Введение
Глава 1. Аналитический обзор физических принципов и методов реализации волнового воздействия на пласт 10
1.1. Физические основы волнового воздействия на пласт 11
1.1.1. Исторические предпосылки применения технологии волнового воздействия на пласт 12
1.1.2. Влияние волнового излучения на элементы пластовой системы 14
1.1.3. Особенности возбуждения автоколебаний и резонанса в геофизической среде 18
1.2. Методы волнового воздействия на пласт и результаты их опытно промышленных испытаний 20
1.2.1. Невзрывные источники упругих волн 20
1.2.2. Методы волнового воздействия на околоскважинную зону пласта 24
1.2.3. Методы волнового воздействия на межскважинную зону пласта
1.2.3.1. Методы вибросейсмического воздействия с земной поверхности и с устья скважин 29
1.2.3.2. Методы внутрискважинного сейсмоакустического и вибросейсмического воздействия 35
1.2.3.2.1. Установка ударного внутрискважинного вибросейсмического воздействия на пласт, осуществляемого при одновременной эксплуатации скважины УЭЦН 37
Выводы к главе 1. Определение цели и постановка задач работы 41
Глава 2. Оптимизация конструкций элементов УВСВ и модернизация компоновки внутрискважинного оборудования для ВСВ на залежь 44
2.1. Оптимизация конструкции центратора штока 46
2.2. Оптимизация конструкции ударника в сборе 48
2.3. Оптимизация конструкции подъемного узла 55
2.4. Модернизация компоновки внутрискважинного оборудования для ВСВ на залежь 58
Выводы к главе 2 61
Глава 3. Разработка методики расчета установки ударного внутрискважинного вибросейсмического воздействия на пласт 62
3.1. Анализ и моделирование рабочего цикла УВСВ 62
3.2. Моделирование процесса падения ударника в сборе и плунжера в стесненных условиях в восходящем потоке скважинной продукции
3.3.1. Моделирование процесса падения ударника в сборе 80
3.3.2. Моделирование процесса падения плунжера 86
3.3. Разработка алгоритма проектирования УВСВ. Проектирование опытного образца и лабораторной модели УВСВ 91
3.3.1. Алгоритм проектирования УВСВ 91
3.3.2. Результаты проектирования опытного образца и лабораторной модели УВСВ
3.4. Алгоритм построения частотной характеристики УВСВ 108
3.5. Область рационального использования УВСВ 111
3.6. Оценка напряженно-деформированного состояния крепи скважины, реализуемого при проведении ударного внутрискважинного ВСВ 121
3.6.1. Постановка и решение тестовой задачи. Предварительная верификация процедуры получения решений в Ansys Workbench 123
3.6.1.1. Численное решение тестовой задачи в Ansys Workbench 123
3.6.1.2. Аналитическое решение тестовой задачи 127
3.6.1.3. Анализ сходимости аналитического и численного решений тестовой задачи 134
3.6.2. Метод предварительной оценки НДС крепи скважины, возникающего при проведении ударного внутрискважинного ВСВ 137
3.6.2.1. Построение модели ударного воздействия на забой скважины и получение решения в Ansys Workbench 137
3.6.2.2. Анализ результатов расчета 139
Выводы к главе 3 141
Глава 4. Экспериментальные исследования рабочих характеристик УВСВ и влияния ударного воздействия на коэффициент вытеснения нефти из образца карбонатной породы с гидрофобной матрицей 143
4.1. Описание экспериментального стенда и режимов его работы 143
4.1.1. Функциональная схема и технические характеристики стенда 143
4.1.2. Режимы работы стенда 147
4.2. Программа, методика проведения и результаты экспериментальных исследований 151
4.2.1. Исследование рабочих характеристик УВСВ 153
4.2.1.1. Экспериментальная оценка влияния величины контактного угла седла клапана и силы сцепления подъемного узла на ширину рабочего диапазона УВСВ 153
4.2.1.2. Экспериментальное построение частотных характеристик опытного образца и лабораторной модели УВСВ 156
4.2.1.3. Экспериментальное определение времени падения ударника в сборе и плунжера при различных расходах рабочей среды 158
4.2.2. Фильтрационный эксперимент по оценке влияния ударного воздействия, генерируемого УВСВ, на коэффициент вытеснения нефти из трещиноватой карбонатной породы с гидрофобной матрицей 161
4.2.2.1. Описание основных узлов и элементов лабораторно-исследовательского блока и их назначение 161
4.2.2.2. Подготовка модели пласта к эксперименту 165
4.2.2.3. Эксперимент по вытеснению нефти пластовой водой 167
4.2.2.4. Методика оценки погрешностей при расчете величины прироста коэффициента вытеснения нефти 169
4.2.2.5. Результаты фильтрационного эксперимента 171
Выводы к главе 4 176
Основные выводы и результаты 177
Литература 179
Приложения 195
