9. Явление поглощения упругих волн и коэффициенты, характеризующие поглощение.

Затухание волн обусловлено:

1) Поглощением части волновой энергии породой и трансформацией этой энергии в тепло;

2) Рассеянием акустической энергии на элементах фрагментарности (границах зёрен, порах) в различных направлениях.

Амплитуда волны падает по мере прохождения волны по следующему закону:

U=U0*e-θx где U0 - амплитуда упругих колебаний; U - амплитуда на расстоянии х;

θ - коэффициент поглощения |1/м|.

Коэффициент поглощения показывает потерю энергии по мере прохождения вглубь пласта.

Этот коэффициент зависит от свойств породы, таких как: тепловые свойства, коэффициент внутреннего трения, структура, а также частота колебания.

Для однородных тел зависимость θ(ω) (от частоты) записывается по закону Стокса- Кирхгофа.

Для однородных сред: θ'=2/3(ω2*η/(v3 *ρ)).

где ω - циклическая частота; η - коэффициент вязкости; ρ – плотность среды.

10. Явления отражения волн и их преломления. Коэффициенты, характеризующие эти явления.

Часто в расчётах используется удельное волновое сопротивление пласта:

Z=v*ρ

Этот коэффициент характеризует способность пласта отражать и преломлять упругие волны.

Коэффициент отражения — это отношение энергии отражённой волны к энергии падающей волны:

k0=A0/A=(z1-z2)/( z1+z2)

где z - удельное волновое сопротивление Чем больше разница волновых сопротивлений, тем больше энергии отражается. Также больше энергии отражается, с ростом контрастности сред.

При переходе из воздуха в воду отражается более 99,8% их энергии, а из воды в породу - до 85%.

Т.о. от коэффициента отражения зависит эффективность передачи волновой энергии в пласт.

С огласно закону Снеллиуса, угол падения и угол преломления упругой волны, проникающей в породу, находятся в определённом отношении со скоростями упругой волны в первой и второй средах, которое называется коэффициентом преломления упругой волны относительно первой фазы:

v1/v2=n.

12 . Природные и техногенные тепловые процессы в нефтегазовых пластах

Причины:

В естественном состоянии пласты находятся на большой глубине, а, судя по геотермическим ступеням, температура в этих условиях близка к 150, поэтому можно утверждать, что породы изменяют свои свойства, ведь при проникновении в пласт мы нарушаем тепловое равновесие.

Когда мы закачиваем в пласт воду, эта вода имеет температуру поверхности. Попадая в пласт, вода начинает охлаждать пласт, что неминуемо приведёт к различным неблагоприятным явлениям, например парафинизации нефти. Т.е. если в нефти есть парафинистая составляющая, то в результате охлаждения выпадет парафин и закупорит пласт. К примеру, на месторождении Узень температура насыщения нефти парафином Тн=35(40), и при его разработки были нарушены эти условия, в результате температура пласта снизилась, парафин выпал, произошла закупорка и разработчикам пришлось длительное время закачивать горячую воду и прогревать пласт, пока весь парафин не растворился в нефти.

Высоковязкие нефти. Для их разжижения используют теплоноситель: горячую воду, перегретый пар, а также внутренние источники тепла. Так в качестве источника используют фронт горения: поджигают нефть и подают окислитель. Метод снижения вязкости нефтей посредством радиоактивных отходов. Они хранятся 106 лет, но при этом греют высоковязкую нефть, позволяя легче её добывать.

55. Понятие теплоемкости пласта и коэффициенты, характеризующие теплоемкость

Теплоёмкость (с) - количество теплоты, необходимое для повышения температуры вещества на один градус при заданных условиях (V, Р=соnst). с=dQ/dТ

Средняя теплоёмкость вещества: с=Q/Т. Т.к. образцы породы могут иметь разную массу, объём, то для более дифференцированной оценки вводятся специальные виды теплоёмкости: массовая, объёмная и молярная. Удельная массовая теплоёмкость [Дж/(кгград)]:

Сm=dQ/dТ=С/m

Это количество теплоты, необходимое для изменения на один градус единицы массы образца.

Удельная объёмная теплоёмкость [Дж/(м3К)]:

Сv=dQ/(VdТ)=Сm, где  - плотность

Количество теплоты, которое необходимо сообщить единице для повышения её на один градус, в случае Р, V=соnst. Удельная молярная теплоёмкость [Дж/(мольК)]:

С=dQ/(dТ)=МСm, где М – относительная молекулярная масса [кг/кмоль]

Количество теплоты, которое надо сообщить молю вещества для изменения его температуры на один градус. Теплоёмкость является аддитивным свойством пласта:

Сi=j=1СjКi, где Кi=1, К – количество фаз.

Теплоёмкость зависит от пористости пласта: чем больше пористость, тем меньше теплоёмкость.

(с)=сскск(1-kп)+сззkп, где сз – коэффициент заполнения пор;kп – коэффициент пористости.