- •Передмова
- •1 Нафтогазова механіка як наука, її розвиток та зв'язок з іншими дисциплінами
- •Контрольні запитання
- •2 Стан розвитку нафтогазової галузі та проблеми нафтогазовидобутку
- •2.1 Короткі відомості про земну кору
- •Контрольні запитання
- •3 Природні колектори нафти і газу та їх основні властивості
- •3.1 Гранулометричний склад порід-колекторів
- •Контрольні запитання
- •3.2 Пористість
- •3.2.1 Залежність пористості від кладки зерен, тиску та температури
- •3.3 Неоднорідність колекторських властивостей пласта
- •3.4 Фізико-механічні властивості гірських порід
- •3.5 Теплові властивості гірських порід
- •3.6 Акустичні властивості гірських порід
- •Контрольні запитання
- •3.7 Проникність
- •3.7.1 Абсолютна проникність
- •3.7.2 Проникність тріщинуватих порід
- •3.7.3 Залежність проникності від пористості та розміру пор
- •3.7.4 Фазова (ефективна) проникність
- •3.7.5 Відносна проникність
- •3.8 Питома поверхня гірських порід
- •Контрольні запитання
- •4 Пластові вуглеводні
- •4.1 Склад та фізичні властивості нафт
- •4.1.1 Густина пластової нафти
- •4.1.2 В’язкість пластової нафти
- •4.1.3 Структурно-механічні властивості аномально-в’язких нафт
- •4.1.4 Фотоколориметрія нафти
- •Контрольні запитання
- •4.2 Природний газ. Склад та властивості природного газу
- •4.2.1 Склад та класифікація природних газів
- •4.2.2 Фізико-хімічні властивості вуглеводневих газів
- •4.2.3 Стан та параметри газових сумішей
- •4.2.4 Вміст важких вуглеводнів у суміші
- •Контрольні запитання
- •5 Фазові перетворення вуглеводневих систем
- •5.1 Склад та характеристика рідкої суміші
- •5.2 Газовий конденсат
- •5.3 Газогідрати
- •Контрольні запитання
- •6 Склад та фізико-хімічні властивості пластових вод
- •6.1 Залишкова вода
- •6.2 Підземні води
- •6.3 Основні властивості пластових вод та параметри, що їх характеризують
- •Контрольні запитання
- •7 Молекулярно-поверхневі явища та капілярні процеси
- •Контрольні запитання
- •8 Режими роботи нафтових і газових покладів
- •8.1 Коефіцієнт нафтовилучення та чинники, що на нього впливають
- •8.2 Визначення нафтовилучення промисловими методами
- •8.3 Визначення нафтовилучення за допомогою лабораторних досліджень
- •Контрольні запитання
- •9 Призначення, напрямки розвитку і класифікація методів підвищення нафтовилучення пластів
- •9.1 Фізико-гідродинамічні методи підвищення нафтовилучення
- •9.1.1 Методи збільшення нафтовилучення, пов'язані з системою розробки нафтового покладу
- •9.1.2 Циклічна дія на пласт під час заводнення
- •9.1.3 Зміна напрямків фільтраційних потоків
- •9.1.4 Встановлення оптимальних величин репресії і депресії на пласт
- •9.1.5 Часткове зниження тиску нижче тиску насичення нафти
- •9.2 Фізико-хімічні методи підвищення нафтовилучення пластів
- •9.2.1 Методи для покращення заводнення
- •9.2.1.1 Застосування поверхнево-активних речовин
- •9.2.1.2 Застосування полімерів
- •9.2.1.3 Застосування лугів, кислот, пін, емульсій
- •9.2.2 Методи підвищення нафтовилучення
- •9.2.2.1 Застосування міцелярних розчинів
- •9.2.2.2 Застосування двоокису вуглецю
- •9.3 Газові методи збільшення нафтовилучення пластів
- •9.3.1 Застосування сухого вуглеводневого газу
- •9.3.2 Застосування збагаченого і зрідженого газу
- •9.3.3 Застосування газу високого тиску
- •9.3.4 Застосування інших газів і сумішей
- •9.3.5 Газоводяна дія на пласти
- •9.4 Теплові методи підвищення нафтовилучення пластів
- •9.4.1 Застосування нагрітої води
- •9.4.2 Застосування пари
- •9.4.3 Застосування внутрішньопластового горіння
- •9.5 Критерії застосування методів підвищення нафтовилучення
- •9.6 Ефективність застосування методів підвищення нафтовилучення пластів
