ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В НЕФТЕОТДАЧЕ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Григорьева Л.В.,Кацуба Ю.Н.

Санкт-Петербургский горный университет


Номер: 7-1
Год: 2016
Страницы: 23-25
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

полимеры, поверхностно-активные вещества, остаточная нефть, щелочное заводнение, смачиваемость, экономическая эффективность, polymers, surfactants, residual oil, alkaline flooding, wettability, economic efficiency

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье анализируются методы повышения нефтеотдачи пласта с участием химических веществ (полимеры, поверхностно-активные вещества, щелочь) для двух типов остаточной нефти с учетом их образования в пласте. Отмечено, что увеличения степени вытеснения нефти можно достичь увеличив степень охвата неоднородного пласта заводнением; уменьшив количество остаточной нефти в граничных слоях на поверхности коллектора; вытеснив капиллярно защемленную нефть составами с низкими межфазными натяжениями. Оказывая влияние на вышеперечисленные факторы химическими реагентами, удается добиться дополнительного извлечения нефти, учитывая и вопрос экономической эффективности нефтедобычи химическими методами.

Текст научной статьи

Химические методы повышения нефтеотдачи это перспективное направление в процессах разработки нефтяных месторождений, они предназначаются для нефтей малой и средней вязкости, все их принято делить по характеру применяемого реагента на следующие группы: полимеры; поверхностно-активные вещества; щелочное заводнение; комбинированные методы с использованием комплекса реагентов. Количество нефти, оставшейся в пласте после вытеснения водой, зависит от литологии и неоднородности коллектора, химического состава и свойств флюидов, температуры и т.д. В результате применения заводнения в пласте образуется два типа остаточной нефти. Первый тип остаточной нефти содержится в промытых водой зонах продуктивного пласта и имеет большее содержание тяжелых компонентов, чем исходная нефть. Образование второго типа остаточной нефти связано с неравномерным вытеснением нефти из неоднородного коллектора, что приводит к образованию целиков нефти в плохо дренированных, застойных зонах, линзах и пропластках с ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами. По своему составу и свойствам остаточная нефть второго типа мало отличается от исходной нефти месторождения. Тип смачиваемости породы коллектора в значительной степени определяет свойства и строение слоев остаточной нефти первого типа. В случае гидрофильной породы вода смачивает поверхность коллектора и вытесняет нефть в поры крупного и среднего размера, действие капиллярных сил в данном случае способствует более полному вытеснению нефти. В результате заводнения в гидрофильной пористой среде остается 20-45 % исходной нефти, которая представляет собой рассеянные капельки нефти, блокированные в порах пласта. В гидрофобных коллекторах смачивающей жидкостью является нефть, поэтому вода вытесняет нефть только из крупных и средних пор. В мелких порах нефть удерживается капиллярными силами, что является основной причиной низкой степени извлечения нефти из гидрофобных пластов. Таким образом, в гидрофобных коллекторах остаточная нефть содержится в виде пленки на поверхности и в малых порах. Большинство минералов, образующих нефтяные пласты, являются гидрофильным. Максимальную гидрофильность имеют глины гидрослюдового состава и кварц. Минимальной гидрофильностью обладают известняки, доломиты и полевые шпаты. Значительная часть коллекторов нефтяных месторождений обладает промежуточной смачиваемостью, содержит гидрофильные и гидрофобные участки [3, 21]. Поэтому в месторождениях после заводнения может содержаться остаточная нефть в виде защемленных капель и пленочная нефть. На структуру, свойства и количество остаточной нефти первого типа оказывают влияние также вязкость нефти, содержание в ней высокомолекулярных компонентов - смол, асфальтенов, кислот, соединений, обладающих поверхностно-активными свойствами. В результате физической и химической сорбции нефти и воды на поверхности коллектора происходит образование граничных слоев, вязкость которых значительно превышает вязкость жидкости в свободном объеме. Взаимодействие поверхностно-активных компонентов нефти с горной породой приводит к увеличению степени её гидрофобности, увеличению доли и повышению структурно-механических свойств пленки остаточной нефти. Образование второго типа остаточной нефти связано с неравномерным вытеснением нефти из неоднородного нефтяного пласта. Увеличение степени неоднородности нефтяного коллектора способствует уменьшению охвата пласта заводнением, приводит к прорыву закачиваемых вод по высокопроницаемым пластам и каналам, к росту количества остаточной нефти данного типа в пласте. Увеличение вязкости нефти и наличие у нефти неньютоновских свойств также способствуют неравномерному вытеснению нефти из пласта при заводнении. Таким образом, увеличения степени вытеснения нефти можно достичь увеличив степень охвата неоднородного пласта заводнением; либо уменьшив количество остаточной нефти в граничных слоях на поверхности коллектора; и наконец, вытеснив капиллярно защемленную нефть составами с низкими межфазными натяжениями. Для увеличения степени охвата пластов заводнением применяются технологии, которые регулируют вязкость вытесняющего флюида и проницаемость неоднородного пласта с помощью полимерного воздействия, вязкоупругих дисперсных композиций, геле- и осадкообразующих технологий. Уменьшить количество нефти в граничных слоях возможно путем применения реагентов, улучшающих смачиваемость породы вытесняющей водой. Подавить капиллярные силы, удерживающие остаточную нефть, возможно при использовании поверхностно-активных веществ и композиций на их основе. Закачка полимерных композиций в нефтяные пласты позволяет уменьшить соотношение вязкостей вытесняющего агента воды и нефти, а выровнять неоднородности фильтрационно-емкостных свойств пористой среды. Полимерное заводнение применяется уже более сорока лет [1,56], однако имеются и ограничивающие факторы полимерного заводнения: высокая стоимость химических реагентов; непроизводственные потери реагентов в породе из-за адсорбции, реакций с солями; потеря приемистости; гравитационное расслоение; недостаточный контроль за продвижением фронта вытеснения и т.п. Использование поверхностно-активных веществ позволяет повысить нефтевытесняющие свойства воды и активировать капиллярные и диффузионные процессы вытеснения за счет снижения межфазного натяжения нефти на контакте с закачиваемой водой и уменьшения краевых углов смачивания, что способствует отмыву пленочной нефти, гидрофилизации породы, снижению набухаемости глинистых минералов, ускорению капиллярной пропитки, увеличению фазовой проницаемости для нефти. В настоящее время заводнение с оторочками поверхносто-активных веществ практически не применяется по причинам проблемы обработки и утилизации, адсорбции ПАВ на поверхности породы, высокой стоимости реагентов, образования стойких эмульсий, значительного разбавления оторочки, а используется комбинированное ПАВ-полимерное воздействие. На месторождениях с кислыми нефтями, содержащими нафтеновые кислоты, осуществляется щелочное заводнение, щелочь адсорбируясь на поверхности породы, изменяет ее смачиваемость и способствует солюбилизации нефти, увеличению капиллярного числа, однако наиболее применяемым в последние годы является комбинированный метод щелочно-ПАВ-полимерного воздействия [2,47], цель которого состоит в уменьшении остаточной нефтенасыщенности разрабатываемого пласта, но основным ограничивающим фактором является высокая стоимость ПАВ. Использование химических реагентов позволяет добиться дополнительного извлечения нефти, учитывая и вопрос экономической эффективности нефтедобычи химическими методами.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.