- •Глава 1 основные элементы и определения наноматериалов и нанотехнологий
- •1.1.Свойства нанокристаллических материалов
- •1.2. Нанокристаллические порошки и их прочностные свойства
- •1.3. Нанотехнологии и влияние на них характеристик и свойств наночастиц
- •1.4. Технология разработки наноматериалов
- •1.5. Коэффициент извлечения нефти при различных технологиях разработки нефтяных месторождений и проблемы рационального нефтеизвлечения
- •1.6. Формирование нанонауки
- •1.7. Наноматериалы и нанотехнологии, используемые в горной промышленности
- •Глава 2 нанотехнологии для добычи нефти и газа
- •2.1. Углеводороды как объект нанотехнологий
- •Гидрофобная наножидкость для скважинных операций
- •2.3. Применение нанотехнологий для регулирования биологического состава с целью снижения коррозионных поражений эксплуатационных труб
- •2.4. Применение нанореагентов для регулирования образования асфальто-смолисто-парафиновых отложений в скважинах
- •2.5. Изменение наноявлений на контакте вода- газ при утилизации низконапорного газа из газовых залежей и попутного нефтяного газа
- •2.6. Применение инновационных нанотехнологий на нефтяных месторождениях Азербайджана
- •Глава 3 прикладная физико-химия наносистем и наноявления в нефтегазовых пластах
- •3.1. Изменения упругоемкости пласта, взаимовлияние механических напряжений и физико-химических наноявлений на контакте жидкости с породой при вытеснении нефти
- •3.2. Добавки в воду, регулирующие наноявления ионнообмена при вытеснении нефти
- •3.3. Фазовые равновесия многолетнее мерзлых пород и гидратов метана при изменении термобарических условий
- •Глава 4 классификация нанотехнологий в добыче нефти и газа
- •4.1. Мероприятия воздействия на нефтяные пласты
- •4.2. Нанотехнологии в добыче нефти и газа
- •4.3. Совершенствование нефтегазовых нанотехнологий
- •4.4. Наноразмерный подход для исследования реагентов и технологий регулирования состояний газогидратов
- •Глава 5 влияние наноструктур нефти на приток в скважину
- •5.1. Развитие термических технологий для добычи высоковязкой нефти
- •5.2. Реагентное снижение вязкости нефти (уменьшение длины асфальтеновых нанореагентов)
- •Глава 6 механизм перемещения нефти в пласте и молекулярно-поверхностные процессы (нанопроцессы)
- •6.1. Влияние наноразмера пор (проницаемости) на коэффициент извлечения нефти
- •6.2. Технология повышения кин для низкопроницаемых пластов с учетом наноявлений
- •6.3. Особенности гистерезисных эффектов в нефтегазовых пластах
- •6.4. Влияние пластовых и электрически заряженных компонентов на динамику перемещения нефти
- •6.5. Особенности наноразмерного механизма регулирования взаимодействия глинистого материала и флюидов в пластовых условиях
- •6.6. Применение термонеустойчивых химреагентов при закачке в пласт водных растворов с поверхности
- •Глава 7
- •Влияние наноявлений смачиваемости
- •На характер вытеснения нефти
- •Из нефтегазовых пластов
- •7.1. Применение пенной нанотехнологии на нефтяных месторождениях для повышения кин
- •7.2. Применение пенной нанотехнологии на газовых месторождениях
- •Глава 8 необходимость учета наноявлений для мониторинга разработки нефтяных залежей. Будущие нефтегазовые нанотехнологии
- •8.1. Влияние наноявлений в системе «нефть- газ- вода- порода» на кин
- •8.2. Необходимость наноочистки закачиваемой воды для повышения кин
- •8.3. Будущие нефтегазовые нанотехнологии
- •Заключение
- •Литература
2.6. Применение инновационных нанотехнологий на нефтяных месторождениях Азербайджана
Используемые в настоящее время технологии принудительной добычи нефти (компрессорная, глубинные насосы), а также методы повышения продуктивности скважин (водонагнетательный, ГРП, химическая и термическая обработка забоев и другие) позволяют извлекать в среднем лишь до 40% сырья, находящегося в антиклинальных ловушках.
