25. Вытеснение нефти водой.

В тех случаях, когда пористый коллектор нефти является гидрофильным, при контакте воды с этим коллектором происходит капиллярная пропитка. Если пористые блоки хорошо смачиваются водой, то при закачке в трещиновато-пористый пласт воды она вытесняет нефть из трещин, а из блоков породы в трещины поступает нефть вытесненная водой при капиллярной пропитке. Процесс капиллярной пропитки происходит медленнее, чем прямоточной.

При закачке воды в трещиновато-пористый пласт процессом капиллярной пропитки охватываются не одновременно все блоки пласта.

Для описания вытеснения нефти водой из трещиновато-пористого пласта необходимо также знать распределение насыщенности в самих трещинах.

Для ускорения капиллярной пропитки блоков и литологических неоднородностей может быть применен упруго-капиллярный циклический способ добычи нефти. Практическое осуществление этого способа заключается в периодическом изменении давления или расхода жидкости на границах пласта, приводящем к периодическому изменению этих параметров на контакте высокопроницаемых и низко проницаемых объектов пласта.

В механизме упруго-капиллярного циклического способа добычи нефти есть два эффекта, от которых зависит результативность этого способа. Один из эффектов заключается в ускорении внедрения воды в не охваченные водой неоднородности пласта за счет увеличения в среднем перепада давления между ними. Второй эффект состоит в капиллярном удержании воды в неоднородностях.

Однако, недостаточно только «внедрить» воду в неоднородности — важно, чтобы в части цикла, когда давление снижается, вода могла удержаться в неоднородностях капиллярными силами и из пород выходила нефть.

Экспериментальными исследованиями удержания воды в неоднородностях при циклическом воздействии было показано, что время, необходимое для того, чтобы вода, внедренная в неоднородности, полностью там удержалась, примерно равно времени, затрачиваемому на противоточную или прямоточную капиллярную пропитку данной неоднородности при хорошей связи данной неоднородности с остальным пластом. Циклическое воздействие позволяет ускорить «подачу» воды в неоднородность и извлечение из нее нефти, если данная неоднородность отделена от остального пласта слоем плохой проницаемости.

26. Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом.

Разные виды излучений при проникновении в вещество высвобождают разное количество энергии.

Проникновение элементов излучения в вещество зависит от многих факторов: массы излучаемой часитцы: ее заряда, скорости движения (энергии), а также от вещества, в котором происходит замедление и поглощение излучения. Так, расстояние пробега частиц в веществе соответствует следующему ряду: нейтрино, нейтрон, -излучение,-частица,-частица.

Гамма-излучение. Гамма-излучение относится к сильнопроникающему. Для полного его поглощения требуется слой горных пород в десятки сантиметров. В веществе развиваются три процесса: фотоэффект, комптон-эффект, образование электронно-позитронных пар.

Фотоэффект: при взаимодействии гамма-кванта он поглощается электроном. В веществе появляются быстрые электроны. Вероятность фотоэффекта возрастает с увеличением атомного номера. Взаимодействие происходит с электронами ближайших к ядру атома оболочек. Электрон, поглотивший гамма-квант, вылетает из орбиты, поэтому атом возбуждается и, возвращаясь к устойчивому состоянию, испускает рентгеновское излучеие (флуоресценция) с энергией более 100 кэВ. Фотоэффект вызывают гамма-кванты с энергией, равной связи электрона с атомом (до 0,5 МэВ), и с увеличением этой энергии вероятность фотоэффекта резко уменьшается.

Комптон-эффект: если энергия гамма-кванта превышает энергию связи электронов в атоме, -квант передает электрону часть воей энегрии и изменяет направление движения. Имеет место упругое рассеяние -квантов, которое называется комптоновским. Векторная диаграмма расеяния вытянута по направлению движения фотона. Энергия рассеяния достигает максимума при рассеянии "назад". Диапазон энергии -кванта, при котором наблюдается комптон-эффект, находится в пределах 0,05 - 5 МэВ, но ширина диапазона разная для разных элементов. Образование пар: в поле ядра -квант может превратиться в электронно-позитронную пару с суммарной энергией, равной энергии кванта. Процесс образования пар сопровождается мягким гамма-излучением (Е=0,511МэВ), вызванным рекомбинацией образовавшегося позитрона с одним из свободных электронов среды.

Альфа-излучение. Альфа-частица - это ядро атома гелия, имеет массу 4,0028 а.е.м. и заряд +2. Перемещаясь в пространстве, частица взаимодействует своим электрическим полем с атомами вещества. Из окружающей среды вырывается электрон, а в связи с большой скоростью движения, частицы проходят значительный путь, не успевая присоединить к себе свободные электроны. На пути движения частицы создаются положительные и отрицательные ионы. Замедляясь, частица увеличивает время взаимодействия с каждым электроном, что приводит к увеличению ионизации. В конце пути частица присоединяет электроны и превращается в нейтральный гелий. Длина пути пробега частицы около 1 см в воздухе, в плотных средах до 0,5 - 1 мм.

Бета-излучение. Бета-частицы - быстрые элект В веществе -частицы могут проникать вглубь атома и взаимодействовать с электронами внутренних орбит. Переход возбужденного атома в нормальнгое состояние сопровождается излучением фотонов. Если энергия -частицы мала, то частица взаимодействует с электронами внешних орбит и может выбить электрон из атома, передав часть энергии и отклонившись от своего направления движения. -частица и выбитый электрон продолжают совершать ионизацию.роны или позитроны.

Нейтронное излучение. Нейтроны лишены заряда, поэтому легко проникают сквозь электронные оболочки атомов и взаимодействуют с ядрами. Происходит рассеяние и поглощение нейтронов, которое сопровождается ядерными реакциями. Рассеяние нейтронов происходит при энергиях более 1,1 МэВ. При неупругом рассеянии возбуждается ядро и испускает гамма-квант. При меньших энергиях происходит упругое столкновение нейтрона с ядром атома.

В веществе нейтрон, постепенно замедляясь, проходит стадии рассеяния, поглощения, двигаясь при этом по сложной ломаной линии.