Физико-химические методы интенсификации добычи нефти

Физико-химические методы интенсификации добычи нефти

1. Кислотные обработки:

соляной кислотой; плавиковой кислотой; серной кислотой; сульфаминовой кислотой и др.

2. Воздействие растворителями

— нефтерастворимыми: (гексановая фракция, толуол, бензол, ШФЛУ и др.)

— водорастворимыми (ацетон, метиловый спирт, тиленгликоль и др.)

3. Обработка ПЗС растворами ПАВ:

— водными растворами (ОП-10, превоцел N-G-12, неонол АФ9-12, карпатол, сульфанол и др.)

— растворами на ув основе (ОП-4, АФ9-4, стеарокс-6, композиции ИХН-6, ИХН-100 и др.)

4. Обработка ПЗС ингибиторами солеотложений, включающих комплексоны, сульфосоединения и этиленгликоль

5. Обработка ПЗС гидрофобизаторами.

Физико-химические методы, применяемые при разработке трудноизвлекаемых запасов

Нагнетание водных рас-ов ПАВ, кислот, щелочей, полимеров приводит к изменению свойств пластовой воды и поверхностей раздела между водой, нефтью и горной породы, к уменьшению относительной подвижности и улучшению нефтеотмывающих свойств воды. Уменьшение относительной подвижности воды и нефти увеличивает охват пласта воздействием и коэффициент вытеснения нефти, улучшает смачиваемость горной породы водой.

Нагнетание водных растворов ПАВ

Молекула ПАВ (2-х полярная молекула) - гидрофильная основная часть, гидрофобный радикал. Такая структура вещества и является причиной поверхностной активности. Для доизвлечения остаточной нефти в некоторых случаях необходимо использовать ПАВ, кот. снижают поверхностное натяжение. (величина пов. натяжения – энергия, которая необходима для образования новой ед. поверхности). в пласте происходят след. процессы:

• смачивание поверхности поровых каналов вытесняющей водой
• уменьшение поверхностного натяжения на границе нефть-вода
• вытеснение нефти с поверхности поровых каналов
• диспергирование нефти потоком воды

Адсорбция – процесс увеличения концентрации молекул на поверхности раздела фаз, который приводит к появлению адсорбционного слоя. (зависит от мин.состава породы, Т – чем выше, тем процесс адсорбции меньше, в статистических условиях процесс выше)

Недостатки:

- адсорбция ПАВ на породе, которая в пористых средах может достигать значительной величины (15-60 кг/м3). Чем выше нефтенасыщенность, тем выше адсорбция ПАВ породой.

- слабая биоразлагаемость искусственных ПАВ и загрязнение окруж.среды

- высокая чувствительность к качеству воды

Перспективы применения метода закачки ПАВ: - эффективность применения метода увеличиваемся с повышением степени неоднородности структуры порового пространства, - увеличивается с повышением степени гидрофобности поверхности, - обработка ПЗ наг.скважин (гидрофобизация), - для разработки плотных глинистых коллекторов (для препятствия набухания ), для разработки слабопроницаемых карбонатных коллекторов.

Нагнетание водного раствора полимера

Это вещество обладает способностью значительно повышать вязкость воды, снижая ее подвижность, что приводит к повышению охвата пласта воздействием. Полимерное заводнение применяется на нефтесодержащих пластах со сравнительно высокой вязкостью нефти и соотношением коэф.подвижности воды и нефти и умеренной неоднородностью. Не используется для разработки залежей нефти с газовыми шапками, трещинным коллектором, высокой проницаемостью и активным напором подошвенных вод. Прирост нефтеотдачи в среднем 3-10%. Размеры оторочки полимера 0,1 -0,4 Vпор.

Соотношения коэф.подвижностей уменьшается , увеличивается коэф.охвата пласта по площади и по мощности. М=λв/λн. Подвижность замедляется, фронт становится более равномерным. λ=k/μ

На изменение св-в воды влияют концентрация полимера:

Параметры, характеризующие полимерное заводнение:

1.       соотношение подвижностей М=λв/λн

2.       кажущаяся вязкость μ*=τ (касательное напряжение сдвига)/γ (скорость сдвига)

каж.вязкость – вязкость, которая определяется при движении

3.        Фактор сопроивления – отношение подвижности воды к подвижности полимера (раствора)ФС= λв/λп зависит от темпа закачки (чем больше скорость фильтрации, тем выше ФС)

4.       Фактор остаточного сопротивления – отношение подвижности воды до закачки полимера к подвижности после закачки

5.       К определяет соотношение d молекул полимера к d пор. К=0,02-0,5

d молекул = 200-500 А, d пор = 10000 А

Виды разрушений молекул полимера:

1.       механическое разрушение (деструкция)

2.       термическое разрушение (выдерживает до 90 С)

3.       химическое разрушение (процесс окисления)

4.       биологическое разрушение

Недостатки:

1.       деструкция полимера

2.       требуется очень хорошая очистка воды

3.       загрязнение окр.среды

Нагнетание водных растворов щелочи

Основные механизмы вытеснения являются:

- снижение межфазного натяжения

-эмульгирование нефти (образование мелкодисперсной эмульсии)

- изменение смачиваемости пород

Щелочь взаимодейcтвует с кислот. компонентами нефти >> в результате образование соли. Соли являются ПАВ. Они образуются на границе контакта щелочи и кислот. Для достижения необходимого эффекта нужно достаточное количество солей (и в нефти должно содержаться необходимое количество кислот.компонентов нефти).

Эмульсия – мелкодисперсная (эффективность больше), - грубодиспресная. При условии, что в пласте образуется мелкодисперсная эмульсия, увлекается в поток щелочного раствора, котрый прокачивается по пласту.

Вязкость щелочного раствора увеличивается, поэтому соотнощшение подвижностей улучшается, т.о. процесс вытеснения лучше. (большой объем доп.нефти) М=λв/λн, λ=k/μ

Если в пласте образуется грубодисперсная эмульсия, она задерживается (капельки нефти) в сужениях пор и блокирует наиболее проницаемые участки. Закачиваемый раствор пойдет по др. каналам (меньший объем доп.нефти)

Недостатки:

- набухание глин выше, чем в пресной воде, поэтому если глин.коллектор необходимы лаб.исследования на степень набухания глин

- растворение породы пластов (силикатов, кот. Находится в песчаниках) >> уменьшение концентрации щелочного раствора

- процессы адсорбции

- опред.требования к активности

- взаимодействие щелочи и породы >> соли, нерастворимые в воде >> уменьшение проницаемости

Закачка водных растворов спиртов

Создается оторочка р-ра спирта и проталкивается водой. Основные механизмы:

- поглощение спиртом связанной воды

- поглощение воды и вынос, приводящие к эффекту сжатия набухающих глин.

Эти механизмы способствуют увеличению относительной проницаемости по нефти.