В Бакинском государственном университете экспериментальным путем удалось получить наноструктуры алюминия, железа и магния. Была поставлена серия экспериментов по созданию жидких нанокомпозиционных материалов (ЖНМ), проведен цикл внедренческих работ на экспериментальных скважинах на ряде месторождений Гум- Адасы и Мелководные Гюнешли, на промыслах Сураханов, в НГДУ «Апшероннефть». Исследования осуществлялись в скважинах, где для принудительной добычи нефти использовались газлифтный и эрлифтный методы, а также штанговые глубинные насосы-качалки.
72 нефтяные скважины стали «участницами» проекта. Но их число со временем будет расти. Сначала каждая скважина была детально изучена: расчет суточного дебита, обводненности. Затем в пласт закачивалась ЖНМ, и параллельно замеряли показатели.
ГНКАР является производителем ЖНМ и основоположником метода, основанного на использовании наноструктур алюминия, не имеющего аналогов в мире. Состав ЖНМ - ноу-хау Азербайджана.
При закачке ЖНМ был получен ряд новейших эффектов:
1) После закачивания ЖНМ в пласт в нем происходит локальная химическая реакция с выделением углекислого газа. В результате появляется дополнительная энергия, за счет которой смесь поднимается на поверхность. Благодаря этому эффекту в течение трех месяцев на 48 скважинах было получено 676 т нефти.
2) ЖНМ обладают деэмульсионными свойствами, поэтому при использовании нанотехнологии на 20-25% уменьшилась водонасыщенность извлекаемой из скважин эмульсии нефть- вода. Благодаря ЖНМ на внутренней поверхности буровых труб из крупных пузырьков газа образуются мелкие.
3) Энергоемкость снижается на 30%.
4) Проявляется антикоррозионный эффект
5) Увеличивается проницаемость пластов. Таким образом, применение нанотехнологии позволяет рассасывать пробки в призабойной зоне пласта, эффект применения нефтедобычи промысловой нанотехнологии можно назвать синергетическим (самоорганизующимся).
Нефтедобывающие предприятия сейчас эксплуатируют в общей сложности 7225 скважин, из которых 60% имеют суточный дебит 0,3-2,5 т. А более чем в 50% скважин, эксплуатирующихся десятки лет, пластовое давление в настоящее время близко к нулю. Т.о., система пласт-скважина перешла из неравновесного состояния, обеспечивающего поднятия сырья на поверхность, в равновесное.
При этом 1$ вложенный в нанотехнологию, дает в настоящее время прибыль более чем 40$ - это только от увеличения объемов нефтедобычи, т.е. без учета сокращения расхода энергии.
Глава 3 прикладная физико-химия наносистем и наноявления в нефтегазовых пластах
Основным методом разработки нефтяных месторождений является заводнение. Возникающие при этом явления смачивания на контакте водный раствор - нефть определяются зарядовыми взаимодействиями и имеют наноразмерный масштаб. А углеводородные системы (нефть, конденсат, природный газ) сами по себе являются наносистемами. Наносистемы образуются и при конденсации и диспергации исходных тел.
Что касается воды, то основные свойства воды определяются на молекулярном уровне (наноуровне). Было также установлено, что у воды на наноуровне есть память.
Большинство природных и техногенных наносистем находится вдали от равновесия, и их состояние непрерывно изменяется по мере движения к равновесию. После возникновения наночастиц система оказывается удаленной от равновесия, что изменяет основные свойства системы. Появившаяся для описания этих эволюции прикладная физико-химия наносистем посвящена разработке методов предсказания эволюции конкретных наносистем в условиях их использования, созданию теоретических основ применения наносистем в технике и технологиях, а также поиску оптимальных способов эксплуатации, разработке теоретических моделей образования и миграции наночастиц в окружающей среде и методам очистки природных вод.
Традиционная физико-химическая механика, должна быть развита для УДС с учетом неравновесности УДС. Одно из центральных положений неравновесной термодинамики состоит в том, что при больших отклонениях от равновесия эволюция УДС завершается образованием самоорганизованных диссипативных структур. К самоорганизованным наноструктурам, например, относятся прямые и обратные мицеллы ПАВ. При диффузии концентрированного раствора соли через гель, содержащий другой электролит с более низкой концентрацией, можно получить труднорастворимый осадок. Возникающие сомоорганизующиеся наноструктуры могут иметь масштаб от наноуровня до макроуровня.