9.22. Обработка призабойной зоны пласта поверхностно-активными веществами

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — это вещества, снижа­ющие поверхностное натяжение на жидкой и твердой поверхности раздела фаз (или на поверхности разделов двух жидкостей, напри­мер, нефть — вода) вследствие адсорбции этих веществ.

Концентрация ПАВ в поверхностном слое в десятки тысяч раз превышает его концентрацию в объеме раствора. Благодаря этому процессами, происходящими на границе раздела фаз, можно управ­лять при ничтожно малых концентрациях ПАВ в растворе.

ПАВ широко используют для обработки призабойной зоны с це­лью: ускорения освоения нефтяных и газовых скважин; предотвра­щения отрицательного влияния воды и других промывочных жид­костей на физико-химические свойства пород продуктивного пла­ста при ремонтных работах; повышения производительности нефтя­ных и газовых и приемистости нагнетательных скважин; повышения эффективности соляно-кислотных обработок скважин; селективной изоляции притоков пластовых вод.

Для обработки призабойной зоны ПАВ применяют в виде водно­го раствора или в смеси с нефтью.

Механизм действия ПАВ в пористой среде, если в ней содержат­ся нефть и вода, состоит в следующем. Вследствие снижения по­верхностного натяжения на границе раздела фаз размер капель воды в среде нефти (в пористом пространстве) уменьшается в несколько раз, при этом мелкие капли воды вытесняются из пласта в скважи­ну значительно быстрее и с меньшей затратой внешней энергии, чем крупные. Следовательно, со снижением межфазного натяжения на границе нефть — вода увеличиваются скорость и полнота вытесне­ния воды нефтью из призабойной зоны.

Кроме того, некоторые ПАВ способствуют также и гидрофоби- зации поверхности поровых каналов в породе, т.е. ухудшают их спо­собность смачиваться водой: во время гидрофобизации частицы по­роды избирательно лучше смачиваются нефтью, чем водой. При этом нефть легко расплывается на поверхности поровых каналов, вытес­няя из них пленочную воду. Отрываясь от твердой поверхности, пле­ночная вода превращается в мелкие капельки, уносимые в после­дующем фильтрационным потоком нефти из призабойной зоны в скважину.

В результате обработки призабойной зоны пласта раствором ПАВ проницаемость породы для нефти увеличивается, а для воды уменьшается, то есть дебит скважин по нефти увеличивается, а по воде уменьшается.

ПАВ - это органические вещества, получаемые обычно из угле­водородов, а также спирты, фенолы, жирные кислоты, и их щелоч­ные соли — мыла и синтетические жирозаменители, моющие ве­щества. По составу и химическим свойствам все ПАВ делятся на ионогенные (сульфонатриевые соли, азолят, сульфонол, катапин, ДС-РАС и другие) и неионогенные (оксиэтилированные препараты ОП-4, ОП-7, ОП-Ю), продукты конденсации фракций угольных фе­нолов с окисью этилена КАУФЭ-14, УЭФ-8и др.

В нефтяной промышленности наиболее широко используют не­ионогенные ПАВ, которые получают соединением органических кислот, спиртов, амино- и амидокислот с окисью этилена или про­пилена. Эти ПАВ, применяемые в качестве деэмульгаторов, значи­тельно эффективнее по сравнению с ионогенными веществами.

Преимущество использования неионогенных ПАВ в качестве понизителей поверхностного натяжения на границе фаз при различ­ных видах обработок призабойной зоны заключается в том, что они полностью растворяются в пластовых водах, не давая никакого осад­ка, что нельзя сказать о большинстве анионо- и катионоактивных веществ. Благодаря этому качеству неионогенные ПАВ применяют также во время заводнения пластов.

Технология обработки призабойной зоны пласта растворами ПАВ аналогична технологии солянокислотной обработки: в сква­жину по насосно-компрессорным трубам закачивают раствор ПАВ и продавливают их в пласт с водой или нефтью. Радиус зоны обра­ботки принимают от 0,5 до 2 м в зависимости от толщины пласта, свойств пород и типа ПАВ. Исходя из этого, объем раствора исчисля­ют из расчета от 0,8 до 2 м³ на 1 м толщины обрабатываемого интер­вала. Концентрацию рабочего раствора ПАВ принимают от 0,5 до 5%.

После продавки ПАВ через 2—3 сут скважину осваивают и вво­дят в эксплуатацию.