«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

ВЛИЯНИЕ СОСТОЯНИЯ ГАЗА В ПОРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ НА ПРОДОЛЬНЫЕ ВОЛНЫ ФРЕНКЕЛЯ-БИО

УДК: 622.32
DOI: -

Авторы:

¹ Институт физики Земли РАН

Ключевые слова: частично насыщенная пористая среда, линейные волны, микропузырьки газа

Аннотация:

Рассмотрено три типичных случая, когда газ в поровом пространстве лишен собственной подвижности − микропузырьки, окклюдированные в насыщающей жидкости, микропузырьки, адсорбированные на стенках пор, и макропузырьки, полностью оккупирующие одну или несколько пор. Проведен анализ влияния указанных состояний газа на характеристики волн Френкеля−Био. Получены асимптотические формулы скоростей продольных волн Френкеля−Био в низкочастотном и высокочастотном пределах. Показано, что в области малой газонасыщенности коэффициент затухания волны первого рода (т.е. волны, связанной со сжимаемостью фаз) зависит от состояния газа в поровом пространстве. Поскольку в ряде практических приложений (например, некоторых методах повышения нефтеотдачи) важно наличие микропузырьков газа, данная характеристика может быть использована в качестве диагностического параметра.

Список литературы:

1. Френкель Я.И. К теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во влажной почве//Изв. АН СССР. Сер. География и геофизика. - 1944. - Т. 8. - № 4. - С. 134-149.
2. Biot M.A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated solid. I. Low frequency range//J. Acoust. Soc. Amer. - 1956. - V. 28. - P. 168-178. II. Higher frequency range//J. Acoust. Soc. Amer. - 1956. - V. 28. - P. 179-191.
3. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. - М.: Недра, 1984. - 232 с.
4. Терцаги К. Теоретическая механика грунтов. - М.: Стройиздат, 1961. - 507 с.
5. Brutsaert W. The propagation of elastic waves in unconsolidated unsaturated granular medium//J. Geophys. Res. - 1964. - V. 69. - № 2. - P. 243-257.
6. Santos J.E., Douglas J., Corbero J.M., Lovera O.M. A model for wave propagation in a porous medium saturated by a two-phase fluid//J. Acoust. Soc. Amer. - 1990. - V. 87. - P. 1439-1448.
7. Ravazzoli C.L., Santos J.E., Carcione J.M. Acoustic and mechanical response of reservoir rocks under variable saturation and effective pressure//J. Acoust. Soc. Amer. - 2003. - V. 113. - P. 1801-1811.
8. Smeulders D.M.J. On wave propagation in saturated and partly saturated porous media. PhD Thesis. Eindhoven Technical University, 1992. - 130 p.
9. Wei C., Muraleetharan K.J. A continuum theory of porous media saturated by multiple immiscible fluids: I. Linear poroelasticity//Inter. J. Engineering Sci. - 2002. - V. 40. - P. 1807-1833.
10. Быков В.Г. Нелинейные сейсмические волны в пористой частично насыщенной среде с капиллярными силами//Физика Земли. - 1997. - № 3. - С. 87-91.
11. Domenico S.N. Effect of brine-gas mixture on velocity in an unconsolidated sand reservoirs//Geophysics. - 1976. - Vol. 41, № 5, pp. 882-894.
12. Elliot S.E., Willey B.F. Compressional velocities of partially saturated unconsolidated sands//Geophysics. - 1975. - Vol. 40, № 6, pp. 949-954.
13. Cadoret T., Mavko G., Zinszner B. Fluid distribution effect on sonic attenuation in partially saturated limestones//Geophysics. - 1998. - Vol. 63, № 1, pp. 154-160.
14. Wood A.B. Textbook of sound. London: G. Bell and Sons Ltd. - 1955. - 611 p.
15. Болотов А.А., Мирзаджанзаде А.Х., Нестеров И.И. Реологические свойства растворов газов в жидкости в области давления насыщения. Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкости и газа. - 1988. - № 1. - С. 172-175.
16. Степанова Г.С. Газовые и водогазовые методы воздействия на нефтяные пласты/ М. «Газоил пресс» 2006. - 200 с.
17. Степанова Г.С., Ненартович Т.Л., Ягодов Г.Н., Николаевский В.Н. Влияние ультразвуковых колебаний на процесс разгазирования нефти//Бурение и нефть. - 2003. - № 7-8. - С. 36-38.
18. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. - М.: Недра, 1996. - 447 с.

19. Михайлов Д.Н., Степанова Г.С. Экспериментальное и теоретическое обоснование технологии водогазового воздействия, основанной на эффекте пенообразования//Нефтяное хозяйство. - 2008. - № 3.
20. Чарный И.А. Подземная гидрогазодинамика. - М.: Гостоптехиздат, 1963. - 396 с.
21. Mochizuki S. Attenuation in partially saturated rocks//J. Geophys. Res. - 1982. - V. 87, N B10. - P. 8598-8604.
22. Донцов В.Е., Кузнецов В.В., Накоряков В.Е. Волны давления в пористой среде, насыщенной жидкостью с пузырьками газа//Изв. АН СССР. МЖГ. - 1987. - № 4. - С. 85-92.
23. Дунин С.З., Михайлов Д.Н., Николаевский В.Н. Продольные волны в частично насыщенных пористых средах: влияние газовых пузырьков//Прикладная математика и механика. - 2006. - № 2.
24. Михайлов Д.Н., Николаевский В.Н. Динамика потока в пористых средах при нестационарных фазовых проницаемостях//Изв. РАН. Cер. Механика жидкости и газа. - 2000. - № 5. - C. 103-113.
25. Стрижов И.Н., Пятибратов П.В., Михайлов А.И., Нечаева Е.В. Фазовые проницаемости, используемые при расчете показателей работы скважин с забойными давлениями ниже давления насыщения//Нефтяное хозяйство. - 2006. - № 11.
26. Степанова Г.С. Механизм вытеснения нефти газом//Газовая промышленность. - 2001. № 11. - С. 58-63.