Лекция №20.

(продолжение к лекции №19).

2) Следующий вид остаточной нефти – адсорбированное остаточное нефтенасыщение.

Чем больше удельная поверхность и чем больше коэффициент глинистости, тем больше проявляются адсорбционные свойства пласта. Поэтому, часть внутрипоровой поверхности занята плёнкой воды, а часть – адсорбированными смоло-асфальтенами.

Смоло-асфальтены

Эти компоненты прочно удерживаются силами поверхностного взаимодействия.

Адсорбированная нефть является неподвижной при любых гидродинамических условиях и, в отличие от капиллярно-защемлённой, обладает и другими свойствами:

1. повышенной плотностью по отношению к исходной;

2. химическим составом, отличным от исходного (100% смоло-асфальтены);

3. свойства на границе раздела фаз отличаются существенно, т.к. меняется вязкость.

Академик Дерягин, изучая свойства жидкости в маленьких капиллярах, где толщина соизмерима с радиусом, обнаружил аномальные явления. Например, вода, помещённая в такой маленький капилляр, приобретает такие свойства, как замерзание при температурах, отличных от 0, изменяют также плотность и вязкость. Что касается свойств нефти, они меняются ещё сильнее.

В обычных месторождениях такой нефти немного 5-15%, но есть объекты, в которых она присутствует в больших количествах, например, если месторождение подверглось разрушению. Т.е. покрышка разрушилась, лёгкие углеводороды улетучились, а тяжёлые адсорбировались, а затем покрышка снова восстановилась.

Так возникают битумные залежи – промышленные объекты, которые могут быть разработаны. Свойства нефти таких залежей близки к свойствам адсорбированной нефти. Такую адсорбированную нефть мы можем извлечь только с помощью сильных химических растворителей (реагентов).

Профессор Колбыч предсказал, что к 2020 г. простые запасы станут не основным источником, а их место по важности займут газогидраты, битумы, высоковязкие нефти.

Адсорбированные, тяжёлые углеводороды могут содержаться и в газовых залежах (до 30%), в таких как Астраханское, Ухтельское и другие месторождения.

3) Следующий вид остаточной нефти – плёночное остаточное нефтенасыщение.

Адсорбированные

углеводороды

Адсорбированная поверхность – гидрофобная поверхность, т.е. она хорошо смачивает углеводородную фазу (в частности нефть) и образует плёнку. Плёнка покрывает эту самую поверхность, образуя переходные зоны, с отсутствием промытых зон. В процессе вытеснения плёнка истончается, вытягиваясь в нить.

Зависимость объёма прокачанных пор от нефтенасыщения выглядит следующим образом:

S_оr

5000 V_п

Остаточное нефтенасыщение не достигается, т.к. хотя плёнка истончается, но продолжает вытесняться и вытягиваться.

С точки зрения заводнения, наличие плёночной нефти – отрицательный факт. Обычно заводнение проводится до 2-3 поровых объёмов, а приемлемо минимальное значение остаточной нефтенасыщенности не достигается и при величина в 5000 поровых объёмов.

Для доизвлечения плёночной нефти можно использовать химические реагенты, изменять смачиваемость, закачивать неполярные жидкости.

Плёночная остаточная нефть в основном присутствует в пластах со смешанной смачиваемостью.

4) Остаточная нефть тупиковых и микронеоднородных пор.

v, %

1

r, мкм

Распределение пор по размерам имеет характерный двугорбый вид.

Чем больше величина 1, тем ближе пора к тупиковой. Т.к. когда капилляры становятся малого диаметра – пора становится тупиковой.

Нефть не может быть вытеснена из тупиковых пор гидродинамическим перепадом давления. Это связано с процессами эпигенеза⁶: изначально проточная пора закупоривается и становится непроточной (тупиковой).

нефть

вода

С точки зрения добычи нефти, подобная ситуация – самая неприятная, т.к. нет способа воздействия на эту нефть: например, если закачивать химические компоненты, то они просто пройдут мимо, лишь чуть затронув горлышко.

А положение с таким видом пор и соответственно нефти характерно для Западной Сибири, где отношение d_к/d_п больше 50.

Канадский учёный Саллатиэл вывел следующую зависимость Е(d_к/d_п):

Е,%

100

1

d_к/d_п

Е – коэффициент вытеснения остаточной нефти в процентах, которую мы можем вытеснить любым методом.

Для западной Сибири величина Е может достигать 30-40%.

Если мы посмотрим в микроскоп, то увидим, что:

Мелкие капилляры

Выщелачивание и иные явления выявляют в поре маленькие капилляры.

Но есть новый способ, который может дать возможность довытеснения нефти из тупиковых пор – воздействие упругими колебаниями. Во-первых, при этом одна часть нефти протолкнётся, к тому же низкочастотные колебания могут генерировать иные, например, ультразвуковые, частоты (см. доминантные), что позволит изменить давление насыщения нефти газом, и газ будет вытеснять нефть из ловушек. Учёные утверждают, что в результате нефтеотдача повышается на 30%.

Газ вытесняет нефть

в режиме растворённого газа.

Как правило, в таких классических объектах, как Хаси-Мисао, Волго-Уральская область, с ростом проницаемости, количество тупиковых пор снижается. Но существуют преобразованные коллектора, где даже при большой проницаемости много тупиковых пор (это, например, Таллиннское, Самотлор и другие).