2.8.3.2. Вытеснение нефти из пластов растворами пав

Молекулярная природа горных пород, слагающих нефтяной пласт, бывает различной: гидрофильной и гидрофобной. В большинстве случаев она может быть неоднородной: частично гидрофильной и частично гидрофобной.

В гидрофильной породе вода на поверхности образует гидратную адсорбционную пленку, а нефть занимает центральную часть поровых каналов. При движении нефти капиллярные силы препятствуют её прохождению через суженные участки поровых каналов, она не может быть извлечена под естественным напором или под влиянием нагнетаемой воды. Чем больше поверхностное натяжение, тем в большей степени капиллярные силы препятствуют извлечению нефти.

Гидрофобная порода удерживает часть нефти на своей поверхности

вследствие адсорбционных сил, образующих граничный слой значительной толщины. Этот нефтяной слой можно удалить водой, нагнетаемой в пласт, при условии, если вода будет лучше смачивать породу, чем нефть.

При закачке воды в нефтяные пласты (процесс заводнения) в них остается 40-60 % начальных запасов нефти. Нефть, остающаяся в пористой среде после вытеснения водой (остаточная нефть), удерживается капиллярными силами, величина которых пропорциональна поверхностному натяжению на границе раздела воды и нефти. Добавление к вытесняющей

нефть воде водорастворимых ПАВ, уменьшающих , приводит к уменьшению величины капиллярных сил. При этом одновременно разрушается граничный адсорбционный слой нефти, улучшается смачиваемость пород водой, что улучшает условие проникновения воды в поры пласта. В результате увеличивается охват нефти водой, а, следовательно, и нефтеотдача. Для заводнения используют в основном неионогенные ПАВ, реже анионные. Лабораторные исследования показывают, что при вытеснении нефти растворами ПАВ нефтеотдача может быть выше на 15-16 %, чем при использовании обычных вод. В настоящее время ведутся промышленные опыты по нагнетанию растворов ПАВ/ Однако применять ПАВ в промышленности для улучшения нефтеотмывающих свойств вод затруднительно вследствие адсорбции их огромной поверхностью пород, неоднородности пород, в результате чего смачиваемость на некоторых участках пласта может измениться в сторону гидрофобизации, а нефтеотдача, наоборот, может быть уменьшена. Существенное влияние при этом оказывает многие факторы: состав ПАВ нефти и подземных вод, состав воды, применяемой для заводнения, свойства синтетического ПАВ, природа породы, размер и форма поровых каналов. Все это также затрудняет промышленное использование ПАВ при вытеснении нефти водой.

В настоящее время в процессах заводнения скважин для увеличения нефтеотдачи используют щелочи и серную кислоту. Щелочи, взаимодействуя в пластовых условиях с нефтяными кислотами, образуют мыла, а серная кислота с углеводородами ароматического и парафинового ряда - сульфокислоты и натриевые соли этих кислот. Продукты взаимодействия, обладая сильными поверхностно-активными свойствами, способствуют значительному снижению поверхностного натяжения и улучшают нефтеотмывающие свойства закачиваемой воды.

Поверхностное натяжение на границе, раздела снижается и при закачке в пласт диоксида углерода, что является одним из факторов, способствующих увеличению нефтеотдачи при использовании этого метода.