43) Классификация физико-химических методов увеличения нефтеотдачи. Основные характеристики.
ФХМУН основаны на методе поддержания пластового давления(ППД),
При которых в закачиваемую воду добавляют различные химические вещества(закачка оторочки).
По механизму увеличения нефтеотдачи :
Методы, увеличивающие коэффициент вытеснения
Методы , увеличивающие коэффициент охвата
Методы, объединяющие 1 и 2 группы
В общем случае ФХМ направлены на изменения вязкостных характеристик вытесняющего и вытесняемого агентов и на микрохарактеристику системы: нефть-вытесняющий агент-порода
По типу закачиваемого агента:
Закачка ПАВ
Закачка щелочи
Закачка полимеров
Для оценки эффективности ФХМ используется каппилярное число,которое определяет соотношение вязкостных и поверхностных сил.
Где µ-вязкость,мПа*с, υ-скорость фильтрации,м/с, σнв-величина пов.натяжения,мН*м, θс-краевой угол смачивания.
Для эффективного вытеснения нефти кап.число должно увеличиться с 10^(-6) до 10^(-2).
Закачка ПАВ
Существует 3 группы технологий применения ПАВ в зависимости от концентрации хим. Добавок:
Низкая конц. ПАВ 0,05-0,1% вес.(неиногенные ПАВ)
Мицеллярный раствор 1-5%вес.
Высокая конц. ПАВ(микроэмульсия)
ПАВ-молекулы с ассиметричной структурой,состоящей из гидрофильной группы(направлен в сторону воды) и гидрофобного радикала(направлен в сторону нефт.фазы).
Механизмы вытеснения:
Уменьшение величины пов.натяжения.
Изменение краевого угла смачивания.
С помощью ПАВ вытесняется пленочная нефть, изменяется смачиваемость на границе раздела нефть-порода.
Адсорбция компонентов ПАВ зависит от:
Величины уд.поверхности породы
Минералогического состава
Солености воды
Недостатки метода:
Высокая адсорбция ПАВ на породе
Слабая биоразлагаемость ПАВ
Чувствительность к качеству воды
Высокая стоимость
Щелочное заводнение
Щ.з - закачка в пласт рабочего агента,состоящего из растворов,которые имеют щелочную реакцию,т.е. взаимод-е щелочи с кислотными компонентами нефти (напр. Едкий натр NaOH, кальцинирванная сода Na2CO3, тринатрийфосфат Na3PO4)
Основные механизмы увеличения нефтеотдачи:
Снижение величины пов.натяжения
Изменение краевого угла смачивания
Эмульгирование нефти(остаточная нефть эмульгирует и вовлекается в поток водного р-ра щелочи при мелкодисп.структуре, либо задерживается в сужениях пор и увеличивает охват пласта взаимодействием при грубодисп. Структуре)
Классификация нефти по активности вз-я с едким натром:
Неактивная 0,01-0,06 мг/г орг.кислот
Малоактивная 0,1-0,25
Активная 0,3-1
Высокоактивная более 1
Параметры,влияющие на эффективность применения щелочного раствора
Концентрация кислотных компонентов нефти
Температура(возрастание скорости процесса)
Минерализация пластовой и закачиваемой воды
Содержание глин(поглощают большое количество щелочи)
Технологии щелочного заводнения:
Термощелочное заводнение
Полимерно-щелочные растворы
Щелочь с добавками ПАВ
Смесь УВ газов и раствора щелочи
Щелочное заводнение с осадкообразованием(изоляция трещин и высокопрониц. пропластков)
Закачка полимеров
Параметры,характеризующие пол.заводнение:
Фактор сопротивления
R=λв/λн
Фактор остаточного сопротивления
Rост=λв(до)/λв(после)
Основные механизмы увеличения нефтеотдачи:
Повышение коэф.охвата по толщине
Повышение коэф.охвата по площади
Улучшение коэф. вытеснения
Недостатки:
Деструкция полимера
Механическая(разрыв молекул)
Химическая(взаимодействие с кислородом)
Микробиологическая(действие бактерий)
Термическая(разрушение молекул при высоких температурах)
Мицеллярное заводнение – процесс вытеснения нефти оторочками мицеллярных растворов(МЦ), продвигаемых по пласту сначала полимерным раствором, а затем водой. Такой раствор состоит из мицелл или сгустков водо- и нефтерастворимых ПАВ, способных поглощать большие количества воды(до 80% от объема раствора).
При этом внешней фазой(дисперсной средой) остается нефть и, следовательно, мицеллярный раствор способен смешиваться в пористой среде(не образуя границ раздела) с нефтью, не смотря на содержание в нем большого количества воды.
С увеличением в растворе внутренней фазы мицеллы увеличиваются, что приводит к обращению фаз: мицеллярный раствор с внешней нефтяной фазой переходит в раствор с внешней водной фазой, который хорошо смешивается с водой. В состав мицеллярного раствора входят углеводородная жидкость, вода и ПАВ различного состава, включая спирты.
Закачка миц.растворов(мицелла-объединение из нескольких молекул ПАВ). Преимущество перед обычными ПАВ-более высокий к.вытеснения.
Мицеллы образуются при достижении определенной концентрации молекул(ККМ-критическая конц-я мицеллообразования)
Недостатки: низкая эфф-ть в расчлененных пластах,чувствительностьк минерализации пл.воды.