tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-01108-2025-109-123tumnig-1312Research ArticleБУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙDRILLING OF WELLS AND FIELDS DEVELOPMENTТеоретическое обоснование процесса изменения концентрации структур кольматантов в околоскважинной зоне при виброимпульсном воздействииTheoretical justification of the process of changing the concentration of colmatant structures in the near-wellbore zone under vibro-impulse actionhttps://orcid.org/0000-0002-2086-6421ШаталоваН. В.ShatalovaN. V.

Шаталова Наталья Васильевна, старший преподаватель кафедры электроэнергетики

Тюмень

Natalya V. Shatalova, Senior Lecturer at the Department of Physics and Instrument Engineering

Tyumen

shataliovanv@tyuiu.ruТюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation20253004202502109123Copyright © Шаталова Н.В., 20252025Шаталова Н.В.Shatalova N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/1312

Для восстановления продуктивных свойств нефтяных скважин применяется большое количество волновых и вибрационных способов воздействия на пласт, использующихся для увеличения проницаемости околоскважинной зоны. Необходимым этапом существующих технологий является вынос загрязняющих околоскважинную зону частиц в скважину с последующей транспортировкой их на поверхность. Однако влияние волновых полей может быть распространено на большую глубину и эффективно применяться для очистки большого участка пласта. Цель исследования — теоретическое обоснование процесса изменения концентрации структур кольматантов в околоскважинной зоне и трещине гидравлического разрыва пласта без извлечения разрушенных частиц кольматантов на поверхность: в процессе воздействия волновых полей, генерируемых в скважине, осуществляется продвижение частиц в глубь пласта и рассеивание их по большой площади чистого пространства. Теоретическое обоснование процесса проведено методом математического моделирования. В работе выполнена постановка задачи уменьшения концентрации частиц загрязнений на исследуемом участке, осуществлено ее решение, получены формулы изменения количества осадка и абсолютной проницаемости, сделаны расчеты, построены графики. Результаты могут быть применены для разработки новой виброволновой технологии повышения продуктивности скважин.

A wide range of wave and vibration methods are employed to restore the productivity of oil wells, aimed at increasing the permeability of the near-wellbore zone. A necessary step in these technologies is the removal of contaminating particles from the near-wellbore zone, with its sub-sequent transportation to the surface. However, action of wave fields can extend to greater depth. In addition, it can be effectively utilized to clean large areas of the reservoir. The aim of the study is to theoretically justify the process of altering the concentration of colmatant structures in the near-wellbore zone and within hydraulic fracturing (HF) fractures, without necessitating the ex-traction of broken colmatant particles to the surface. When wave fields generated within the well are applied, particles are moving deeper into the reservoir and dispersed over a wider clean area. The theoretical justification was conducted by the method of mathematical modeling. In the course of work, the task of reducing the concentration of contaminant particles in the studied area is formulated and solved, formulas for the change in the amount of sediment and absolute permeability are derived, calculations are made, and graphs are constructed. The results of this study can be applied to the development of a new vibro-wave technology aimed at improving well productivity.

