169. Щелочное заводнение. Механизм процесса, свойства применяемых реагентов, разновидности методов (щелочно-полимерное, силикатно-щелочное и др.).

Механизм процесса. Метод щелочного заводнения нефтяных пластов основан на взаимодействии щелочей с пластовой нефтью и породой. При контакте щелочи с нефтью происходит ее взаимодействие с органическими кислотами, в результате чего образуются ПАВ; изменяется смачиваемость породы за счет адсорбции органических кислот на поверхности породы из нефти, происходит уменьшение контактного угла смачивания породы водой. Степень снижения межфазного натяжения на границе нефть-щелочной раствор возрастает с увеличением количества органических кислот в нефти. Происходит гидрофилизация пористой среды, что способствует повышению коэффициента вытеснения нефти водой. Наличие щелочи в пластовой воде смещает в благоприятную сторону кривые фазовых проницаемостей при совместной фильтрации нефти и воды. Относительная проницаемость пласта для подвижной нефти существенно повышается. При применении щелочного раствора относительная проницаемость по нефти сохраняется до 90-95% насыщенности пор водой. С нефтями, активно взаимодействующими с щелочью из-за низкого межфазного натяжения, образуются мелкодисперсные эмульсии типа «нефть в воде», а с малоактивными нефтями - типа «вода в нефти». Эмульсии с активными нефтями при увеличении содержания воды резко уменьшают свою вязкость.

Для приготовления щелочных растворов могут использоваться: едкий натр (каустическая сода) NaOH, углекислый натрий (кальцинированная сода) Na₂CO₃, гидрат окиси аммония (аммиак ) NH₄OH, силикат натрия (растворимое стекло) Na₂SiO₃. Наиболее активные из них первый и последний. Вытеснение нефти раствором каустической соды с силикатом натрия следует рекомендовать для объектов с малоактивной нефтью. В данном случае происходит увеличение степени эмульгирования нефти на фронте вытеснения.

Силикатно-щелочное заводнение (СЩВ).

Закачка СЩВ в нагнетательные скважины приводит к осадкообразованию за счет взаимодействия реагентов композиции с кальцием и магнием, присутствующими в пластовых и сточных закачиваемых водах; к гидрофилизации породы; к снижению межфазного натяжения; образованию эмульсии. Из указанных составляющих положительного воздействия СЩВ на пласт наиболее важным является осадкообразование. Осадок выпадает в наиболее проницаемых пропластках, служащих путями движения закачиваемых и законтурных вод, снижает проницаемость их, что должно приводить к увеличению охвата пласта заводнением.

Щелочно-полимерное воздействие (ЩПВ).

Технологии основаны на внутрипластовом образовании упругих дисперсных фаз на пути фильтрации пластовой (закачиваемой) воды за счет ее взаимодействия с микрооторочками закачиваемых в пласт щелочно-полимерных реагентов.

Щелочная среда может изменять структурно-механические свойства нефти. Кроме того, растворы щелочей обладают высокой способностью подавления набухаемости глин и разрушения тяжелых компонентов. Это приводит к гидрофилизации породы, что способствует сохранению приемистости нагнетательных скважин.

Добавка полимеров стабилизирует образовавшийся осадок в процессе нагнетания закачиваемой (сточной) воды. Проницаемость промытых водой зон при этом снижается в 3 и более раз при одновременном увеличении приемистости в процессе нагнетания реагентов в 5 – 6 раз.