46. Вытеснение нефти из пластов водными растворами пав

Закачка в пласт водных растворов ПАВ яв-ся самым простым МУНП. Метод улучшает вытесняющие свойства воды благодаря снижению межфазного натяжения между водой и нефтью и поверхностного натяжения на разделе жидкость - твёрдое тело.

Молекула воды несимметрична относительно расположения ионов водорода и кислорода, и поэтому является дипольной. Её концы обладают зарядами: отрицательными (где находятся заряды О₂) и положительными (где находятся заряды Н₂).

Кроме электрически нейтральных молекул, в воде имеются ионы Н⁺ и ОН^-. Концентрация свободных ионов в чистой воде и нейтральных растворах равны 10^-7 моль/л. Водородный показатель –lg[H^-7] = pH. При pH <7 среда является кислотной, >7 – щелочной, а равном 7 – нейтральной.

Выделяют 2 класса ПАВ:

4. низкомолекулярные (сульфанол, ОП-10);

5. высокомолекулярные (КМЦ, ПАА).

По химическим свойствам ПАВ делятся на:

1. анионоактивные (при растворении в воде распадаются на 2 иона. Носителем поверхностно активных свойств является положи­тельно заряженный анион (сульфанол, КМЦ));

2. катионоактивные (в них поверхностной активностью обладает отрицательно заряженный катион);

3. неионогенные (у них молекулы сами являются поверхностно-активными (ОП-10)).

Маленькие шпорки

6. Закачка растворителей в пласт

Причины неполного вытеснения нефти водой:

1. Н и В не смешиваются, между ними образуется поверхность раздела;

2. гидрофобизация пород из-за адсорбции тяжёлых компонентов нефти;

3. различные вязкости Н и В.

Идеальным вытесняющим агентом является жидкость или газ, которая смешивается с нефтью растворяется в ней с образованием однофазной жидкости. При этом происходит полное вытеснение нефти из охваченных процессом участков пласта, т.е. К_выт стре­мится к 100%.

К растворителям относятся:

1. УВдные растворители (пропан-бутановые фракции, которые при P > 0,4 МПа и нормальных t-рах нах-ся в жидком сост.);

2. сухой УВ-газ с содержанием метана > 90% (вытеснение газом высокого давления; смачиваемость происходит при больших давлениях: 25–40 МПа);

3. жирный УВ-газ с содержанием метана < 90% (вытеснение обогащённым газов; смачиваемость происходит при меньших давлениях);

4. СО₂.

Жидкие растворители закачиваются в виде оторочки, которая проталкивается сухим или жирным газом. На этапе закачки растворителя, в пласте образуется 3 зоны: растворителя, смешива­ния и нефти.

Смешивание растворителя происходит:

1. за счёт конвективного перемешивания частиц растворителя и нефти;

2. за счёт диффузионного проникновения молекул растворителя в нефть.

Уравнение распределения концентрации растворителя линей­ном пласте:

где: С – концентрация растворителя в смеси;

D – коэф-т диффузии;

V – скорость закачки.

Особенно выгодно данный метод применять для разработки слабопроницаемых нефтяных пластов.

Закачку растворов ПАВ у нас начали приблизительно с 50-х годов (БашНИПИнефть, ТатНИПИнефть и др.). По данным исследований БашНИПИнефти, оптимальная массовая концентра­ция ПАВ в воде составляет 0,05–0,1%. При этом натяжение смачивания уменьшается в 8–10 раз. При применении технологии в качестве первичного метода в песчаных коллекторах прирост КИН может составлять 2–5%, а при применении на поздней стадии – 2,5-3%.

Разновидности технологии:

• долговременная закачка с КНС больших объёмов растворов ПАВ низкой концентрации (0,05%);

• разовая закачка малых объёмов растворов высокой концентра­ции (5–10%) в отдельные нагнетательные скважины (объём оторочки: 0,005–0,01 V_пор).

Более эффективна разовая технология. Разработку заводнённых пластов более эффективно вести с применением малорастворимых неионогенных ПАВ. При этом:

• на фронте вытеснения формируется микроэмульсионная отороч­ка с низким содержанием нефти;

• вязкость эмульсии близка к вязкости нефти;

• увеличиваются К_выт и К_охв.

Положительные характеристики метода

• при ОПЗ улучшается приёмистость нагн. скв., что важно для слабопроницаемых пластов;

• снижение набухаемости глин в 1,1–2 раза;

• повышается фазовая проницаемость воды;

• уменьшается коррозия водоводов, НКТ.

Возможности метода

• для ОПЗ нагн. скв;

• применение ПАВ в виде композиции с др. хим реагентами (щелочами, ПАА и др.).

Недостатки метода

• незначительное увеличение КИН;

• загрязнение окр. среды из-за слабой биоразлагаемости ПАВ;

• высокая чувствительность к минерализации воды (происходит деструкция ПАВ);

• высокая степень адсорбции ПАВ на поверхности пор.

Из-за этого фронт движения раствора ПАВ отстаёт от фронта воды в 10–20 раз.