata processing aimed at increasing effectiveness of hydrocarbons extraction via decreasing fluid viscosity and increasing the velocity of its forwarding to the bottom hole of the producing wells.