виброволновоое воздействиесуффозиякольматирующие частицыvibration wave actionsuffusioncolmatating particlesReferencesКолебания и волны во флюидонасыщенных геологических средах. Явления, процессы, закономерности. Волновая парадигма : монография / О. Л. Кузнецов, В. П. Дыбленко, Д. В. Чилингар [и др.]. – Ижевск, 2021. – 420 с. – Текст : непосредственный.Kuznetsov, O. L., Dyblenko, V. P., Chilingar, D. V., Sadegi, K. M., Marchukov, E. Yu., Sharifullin, R. Ya., Chirkin, I. A., & Simkin, E. M. (2021). Oscillations and waves in fluid-saturated geological environments phenomena, processes, patterns wave paradigm. Izhevsk, 420 p. (In Russian).Гидродинамические генераторы колебаний — новый тип устройств для осуществления периодических воздействий / Е. И. Велиев, Р. Ф. Ганиев, А. С. Корнеев, Л. Е. Украинский. – DOI 10.31857/S268674002106016X. – Текст : непосредственный // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. – 2021. – Т. 501, № 1. – С. 63–67.Veliev, E. I., Ganiev, R. F., Korneev, A. S., & Ukrainsky, L. E. (2021). Hydrodynamic generators of oscillations: a new type of device for periodic impacts. Doklady Physics, 66(12), pp. 353-357. (In Russian). DOI: 10.31857/S268674002106016XГаниев, О. Р. Процессы, технология и техника волновой очистки призабойной зоны пласта / О. Р. Ганиев, Н. А. Шамов, Н. С. Завалишин. – DOI 10.31857/S0235711922040083. – Текст : непосредственный // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2022. – № 4. – С. 70–80.Ganiev, O. R., Shamov, N. A., & Zavalishin, N. S. (2022). Protsessy, tekhnologiya i tekhnika volnovoy ochistki prizaboynoy zony plasta. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, (4), pp. 70-80. (In Russian). DOI: 10.31857/S0235711922040083An Effective Accelerated Pulsing Injection Method for Restoring Injectivity in Waterflood Fields with Selective Injection Systems with Side-Pocket Mandrels and Control Flow Valves / J. C. Escobar-Remolina, W. Barrios-Ortiz, J. Mantilla-Villamizar [et al.] // SPE Western Regional Meeting. – SPE, 2014. – P. SPE-169544-MS. – DOI: 10.2118/169544-MSEscobar-Remolina, J. C., Barrios-Ortiz, W., Mantilla-Villamizar, J., Vargas-Medina, J. A., Sanabria-Gomez, L., Davidson, B. C., ... & Wegmann-Sanchez, J. M. (2014). An Effective Accelerated Pulsing Injection Method for Restoring Injectivity in Waterflood Fields with Selective Injection Systems with Side-Pocket Mandrels and Control Flow Valves. In SPE Western Regional Meeting, pp. SPE-169544. DOI: 10.2118/169544-MSАпасов, Т. К. Комплексный метод интенсификации добычи нефти волновыми полями. / Т. К. Апасов, Н. В. Шаталова, А. В. Шаталов. – Текст : непосредственный // Интегрированное научное сопровождение нефтегазовых активов: опыт, инновации, перспективы: сборник докладов III международной научно-практической конференции. Сыктывкар, 20–22 октября 2021 года. – Сыктывкар : Коми республиканская типография, 2021. – С. 245–250.Apasov, T. K., Shatalova, N. V. & Shatalov, A. V. (2021). Kompleksnyy metod intensifikatsii dobychi nefti volnovymi polyami. Integrirovannoe nauchnoe soprovozhdenie neftegazovykh aktivov: opyt, innovatsii, perspektivy: sbornik dokladov III mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Syktyvkar, 20–22 oktyabrya 2021 goda. – Syktyvkar, Komi respublikanskaya tipografiya Publ., pp. 245-250. (In Russian).Апасов, Т. К. Обоснование эффективности виброволновой технологии воздействия на призабойную зону пласта. / Т. К. Апасов, Н. В. Шаталова, А. В. Шаталов. – DOI 10.33285/0132-2222-2020-9(566)-44-49. – Текст : непосредственный // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2020. – № 9 (566). – С. 44–49.Apasov, T. K., Shatalova, N. V., & Shatalov, A. V. (2020). Substantiation of the efficiency of the vibrowave technology of impact on a bottomhole oil formation zone. Automation, telemechanization and communication in oil industry, (9(566)), pp. 44-49 (In Russian). DOI: 10.33285/0132-2222-2020-9(566)-44-49Шехтман, Ю. М. Фильтрация малоконцентрированных суспензий / Ю. М. Шехтман. – Москва : Издательство Академии наук СССР. – 1961. – 212 с. – Текст : непосредственный.Shekhtman, Yu. M. (1961). Fil'tratsiya malokontsentrirovannykh suspenziy. Moscow, Izdatel'stvo Akademii nauk SSSR Publ., 212 p. (In Russian).Реновационный способ восстановления продуктивности скважин с использованием волновых полей / Н. В. Шаталова, Т. К. Апасов, А. В. Шаталов, Б. В. Григорьев. – DOI 10.31897/PMI.2022.108. – Текст : непосредственный // Записки Горного института. – 2020. – Т. 258. – С. 986–997.Shatalova, N. V., Apasov, T. K., Shatalov, A. V., & Grigoriev, B. V. (2022). Renovation method of restoring well productivity using wavefields. Journal of Mining Institute, (258), pp. 986-997. (In Russian). DOI: 10.31897/PMI.2022.108Зайцев, М. В. Влияние эффектов поражения пласта на немонотонную зависимость дебита скважины от депрессии / М. В. Зайцев, Н. Н. Михайлов – DOI 10.24887/0028-2448-2017-9-90-94. – Текст : непосредственный // Нефтепромысловое дело. – 2016. – № 6. – С. 7–13.Zaitsev, M. V., & Mikhailov, N. N. (2016). Impact of formation damage effects on non-monotonic dependence of a well flow-rate on depression. Oilfield engineering, (6), pp. 7-13. (In Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2017-9-90-94Шаталова, Н. В. Инновационное применение вибраций в технологии повышения продуктивности нефтяных скважин / Н. В. Шаталова, Т. К. Апасов. – Текст : непосредственный // Материалы Международной научно-практической конференции им. Д. И. Менделеева, посвященной 15-летию Института промышленных технологий и инжиниринга: сборник статей конференции. В 3-х томах. – Тюмень : ТИУ, 2024. – С. 160–162.Shatalova, N. V. & Apasov, T. K. (2024). Innovatsionnoe primenenie vibratsiy v tekhnologii povysheniya produktivnosti neftyanykh skvazhin. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii im. D. I. Mendeleeva, posvyashшаталова 2chennoy 15-letiyu Instituta promyshlennykh tekhnologiy i inzhiniringa: sbornik statey konferentsii. V 3-kh tomakh. – Tyumen, TIU Publ., pp. 160-162. (In Russian).Каханер, Д. Численные методы и программное обеспечение / Д. Каханер, К. Моулер, С. Нэш ; пер с англ. под ред. Х. Д. Икрамова, 2-е изд. – Москва : Мир, 2001. – 575 с. – Текст : непосредственный.Kahaner, D., Moler, C., & Nash, S. (1989). Numerical methods and software. Prentice-Hall, Inc. United States, p. 495. (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.