低频水力振动在油层中的传播特性贺如大庆石油学院.pdfVIP

大 庆 石 油 学 院 学 报 第30 卷 第3期 2006 年6 月 JOURNAL OF DAQING PET ROLEU M INSTIT UT E Vol. 30 No . 3 Jun. 2006 1 2 贺 如, 贺 菂 ( 1. 大庆石油学院地球科学学院, 黑龙江 大庆 163318; 2. 大庆油田有限责任公司 测试技术服务分公司, 黑龙江 大 庆 163453 ) : 为深入研究油层中低频水力振动传播机制和开发低频水力振动器, 在考虑液–固耦合、脉动渗流等因素的 基础上, 建立了低频水力振动在油层中传播的数学模型, 并在给出的初始、边界条件下, 确定出小振幅水力振动在油层中 一维及径向传播的解析解, 分析了振动频率、油层渗透率、流体黏度对低频水力振动振幅衰减的影响规律, 结果表明: 在 小振幅条件下, 随着振动频率的增大、油层渗透率的减小、流体黏度的增大及振源振幅的减小, 低频水力振动振幅的衰减 速度和幅度不断增大; 低频水力振动径向传播特性与一维传播特性相似, 但径向传播振幅的衰减幅度比一维传播大. : 低频水力振动; 传播特性; 振动频率; 振幅; 油层 : TE355. : A : 1000 18 1( 2006) 03 0122 04 低频水力振动采油是将水力振动的能量作用于油层, 使油层及其流体产生物理、化学变化, 从而改善 油层渗流条件, 解除油层堵塞, 创造利于原油流动的环境, 达到油井增产、注水增注的目的. 低频水力振动 采油过程是一个复杂的物理化学过程. 目前国内外对低频水力振动采油机理的认识多处于定性解释水 平, 其 艺设计基本是凭经验而定, 对于低频水力振动所引起的各种效应之间的内在关系、制约规律及其 [ 1] 与整个油藏开采系统的协同性还缺乏必要的认识 . 因此, 笔者对低频水力振动在油层中的传播特性进 行了研究. 1 数学模型 1. 1 将油层看成是以含有孔隙的油层骨架为主相、充满在孔隙中的流体为次相的两相连续介质. 连续油 层骨架中包含着互相连通的孔隙, 并充满流体, 流体可在孔隙中流动. 假设选取的介质单元体尺度与波长相比足够小, 可用连续介质力学理论进行研究; 流体和油层骨架的 位移都在大位移范围内; 孔隙中充满了连续、可压缩的液体, 且无气体影响; 油层骨架为刚性均质、各向同 性介质. 1. 2 ij 在油层骨架与流体组成的系统中取一单位立方体, 可将应力张量分为2 部分: 一部分应力 R 由油层 c [ 2] 骨架承受, 另一部分应力 Rij 由流体承受 . 作用在多孔介质上的应力满足连续条件, 其总应力 RZ 为 ij c