- •9.6.1 Оцінка технологічного ефекту
- •9.6.2 Оцінка економічної ефективності впровадження методів підвищення нафтовилучення пластів
- •Контрольні запитання
- •Перелік використаних джерел
9.2.1.3 Застосування лугів, кислот, пін, емульсій
Під терміном „лужне заводнення” розуміють нагнітання в пласт реагентів, розчини яких мають лужну реакцію. Концентрація розчинів, що під час цього використовуються, складає переважно 0,05-5 % та в деяких випадках може досягати 25-30 %. Найбільш сильну лужну реакцію мають розчини їдкого натрію і силікати натрію. Якраз ці продукти і рекомендуються як основні реагенти для підвищення нафтовилучення пластів. Вони обидва активно взаємодіють з кислотними компонентами нафт, іонами жорсткості, що їх містять у собі води (пластова і яка нагнітається), породою колектора. Дослідження останніх років проте віддають перевагу силікату натрію і його суміші з їдким натрієм.
Застосування методу лужної дії ґрунтується на взаємодії лугу з рідинами (пластовими і тими, що нагнітаються) та породою пласта, в результаті якої відбувається зміна поверхневих характеристик системи „нафта-вода-порода”, а, отже, і умов витіснення нафти водою. Основними факторами, що визначають підвищення нафтовіддачі, є зниження міжфазного натягу, емульгування нафти і зміна змочуваності породи. Але все це відбувається завдяки реакції нейтралізації кислотних компонентів нафти з утворенням солей лужних металів, що є поверхнево-активними речовинами (ПАР). Утворення ПАР супроводжується адсорбційно-десорбційними процесами і масопереносом продуктів взаємодії з нафтової фази у водну.
Зниження міжфазного натягу відбувається у вузькому інтервалі концентрацій лугу, який є характерним для кожної нафти.
Найкращі результати дає застосування лужного заводнення на родовищах з високоактивними нафтами (вміст органічних кислот перевищує 2,5 мг КОН/г) та у гідрофобних малоглинистих колекторах.
Метод застосування сірчаної кислоти полягає в нагнітанні у пласт невеликих (≈ 0,15 % порового об’єму) облямівок кислоти у концентрованому вигляді, що проштовхуються через поровий простір пласта звичайною водою. Для цього застосовують технічну кислоту з концентрацією до 96 %.
Кислота вступає в реакцію з пластовою нафтою. При цьому відбувається сульфування ароматичних сполук, які вміщує нафта, і утворення поверхнево-активних сульфокислот, що є розчинними у воді. Розчиняючись у воді, що нагнітається в пласт після сірчаної кислоти, вони зумовлюють зниження міжфазного натягу на границі нафта-вода всього до 3-4 мН/м. А за такого зниження міжфазного натягу не варто очікувати суттєвого зниження залишкової нафтонасиченості.
Паралельно з утворенням сульфокислот тут відбувається утворення кислотного гудрону (в’язкої смолистої маси), який впливає на водопроникність (рухливість води). Цей процес повинен покращити ступінь охоплення пласта заводненням.
Використання під час заводнення пін та емульсій знижує рухливість води, яка витісняє нафту, внаслідок чого змінюється напрямок її потоку. Основний результат нагнітання піни в промите водою пористе середовище полягає у суттєвому зменшенні водопроникності. Тільки в разі використання суміші ПАР, що знижують міжфазний натяг на границі нафта-вода до дуже низьких значень, нагнітання піни в пористе середовище може призвести до збільшення залишкової нафти.
Підвищення нафтовіддачі, завдяки застосуванню емульсій нафти в розчині лугу чи розведеному розчині ПАР, ґрунтується також на досягненні рівномірності просування фронту витіснення шляхом створення підвищеного опору в зонах, де вода, що нагнітається, має найбільшу рухливість.