5.9. Воздействие на пласт мицеллярными растворами

Вытеснение нефти мицеллярными растворами, которые характеризуются очень низкими значениями межфазного натяжения на границе с нефтью и водой – обеспечивают высокий эффект при извлечении оставшейся в пласте после обычного заводнения.

Мицеллярные растворы могут применяться и при первичном воздействии на пласт. Метод был разработан и предложен в США с 1962года и был испытан на промыслах.

Состав и свойства мицеллярных растворов

ПАВ характеризуются двумя особенностями- поверхностной активностью и способностью образовывать мицеллы.

Образованию мицеллярных растворов способствуют как ПАВ – реагенты – эмульгаторы, а также стабилизаторы эмульсий и пен. Эти ПАВ называют мицеллообразующими или коллоидными. В результате увеличения концентрации ПАВ в растворителе (вода или углеводороды) обычные вещества выделяются в виде отдельной макрофазы (осадка), то мицеллообразующие ПАВ образуют мицеллы. Размер мицелл составляет 10 ⁴ нм . Смесь, содержащую мицеллы, называют микроэмульсиями – или мицеллярными растворами.

Особенность мицеллярных растворов – растворение, например нефть становится растворимой в мицеллярной системе, обычно нефть не растворяется как в воде, так и в истинном водном растворе ПАВ.

Механизм растворения в мицеллярном растворе – микроскопические капельки нефти смещаются в цент мицелл, образуя разбухшие мицеллы. Вода является внешней фазой. Мицеллы образуются при критическом значении концентрации ПАВ. Свойства мицеллярных растворов зависят от присутствия электролитов и содтергент.

Электролит – хлорид натрия, сульфат аммония – добавляется для изменения вязкости мицеллярного раствора. Содтергент – спирт – для стабилизации и регулирования вязкости.

Свойства мицеллярного раствора – вязкость, плотность, устойчивость.

Устойчивость – приготовленный на поверхности мицеллярный раствор является устойчивой системой.

В процессе его продвижения в пласте в следствии изменения температуры происходит и изменение раствора. Раствор претерпевает изменение, изменяет внешнюю фазу – раствор переходит от прозрачного с внешней углеводородной фазой к слегка мутному с внешней водной фазой. При этом новая система является устойчивым мицеллярным раствором. При содержании в воде солей NaCl>15 г/л, растворы превращаются в водонефтяные эмульсии – т.е. теряют нефтевытесняющие свойства. С увеличением температуры выше 65⁰ С мицеллярные растворы не устойчивы.

Вязкость – мицеллярного раствора зависит от температуры, состава. Изменение вязкости зависит от температуры и наличия воды. Увеличение содержания содтергента – повышение вязкости.

Плотность – растворов зависит от плотности составляющих компонентов. Увеличение % содержания воды – плотность раствора повышается.

5.9.1.Механизм действия мицеллярных растворов

При закачке в пласт происходит вытеснение нефти при смешивающимся и несмешивающемся режиме. Обычно мицеллярный раствор используется в форме оторочек. При заводнении пластов с оторочек мицеллярного раствора происходит увеличение коэффициента вытеснения и охвата. Небольшое межфазное натяжение по поверхности раздела между раствором и вытесняемой нефтью, повышенной вязкостью вытесняющего раствора.

Процесс вытеснения осуществления закачкой какого-либо объема мицеллярного раствора и образования в пласте оторочки, которая проталкивается оторочкой водного раствора полимера, а затем обычной водой.

Полимерный раствор подается как промежуточный рабочий агент, который может подаваться порциями с постепенно понижающейся вязкостью, например от вязкости мицеллярного раствора до вязкости воды.