Сущность мицелярного заводнения. Состав и структура мицелярных растворов.

Мицеллярные растворы – дисперсная система, в которой частицы одной жидкой фазы распределены в другой жидкой фазе. Это прозрачные или полупрозрачные жидкости с размерами мицелл 10^-15 и 10^{-5 мм.}

В состав мицеллярных растворов входят основные ПАВ - чаще всего нефтяные сульфонаты; вспомогательные ПАВ, которыми чаще всего являются алифатические спирты и, в частности, изопропиловый спирт, углеводородная жидкость и водная фаза. Содержание ПАВ в МР составляет 5-10 %, что обуславливает высокую стоимость МР.

При заводнении залежей мицелярными растворами существенное повышение нефтеотдачи пласта достигается за счет:

1) значительного уменьшения пов-го натяжения на границе фаз;

2) регулирование вязкостной характеристики вытесняющей и вытесняемой сред, в том числе на границе раздела;

3) восстановление пропускной способности коллекторов воздействием на остаточную насыщенность жидкостью;

4) придание вытесняющим средам вязкоупругих свойств, увеличивающих охват воздействия.

Нефть из пласта обычно вытесняют небольшими оторочками мицелярного раствора и продвигают их по пласту буферной жидкостью загущенной полимером. Этот способ заводнения эффективен как в начале разработки, так и для отмывания остаточной нефти.

- Область применения МР ограничивается высокой минерализацией пластовых вод, при контакте с которыми МР разрушается, высокой стоимостью МР и техническими осложнениями при подготовке (разделение нефти от воды) добытой жидкости;

- успешно применим в песчаника и малоэффективен в карбонатных пластах;

- рационально применять при остаточной нефтенасыщенности не менее 20-25%;

- вязкость нефти от 2-3 до 10-20 мПа*с;

- допустимое содержание солей в пластовой воде 4-5%;

- температура пласта не более 65-75°С;

По реологическим свойствам мицеллярные растворы относят к Ньютоновским жидкостям. Мицелярные растворы имеют очень низкие коэффициенты поверхностного натяжения на границе нефть - мицеллярный раствор.

σ =10^-1…10^-6 мН/м.

Состав мицеллярных растворов:

1. Вода = 10-95% (пресная очень минерализованная с определенным минералогическим составом).

2. УВ соединения 2…80% (нефть, некондиционное дизельное топливо, некондиционный керосин, конденсат газоконденсатных месторождений)

3. ПАВы 5…14% массы – обеспечение стобильности эмульсий и низких σ.

4. Электролит 0, 001…6, 4% - добавляют для изменения вязкости мицеллярного раствора. Используется NaCl, сульфат аммония.

5. Содмергент – 0, 01…20% - служит для стабилизации (глубокой) раствора. Используют изопропиловый, изоаллиловый и бутиловый спирты.

Существуют мицеллярные растворы 2-х основных типов:

1) углерод в воде;

2) вода в углероде;

Для мицеллярных растворов с водной основой внешней фазой является нефть (рис. 1). Молекулы ПАВ полярой частью обращены к воде, а УВ цепями к нефти. Не смотря на содержание в таком мицеллярном растворе до 95% воды он хорошо смачивается с нефтью ибо внешней фазой даже при большой концентрации мицеллярного раствора оказывается нефть. Аналогичные мицеллярные растворы с водной внешней фазой (рис. 2) состоят из ПАВ, часть молекулы которая обращена к внешней водной фазе, а УВ цепи – к УВ внутренней основе. Даже при наличии значительных количеств нефти в системе такой мицеллярный раствор с водной внешней фазой хорошо смешивается с водой.

Мицеллярные растворы способны также растворять в себе жидкости, составляющие их внутреннюю основу (ядро) при этом растворы мицелл возрастают и в некоторый момент времени наступает обращение фаз. Например вместо внешней УВ фазы оказывается вода и наоборот.

Механизм и схема вытеснения нефти. Увеличение коэффициента нефтеотдачи происходит за счет след факторов:

1. Повышение коэффициента вытеснения в силу:

а) гидрофилизации породы (капельная, пленочная нефть);

б) снижение σ; уменьшение капиллярного давления→ увеличение

коэффициента охвата пласта воздействием;

в) ослабление реологических свойств нефти;

Схема вытеснения:

1 – проталкиваемая в пласт вода;

2 – оторочка полимера;

3, 5 – буферная вода;

4 – мицелярный раствор;

6 – водонефтяной вал;

7 – вытесняемая нефть;

Мицелярный раствор очень дорогостоящий; необходима хорошая информация о пласте.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: