Теоретические и практические предпосылки работы

Естественное истощение запасов УВ-сырья является глобальной проблемой, определяющей темпы и перспективы развития, по существу, всей мировой производственной сферы деятельности. Неизбежное усиление этой тенденции в XXI веке вызывает, в свою очередь, прогрессирующий рост затрат на инновационную деятельность в нефтегазовом секторе мировой экономики, направленную на поиск путей рационального использования природных ресурсов, уменьшения уровня неизвлекаемых запасов, снижения темпов истощения последних. Показательным является также то, что в сферу деятельности по разработке новых нефтегазовых и сопутствующих технологий вовлечено большое число развитых стран, в т.ч. не обладающих собственными запасами УВ-сырья, что обеспечивает их приоритетные позиции в нефтегазодобывающем секторе развивающихся стран.

Характерным является так же изменившаяся сегментация инновационных затрат, которые смещаются в область фундаментальных исследований и создания наукоёмких технологий. Наиболее актуальной становится разработка технологий научно-технического прорыва, обеспечивающих достижение результатов на качественно новом уровне.

Сложный и многосторонний характер этих задач требует привлечения методов из различных научно-технических областей, среди которых особое место занимают методы динамики упругих сред. Объёмы научных и прикладных исследований в последнем случае лавинообразно возрастают, причем это касается разномасштабных исследований геосреды - от глобальных вопросов движения материков и тектонических плит до нанопроцессов в капиллярах коллекторов.

Особенностью современного развития новых нефтегазовых технологий является привлечение методов, основанных на использовании новых физических принципов, физико-механических явлений, волновых полей различного типа и т.д., никогда ранее не применявшихся в сфере нефтегазового комплекса. Другой особенностью инновационного процесса в нефтегазодобывающих отраслях является расширение сферы применения новых технологий. Например, до недавнего времени методы сейсмоакустики применялись, в основном, на стадии поисков и разведки месторождений нефти и газа, но по мере совершенствования физико-математических основ этих методов осуществляется создание новых технологических решений и технических средств, интегрированных в общий комплекс технологий разработки месторождений.

Эти методы начинают применяться при сопровождении и контроле специфических процессов добычи нефти и газа: отслеживание с поверхности фронтов заводнения, вытеснения, отслеживание процессов развития гидроразрыва пласта, дистанционное воздействие на продуктивные пласты с целью изменения их добывиых возможностей и др. Причем, внедрение принципиально новых технологий осуществляется также и в тех сферах нефтегазового комплекса, которые относятся к вспомогательным процессам: сейсмоакустический мониторинг трубопроводов, промысловых объектов и т.д.

Применение принципиально новых, в частности, акустических методов сопровождения процессов разработки и эксплуатации нефтегазоконденсатных месторождений требует проведения значительного комплекса научно-исследовательских и опытно- промысловых работ по разработке и адаптации таких методов к конкретным горно-геологическим и гидродинамическим условиям на месторождениях.

Акустические методы довольно давно используются для информационного сопровождения процессов добычи нефти. Кроме того, по мере развития теории методов их применение связывается также с реализацией различных физических эффектов взаимодействия акустического поля с насыщенными пористыми средами. Но если идея высокочастотного воздействия на призабойную зону с целью её очистки от загрязняющих агентов заимствована из других областей техники, использующих ультразвуковые колебания для устранения коррозионных плёнок, загрязнений на поверхности ёмкости и т.п., то влияние низкочастотных сейсмических колебаний на режимы работы нефтегазовых месторождений и гидродинамику насыщенных пористых сред установлено впервые на основе феноменологических наблюдений, отмечавших изменение этих режимов при землетрясениях, часто весьма удаленных от объекта наблю дения. И хотя по времени эффекты НЧ-воздействия на геосреду установлены значительно раньше эффектов УЗК, отсутствие технических средств возбуждения мощных низкочастотных полей в промысловых условиях сдерживало развитие низкочастотных волновых технологий.

Вследствие интенсивных исследовательских работ, по многим направлениям развития нефтегазовых технологий получены весьма существенные результаты. Однако следует отметить, что общим их недостатком является отсутствие системного подхода к проводимым исследованиям, а так же общего базового принципа, на котором основывалось бы их развитие. Естественно предположить, что в условиях нелинейности, неоднородности, неравновесности и энтропийности процессов в земной коре как в глобальном, так и в локальном (на уровне месторождений) плане таким универсальным принципом является геодинамика.

Разные уровни иерархической организации геосреды требуют применения не только специфических методов исследования на каждом из этих уровней, но так же и комплексного подхода к организации многоуровневых исследований.

Реализация комплексного подхода не может быть успешной без учета стоха-стичности и фрактальных свойств геосреды, использования данных об упорядоченных ритмах движения и цикличности изменения упругих напряжений в литосфере.

В связи с этим, при подготовке монографии поставлена задача разработки общего геодинамического подхода к вопросам интенсификации разработки нефтегазоконденсатных месторождений и полноты извлечения содержащихся в них запасов. При этом авторы исходили из представлений о взаимосвязи геодииамических явлений, относящихся к разным иерархическим уровням их проявления - от явлений планетарного характера в земной коре до процессов наноуровня в пористых насыщенных средах.

Эффективность решения задач в такой постановке определяется, очевидно, возможно более четкой систематизацией геодииамических процессов и волновых явлений в земной коре и астеносфере. Как нам представляется, геодинамическая систематизация наиболее эффективно может быть осуществлена на принципах акустики, научными основами которой являются механика сплошных сред, гидродинамика и теория упругости.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >