Введение к работе
Актуальность проблемы.
Одним из перспективных и эффективных методов воздействия на различные среды является использование электромагнитного воздействия. Применение высокочастотного (ВЧ) и сверхвысокочастотного (СВЧ) электромагнитных (ЭМ) полей приводит к усовершенствованию многих технологических процессов и имеет много преимуществ: быстрота, объемность и равномерность прогрева, большая глубина проникновения, и, как следствие, возможность создания новых, экологически "чистых" технологий за счет использования электромагнитной энергии вместо тепловой.
Вопрос о ВЧ ЭМ воздействии на гидродинамические потоки
углеводородных систем в насыщенной пористой среде интересен тем, что в
прикладном отношении результаты такого исследования можно применить
к технологическим задачам нефтяной промышленности, что приведет к
совершенствованию технологий добычи полезных ископаемых, к
повышению нефтеотдачи пластов и т.д. При исследовании этого вопроса
необходимо исследование особенностей физико-химических и
термогидродинамических явлений и процессов, протекающих в пористых средах при ВЧ и СВЧ ЭМ влиянии.
Цель работы. Экспериментальное и теоретическое изучение термогидродинамических и физико-химических эффектов в фильтрующихся углеводородных потоках при влиянии на них ВЧ ЭМ поля.
Новизна данной работы заключается в следующем:
1. Проведены численные исследования явления перераспределения
давления в насыщенной пористой среде при воздействии ВЧ ЭМ поля.
Показано, что наличие затухающей СВЧ ЭМ волны при фильтрации
жидкости в пористой среде приводит к изменению перепада давления.
2. Экспериментально изучено влияние высокочастотного
электромагнитного поля на конвективно-диффузионные процессы в
насыщенной пористой среде. Показано, что при воздействии
высокочастотного электромагнитного поля увеличиваются коэффициент
конвективной диффузии, скорость движения многокомпонентной
углеводородной жидкости, коэффициент нефтевытеснения; уменьшается
время фильтрации и отбора высоковязкого флюида.
3. Обнаружен и исследован эффект понижения температуры в
пористой среде, насыщенной высоковязкой углеводородной жидкостью с
твердыми отложениями парафина, в случае, когда температура плавления
твердой фазы зависит от концентрации расплавленного вещества.
4. Экспериментально получена эмпирическая зависимость
температуры плавления (размягчения) аморфных твердых веществ (битума)
от концентрации их в растворителе.
Практическое значение работы состоит в следующем:
I. Одновременное воздействие мощного ВЧ электромагнитного поля
и смешивающегося вытеснения может быть использовано при добыче
высоковязких парафинистых и битумных нефтей.
2. Полученные результаты могут быть полезны при дальнейшей разработке теории высокочастотной электромагнитной гидродинамики многокомпонентных систем.
В работе защищаются следующие положения:
1. Увеличение коэффициента конвективной диффузии, скорости
движения многокомпонентной углеводородной смеси и коэффициента
нефтевытеснения, уменьшение времени фильтрации и отбора
высоковязкого флюида при одновременном воздействии высокочастотного
электромагнитного поля и смешивающегося вытеснения.
2. Эффект изменения температуры в области фазового перехода ниже
начальной температуры пористой среды, насыщенной высоковязкой
углеводородной жидкостью с твердыми парафиновыми отложениями.
-
Достижение наибольшего эффекта воздействия ВЧ ЭМ поля с одновременным смешивающимся вытеснением в случае низкопроиицаемых коллекторов.
-
Эмпирическая зависимость температуры плавления (размягчения) битума от его концентрации в растворителе.
Апробация работы. Результаты, приведенные в диссертации, докладывались в школе-семинаре в Институте проблем транспорта энергоресурсов под руководством академика А.Х.Мирзаджанзаде в 1989, 1994, 1997 годах, на 1-ой научной конференции молодых ученых-физиков Республики Башкортостан в 1994 году, на 4-ом рабочем семинаре СНГ "Акустика неоднородных сред" в г.Новосибирске в 1996 году, на научной конференции "Физика в Башкортостане" в г. Уфе, в 1996 году, на научном семинаре Института механики многофазных систем СО РАН в г. Тюмени в 1996 г.
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в работах, список которых приведен в конце автореферата.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы. В диссертации содержится 165 страниц, 7 таблиц, 44 иллюстрации, библиография из 125 наименований.