Уровня сигнала в измерительных скважинах по частоте упругих

колебаний: / - в скв. 3; // - в скв. 36

на приборе отсутствовал (фон). При опускании прибора в интервале пласта фиксируется образование

133

Рис. 5.4.5. График изменения относительного уровня сигнала в зависимости от глубины погружения прибора в измерительную скв. 36 (без учета уровня фона) при работе генератора в

скв. За

волноводной картины - чередование минимумов и максимумов потока энергии по толщине пласта, что аналогично рассмотренным в разделе 5.3 расчетным картинам образования нормальных колебательных мод в пласте. Расчетная частота образования нормальной волны для данного битумного пласта мощностью около 12 м находится в вышеуказанном частотном диапазоне пропускания колебательной энергии.

Отметим, что для измерительной скв. 3, у которой продуктивный интервал, в отличие от скв. За, не совпадает с продуктивным интервалом воздействующей скважины, отмеченный выше эффект практически не наблюдался.

На основании результатов замеров были оценены коэффициенты ослабления упругих колебаний при передаче сигналов в скважинах через битумный пласт. При частотах 16 и 450 Гц они составили соответственно 0,02 и 0,66 м ¹. Кроме того, по сдвигу фаз сигналов, записанных на светолучевом осциллографе, была оценена скорость звука в среде битумного пласта, которая составила примерно 1700 м/с.

Обобщая результаты гл. 5, а также учитывая лабораторные исследования по определению

134

пороговых значений параметров колебательного воздействия, можно заключить, что эффективные глубины виброволнового воздействия на ПЗП могут достигать значения 10 м и более. Глубину эффективного воздействия можно увеличить при осуществлении виброволнового воздействия с учетом резонансных и волноводных свойств скважинных и пластовых систем.

135

ГЛАВА

6

ФАКТОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ

КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИН

ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ УПРУГИМИ

КОЛЕБАНИЯМИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ДОПУСТИМЫХ АМПЛИТУДНО-ВРЕМЕННЫХ

РЕЖИМОВ ВИБРОВОЛНОВЫХ ОБРАБОТОК

Р ассмотренная в гл. 5 проблема повышения эффектив­ности ввода упругой энергии в призабойную зону пласта неотделима от исследований устойчивости крепления скважины на воздействие упругими колебаниями. Процес­сы воздействия, когда генератор колебаний находится внутри обсадной колонны в контакте со скважинной жид­костью или непосредственно с колонной, сопряжены с оп­ределенными циклическими напряжениями в материале трубы и цементной оболочки. Пределы циклической вы­носливости цементного камня значительно ниже статиче­ских пределов длительной прочности [24], поэтому даже если амплитуды пульсации напряжений не превышают пределов прочности цементного камня, но больше допус­тимых значений для вибрационного нагружения, то в про­цессах длительных обработок возможно накопление уста­лостных микроповреждений с последующим вероятным нарушением целостности кольца. Это не может не вызвать определенных опасений и требует проведения достаточно достоверного рассмотрения.

Наиболее вероятное место возникновения разрушений -зона контакта цементного камня с металлом трубы, где обу­словленные различием упругих свойств материалов напря­жения максимальны, а структура цементного камня ослаб-

176

лена [87]. Другая возможная причина нарушения изоляции -это образование кольцевого зазора-канала в контакте тру­бы и цементной оболочки при сохранении целостности кольца, что может произойти вследствие накопления необ­ратимых деформаций виброползучести в материале це­ментного камня. Это может осуществиться в случае, если на забое скважины в процессе обработки будет создаваться избыточное давление [55], поскольку вибронагружение да­же при относительно низких периодических напряжениях заметно ускоряет процесс ползучести цементных материа­лов [38, 103]. Для условий периодических нагружений в ли­тературе приводятся данные в основном о результатах стандартных испытаний (на сжатие, растяжение, изгиб), главным образом, бетонов обычных строительных марок [27, 28, 50, 79]. Тампонажные цементные составы в сущест­вующем диапазоне изменения сложнонапряженного со­стояния кольца скважины и других, сопутствующих обработ­ке упругими колебаниями условиях не исследовались. Это объясняется недоступностью прямого инструментального исследования объекта, сложностью лабораторного модели­рования процессов с учетом забойных условий.

Несмотря на то, что промысловый опыт свидетельству­ет о надежности крепления скважины при проведении виброволновых обработок [16], обоснованные количест­венные ограничения, регламентирующие допустимые ам­плитуды колебаний и длительность колебательного воз­действия, до настоящего времени отсутствовали. Это не позволяло прогнозировать последствия различных техно­логических ситуаций, определять рациональную энергона­пряженность крепления скважины в процессах обработок и в конечном счете сдерживало развитие метода в плане создания эффективных неразрушающих технологий.

Восполнить существующий пробел, на наш взгляд, мо­гут приведенные в гл. 6 результаты модельных оценок условий возникновения виброразрушений и проявления виброползучести цементного камня для реального слож­нонапряженного состояния и других условий забоя сква­жины на основе уже имеющихся данных о стандартных испытаниях бетонов при периодических нагружениях.

177