§ 89. Некоторые особенности действия моющих средств в неоднородных пористых средах [42]

Как известно, пласты обладают сложным строением и физиче­ские свойства пород изменяются как по вертикали, так и но пло­щади залегания пластов. Очень распространена непрерывная из­менчивость во всех направлениях основных коллекторских свойств отдельных пропластков. Вследствие такой неоднородности пород в каждом пропластке при вытеснении нефти возникают непрерывно изменяющийся («рваный») водонефтяной контакт и временные не­большие зоны пласта, охваченные водой. Процессы капиллярного пропитывания при этом приводят к образованию водонефтяных смесей в этих участках, затрудняющих последующее вытеснение из них нефти наступающей водой [38]. Таким образом, капиллярные про­цессы перераспределения жидкостей в пористой среде неоднородных по площади коллекторов уменьшают нефтеотдачу пласта. Это позволяет высказать некоторые дополнительные предположения о функции моющих веществ и механизме их проявления.

Если процессы капиллярного пропитывания приводят к умень­шению нефтеотдачи, то в противоположность однородным породам в неоднородной пористой среде лучший результат может быть полу­чен при вытеснении нефти водами, обладающими натяжением смачи­вания о* соs 0, приближающимся к нулю. Это предположение оправ­далось в опытах, проведенных в лаборатории физики нефтяного пласта МИНХ и ГП с неоднородными по площади образцами. Наи­большее увеличение нефтеотдачи достигнуто при вытеснении нефти из неоднородных по физическим свойствам пластов растворами таких ПАВ, которые понижают поверхностное натяжение их на гра­нице с нефтью до очень низких значений (1—2 мн/м).

Натяжение смачивания σ·соs θ может быть уменьшено до поло­жительных значений, близких к нулю, также вследствие прибли­жения угла смачивания 0 к 90°. (Увеличение за пределы 90° заве­домо нежелательно, так как возникающие капиллярные силы про­тиводействуют вытеснению нефти из пор пласта.) Это позволяет изы­скать более дешевые способы улучшения нефтевытесняющих свойств вод, нагнетаемых в неоднородный пласт. Увеличение угла смачива­ния θ до значений, близких к 90°, например, может быть достигнуто путем нагнетания в пласт соленых пластовых вод, которые зна­чительно хуже смачивают породу, чем пресные. Вместе с тем опыты по капиллярному пропитыванию кернов, насыщенных малополярными нефтями восточных районов СССР, показывают, что соленые воды обычно очень медленно, но все же проникают в породу. Этот процесс возможен, если угол избирательного смачивания соленых вод на границе с нефтью в пористой среде меньше чем 90°.

Несмотря на то, что соленые воды значительно хуже смачи­вают поверхность породы, чем растворы ПАВ, они могут обладать близкими к нулю значениями натяжения смачивания σ соs θ и оди­наково хорошо вытеснять нефть из неоднородных коллекторов.

Это свойство соленых вод и растворов ПАВ с низкими значениями σ соs θ можно объяснить, исходя из природы остаточной нефти и ее пространственного расположения в порах пласта. Известно, что остаточная нефть представляет собой не пленочную, а в основ­ном капиллярно удержанную нефть. Поэтому независимо от хими­ческого состава вод большая нефтеотдача может быть получена при вытеснении нефти водами, которые меньше способствуют обра­зованию водонефтяных смесей в области фронта вытеснения, где формируются многие параметры вытеснения: количество и простран­ственное расположение остаточной нефти, фазовые проницаемости заводненной части пласта и т. д.

Разумеется, желательно уменьшать величину σ соs θ за счет введения в воду ПАВ. При этом нефть лучше отмывается от породы и меньше ощущается также и влияние на угол 0 гистерезиса смачи­вания с увеличением скорости вытеснения. Но ПАВ пока крайне дороги, поэтому нагнетание в неоднородные по площади пласты соленых пластовых вод может оказаться одним из более доступных и эффективных методов увеличения нефтеотдачи пластов.

Изложенные соображения о более высокой нефтевымывающей способности соленых пластовых вод по сравнению с пресными так же, как и все, что касается применения ПАВ, необходимо проверить широкими промысловыми опытами.

В настоящее время ведутся работы по промышленному испыта­нию моющего и нефтевытесняющего действия растворов ПАВ при нагнетании их в пласты. Что же касается соленых вод, то на неко­торых промыслах США уже много лет их нагнетают в нефтеносную часть пласта с хорошими и очень хорошими результатами заводне­ния. Наблюдениями Т. М. Золоева на Туймазинском месторожде­нии также установлено, что нефтеотдача полнее на тех участках, где нефтеносные песчаники промываются большим количеством пластовой минерализованной воды. Нефтеотдача же участков, про­мытых пресными водами, оказалась очень малой.