Шагапов В.Ш., Галиакбарова Э.В., Хакимова З.Р. «К теории акустического зондирования гидроразрывных трещин, перпендикулярных скважине» Инженерно-физический журнал, 94, № 5, с. 1185-1195 (2021)

Рассмотрена возможность исследования коллекторских свойств гидроразрывных трещин с помощью акустического "телевизора", представляющего собой цилиндрический зонд длиной несколько метров и снабженный генератором импульсного сигнала и датчиками давления. Полагается, что импульсный сигнал создается в жидкости, находящейся в зазоре между корпусом зонда и открытой стенкой скважины. Эволюция сигнала, записываемая с помощью датчиков давления в виде затухания его амплитуды и появления отраженных всплесков давления, позволяет оценить состояние призабойной зоны, наличия и качества гидроразрывных трещин. Принято, что созданные гидроразрывом трещины перпендикулярны к скважине. Скважина и окружающий ее пласт заполнены одной и той же акустически сжимаемой жидкостью. Принята математическая модель, согласно которой длина волны акустического сигнала меньше длины зонда, но больше величины зазора между корпусом зонда и скважиной. Кроме того, при распространении волны по зазору влияние вязкости проявляется в тонком пограничном слое вблизи стенок зазора. Ширина трещины гидроразрыва значительно меньше длины волны, поэтому она рассматривается как отражающая поверхность. На основе такой модели получены дисперсионные выражения для фазовой скорости и коэффициента затухания при распространении сигнала по зазору, а также для коэффициента отражения и прохождения на отражающей поверхности. Задача решается численно методом быстрого преобразования Фурье. Проведен анализ влияния фильтрационных характеристик трещин, пласта, а также величины зазора на эволюцию гармонических волн и импульсных сигналов в зазоре между корпусом зонда и стенкой скважины. Ключевые слова: скважина, зонд, трещина, гидроразрыв пласта, гармонические волны давления.

Измайлова Г.Р., Ковалева Л.А. «Распределение плотности тепловых источников, возникающих в нефтенасыщенном пласте при поглощении высокочастотных акустических и электромагнитных волн» Инженерно-физический журнал, 94, № 5, с. 1196-1204 (2021)

Исследуется способ нагрева нефтяного пласта с помощью ввода в нефтенасыщенный пласт энергии электромагнитного и акустического полей. Рассматриваются различные варианты: только электромагнитный нагрев, только акустический нагрев, совместный нагрев пласта обоими излучателями. Излучатели располагаются на забое скважины в пределах мощности нефтяного пласта. Вследствие диссипации энергии волн в среде возникают объемные источники тепла, величину которых можно рассчитать, используя теорему Умова–Пойнтинга. Сопоставляются плотности тепловых источников, возникающих в пласте при распространении акустических волн на разных частотах: 6, 16 и 22 кГц, частота электромагнитных волн 13.56 МГц. В работе выводится точное выражение для расчета объемной плотности источников тепла от акустических волн, а также приводятся упрощенные формулы для дальней и ближней зон излучения. Исследуется характер распределения плотности тепловых источников в пласте на разных расстояниях от излучателей. Ключевые слова: трудноизвлекаемые запасы, высокочастотное электромагнитное поле, акустическое поле, объемные источники тепла, нефтенасыщенный пласт, функции Ханкеля

Рудяк В.Я., Третьяков Д.С. «Реологические свойства наножидкостей на основе воды и этиленгликоля с одностенными углеродными нанотрубками» Инженерно-физический журнал, 94, № 5, с. 1235-1244 (2021)

Экспериментально изучены вязкость и реология наножидкостей на основе воды и этиленгликоля с одностенными углеродными нанотрубками и их зависимость от температуры. Массовая концентрация нанотрубок варьировалась от 0.05 до 1%. В качестве дисперсантов использовались поливинилпирролидон и додецилбензолсульфат натрия. Размеры одностенных нанотрубок определялись методом динамического рассеяния света. Предварительное изучение вязкости и реологии базовых жидкостей показало, что они являются ньютоновскими жидкостями. Однако все изученные наножидкости оказались неньютоновскими, причем псевдопластичными. Установлено, что с ростом концентрации нанотрубок в наножидкости ее индекс уменьшается, а параметр консистентности увеличивается. С увеличением температуры наножидкости ее вязкость снижается. Изменение температуры наножидкости оказывает влияние на ее реологию: параметр консистентности наножидкости увеличивается, а ее индекс уменьшается, и это влияние увеличивается с ростом концентрации нанотрубок в наножидкости. Ультразвуковая обработка наножидкости приводит к частичной деградации дисперсантов в ней и к увеличению ее вязкости. Обсуждаются меры по восстановлению свойств наножидкостей, подвергнутых длительному хранению Ключевые слова: наножидкость, одностенные углеродные нанотрубки, вязкость, реология, дисперсанты

Волков К.Н., Емельянов В.Н., Ефремов А.В., Цветков А.И., Чернышов П.С. «Исследование структуры и характеристик нестационарной сверхзвуковой струи, создаваемой газоимпульсным генератором» Инженерно-физический журнал, 94, № 5, с. 1285-1295 (2021)

Выполнены экспериментальное исследование и численное моделирование зарождения и выхода ударной волны из сопла газоимпульсного генератора и формирования нестационарного струйного течения за его срезом применительно к устройствам газоимпульсной очистки поверхностей нагрева. На воздушном стенде проведено экспериментальное изучение структуры нестационарной сверхзвуковой недорасширенной струи при ее истечении в затопленное пространство и при распространении вдоль бокового экрана, моделирующего очищаемую поверхность. Для детального численного исследования ударно-волновой и вихревой структур струи привлекается метод моделирования крупных вихрей. Ключевые слова: газоимпульсная очистка, импульсный генератор, ударная волна, сверхзвуковая недорасширенная струя, вихреразрешающее моделирование