15. Явления адсорбции в пластах-коллекторах при процессах нефтеизвлечения.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов различных групп и всевозможных примесей. В жидкостях-растворах подобного рода поверхностные явления еще более усложняются и проявляются в определенных термобарических условиях явления адсорбции.

В растворах присутствуют поверхностно-активные вещества (ПАВ) – органические вещества, молекулы которых ассиметрично построены из полярной и неполярной групп. Молекулы ПАВ характеризуются способностью ориентироваться, адсорбируясь на разделе двух фаз, понижая поверхностное натяжение .

ПАВ в различных количествах могут содержаться в нефти и пластовых водах. Количественные соотношения между адсорбцией, поверхностным натяжением и концентрацией ПАВ устанавливаются по уравнению Гиббса (1 гиббс = 1 МН м²/Кмоль).

Для установления поверхностной активности нефти и ее полярных компонентов измеряют в различных растворителях и строят изотермы зависимости ,

где С – концентрация. Эта зависимость имеет вид кривой убывания с ростом С.

16. Влияние газа и вязкости жидкости на рабочие характеристики эцн.

При подборе УЭЦН к скважине руководствуются паспортной характеристикой насоса – зависимостями напора Н, потребляемой мощности N и коэффициента полезного действия η от подачи Q насоса. Вероятная характеристика работы насоса в конкретной скважине может отличаться от паспортной вследствие качества изготовления насоса, отличия вязкости откачиваемой жидкости от вязкости воды и наличия в продукции скважины свободного газа.

Свободный газ, поступающий вместе с жидкостью в ЭЦН, существенно ухудшает его рабочие характеристики. Присутствие эмульгированного газа увеличивает объем смеси, проходящей через первые рабочие ступени насоса, и забирает часть энергии, подводимой к валу насоса, на сжатие газовых пузырьков и их полное растворение в нефти.

Многочисленные исследования работы насоса на газожидкостных смесях показали ухудшение их рабочих характеристик. Установлено, что при 0 < β < 5-7 % H(Q) характеристика практически не изменяется. При увеличении β, H(Q) и η(Q) характеристики смещаются влево, при этом к.п.д. сильно уменьшается. Для улучшения работы ПЭЦН при откачке газированной жидкости П.Д.Ляпковым был предложен специальный газовый центробежный сепаратор, устанавливаемый на валу насоса перед первой его ступенью. Газ, как более легкий компонент, концентрируется в центральной части сепаратора, откуда отводится по специальным каналам в межтрубное пространство. Жидкость, как более тяжелый компонент, концентрируется на периферии сепаратора и по каналам направляется к первой рабочей ступени насоса.

Другим способом улучшения рабочих характеристик ПЭЦН при работе их на газированной жидкости является установка рабочих колес повышенной производительности вместо нескольких первых рабочих ступеней насоса.

Работа насоса при откачке вязкой жидкости также сопровождается ухудшением его рабочих характеристик. Разработаны методы пересчета рабочих характеристик центробежных насосов для перекачки вязких жидкостей. Эти методы основаны на обобщении результатов практических испытаний насосов на жидкостях различной вязкости и определения поправочных коэффициентов к величинам H, Q и η в зависимости от числа Re.