Во второй половине двадцатого столетия в б. СССР, США, Франции развернулись широкомасштабные исследования влияния физических полей (гравитационных, электрических) на процессы генерации, миграции, аккумуляции и диссипации жидких и газовых углеводородов (ВНИГРИ, ИГиРГИ, ИФЗ АН СССР, ВНИИЯГГ, ВНИИнефть и др.). В работах ВНИГРИ рассматривалось влияние естественных радиационных излучений на поведение карбосферы.

Практически параллельно в этих же институтах проводилось изучение характеристик природных и техногенных (искусственно создаваемых) физических полей, при которых последние оказывали существенное влияние на ускорение процессов фильтрации, конечную величину коэффициента нефтеотдачи. В результате были разработаны эффективные технологии термического, электрического, сейсмоакустического и СВЧ-электромагнитного воздействия на нефтяные пласты. Все эти технологии характеризуются применением относительно малых энергий и использованием нелинейных и нестационарных свойств нефтяного пласта. Неоднократно предпринимались попытки исследования возможного влияния геомагнитного поля Земли и искусственно создаваемых магнитных полей на динамику поведения углеводородных систем в пористых средах.

"Магнитный эффект" по таким параметрам, как выход продуктов реакции, излучение света или проводимость, достигал нескольких десятков процентов, а скорость взаимодействия радикалов между собой – даже нескольких сотен процентов.

Простейшее объяснение этих явлений состоит в следующем. Известно, что электроны являются своего рода квантовыми волчками, т.е. обладают вращательным моментом – спином, для которого характерна определенная сохраняющаяся в пространстве ориентация. Атом и магнитное ядро можно представить квантовыми гироскопами, которые подвергаются сортировке во время химической реакции.

Как всякий трансформатор, живой организм не может отдавать на "выходе" больше энергии, чем получает на "входе". Однако с помощью соответствующей системы можно воздействовать на коэффициент полезного действия трансформатора, качественные и количественные показатели трансформируемого им энергетического потока и даже увеличить мгновенную мощность, если, конечно, имеется соответствующий "аккумулятор". Можно, наконец, совсем "выключить" (т.е. убить) организм подобно тому, как отключает мощную электростанцию крошечное реле на пульте ее управления.

В наших исследованиях изучалось влияние магнитного поля на процесс вытеснения углеводородов из пористой среды. Возникает вопрос, почему из всей гаммы физических полей (магнитное, электрическое и т.д.) предпочтение отдается одному из них. Дело в том, что магнитное поле обладает рядом уникальных свойств, которые выдвигают его на первые позиции. Так, при малой энергетической затрате самого магнитного поля получается эффект, по энергетическим возможностям превышающий ее в кратном размере.

Установлено, что магнитное поле может снижать набухание глинистых частиц среды. Аналогичный эффект можно получить и за счет применения, например, химических реагентов, однако это требует существенных затрат и, кроме того, по воздействию на пласт магнитное поле экологически предпочтительнее. Таким образом, эти особенности являются серьезными предпосылками для создания энерго- и природосберегающих технологий.

Однако эти исследования при всей своей позитивности исключают одно важное обстоятельство, что сама Земля является магнитом, следовательно, необходимо учитывать ее действие на процессы, происходящие как на поверхности, так и в ее недрах. В предлагаемой работе излагаются результаты изучения влияния силы естественного магнитного поля различной пространственной ориентировки на процессы вытеснения углеводородных жидкостей водой. Исследования проводились в металлических колонках, являющихся экраном для магнитного поля Земли.

Известно, что резина – диамагнетик, поэтому лабораторные эксперименты комплексного воздействия магнитного поля Земли проводились также на моделях пласта, помещенных в резиновые трубки.

Напряженность магнитного поля максимальна в направлении с юга на север. В эксперименте с целью изучения действия магнитного поля Земли было проведено вытеснение углеводородных жидкостей водой по четырем направлениям: 1) с юга на север, 2) с севера на юг, 3) с востока на запад, 4) с запада на восток.

Обвязка экспериментальной установки производилась таким образом, чтобы процесс вытеснения во всех шести колонках (две металлические и четыре резиновые) происходил одновременно. Это важное обстоятельство связано с тем, что магнитное поле Земли в течение суток изменяется не только по направлению, но и по силе. Одновременное вытеснение исключает влияние колебания величины магнитного поля Земли.

Максимум напряженности магнитного поля с юга на север способствует более устойчивому вытеснению углеводородной жидкости водой. В этом направлении проявляется преимущественное воздействие магнитного поля на процесс вытеснения с характерным ростом как конечного, так и безводного коэффициентов вытеснения.

Результаты этих исследований показывают, что магнитное поле способствует устойчивому вытеснению углеводородной жидкости, снижению расхода энергии и как следствие снижению затрат.

В то же время можно высказать гипотезу о существенном влиянии геомагнитных полей на миграцию углеводородных систем в процессе формирования нефтяных месторождений. Здесь уместно вспомнить о так называемых тектономагнитных эффектах, связывающих распределение величин компонент тензора упругих (механических) напряжений и компонент напряженности магнитного поля в массивах горных пород.

Изложенная информация может оказать существенное влияние на решение практических задач нефтедобычи, принципы оптимального управления процессом разработки нефтяных месторождений и в первую очередь на систему размещения скважин.

НАПРАВЛЕНИЯХ