Повышение эффективности вытеснения нефти с использованием экологически безопасных композиций поверхностно-активных веществ

• Автор: Нурутдинов, Азамат Анварович
• Шифр специальности: 25.00.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ТЕХНОЛОГИЙ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ

1.1 Методы увеличения добычи нефти, применяемые

в промышленных условиях

1.2 Вторичные методы увеличения нефтеотдачи

1.3 Третичные методы увеличения нефтеотдачи

1.4 Обобщение опыта применения водорастворимых поверхностно-активных веществ

Выводы по главе

ГЛАВА 2 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ
РАСТВОРОВ ПОВЕРХНОСТИ О-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ НА ПОЗДНЕЙ СТАДИИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
2.1 Физико-химические свойства поверхностно-активных веществ
и их классификация по степени воздействия на окружающую среду
2.2 Санитарно-токсикологическая характеристика поверхностно-активных веществ, применяемых в процессах нефтедобычи
2.3 Очистка сточных вод на нефтепромыслах и биоразложение поверхностно-активных веществ
2.4 Влияние поверхностно-активных веществ на экологическое состояние окружающей среды при заводнении
Выводы по главе
ГЛАВА 3 МЕТОДИКИ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Разработка метода расчета краевого угла смачивания, основанная
на использовании новой компьютерной программы
3.2 Аппаратура и методика исследования поверхностного
и межфазного натяжений, адсорбции
3.3 Методика проведения экспериментов по исследованию влияния поверхностно-активных веществ на реологические свойства нефти
3.4 Методика проведения экспериментов по вытеснению
на насыпной модели терригенного пласта

3.5 Особенности экспериментального моделирования вытеснения
нефти в лабораторных условиях
3.6 Методы моделирования лабораторных исследований
Выводы по главе
ГЛАВА 4 СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ
ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОЦЕССАХ НЕФТЕДОБЫЧИ
4.1 Объекты исследований
4.2 Разработка метода подбора экологически безопасных композиций поверхностно-активных веществ для повышения коэффициента извлечения нефти
4.3 Результаты исследования свойств водных растворов поверхностноактивных веществ на модели нефти
4.4 Результаты исследования свойств водных растворов поверхностноактивных веществ на нефти
Выводы по главе
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
5.1 Испытание предлагаемой технологии на опытной установке, моделирующей вытеснение нефти из пласта неоднородной поровой структуры пород
5.2 Способ получения экологически безопасного композиционного состава вытесняющего агента
5.3 Применение технологии в промысловых условиях
5.4 Оценка экономической эффективности применения технологии увеличения нефтеотдачи
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНД АЦИИ
Библиографический список использованной литературы
Приложения
Приложение А
Приложение Б
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Большинство нефтяных месторождений Урало-Поволжского региона Российской Федерации, а также старые месторождения Западной Сибири находятся на поздних стадиях выработки. Нефтеотдача на этих месторождениях не превышает 40 %. Добываемая нефть характеризуется высокой вязкостью и обводненностью. Для увеличения нефтеотдачи подобных месторождений используются различные физико-химические методы воздействия на пласт. Наибольшее распространение в практике нефтедобычи получила закачка воды и водных растворов химических реагентов. В последнее время широкое применение находит адресная закачка в пласт водных растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) и их композиций.
В настоящее время в связи с повышением внимания к охране окружающей среды особый интерес проявляется к ПАВ, легко поддающимся биологическому разложению в аэробных условиях. В связи с этим исследования, направленные на разработку экологически безопасной технологии повышения нефтеотдачи неоднородных по проницаемости пластов, приобретают особую актуальность.
Цель работы - разработка экологически безопасной композиции ПАВ, обеспечивающей повышение эффективности вытеснения нефти.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:
1. Оценить экологическую безопасность и эффективность существующих методов вытеснения нефти с использованием водорастворимых ПАВ;
2. Провести экспериментальные исследования физико-химических свойств водорастворимых ПАВ путем использования усовершенствованного метода расчета краевого угла смачивания на границе водного раствора ПАВ с жидкостью;
3. Разработать метод подбора экологически безопасных композиций ПАВ для повышения коэффициента извлечения нефти (КИН);

Растворение ПАВ в растворе изменяет значения межфазного натяжения на границах раздела фаз и смачиваемость тел, что обусловлено адсорбцией ПАВ на фазовых границах. В результате адсорбции свойства тел, покрытых адсорбционными слоями, резко изменяются: может произойти переход от несмачивания к смачиванию, и наоборот. Это явление называется инверсией смачивания.
Механизм инверсии смачивания связан с ориентацией молекул ПАВ в адсорбционном слое породы. Например, в случае, когда порода коллектора гндро-фобна, адсорбированные на ней молекулы ПАВ обращаются к твердому материалу своими углеводородными цепями, а полярными группами - наружу. Поверхность коллектора становится гидрофильной [103].
Инверсия смачивания находит практическое применение. Например, гидро-фобизация призабойной зоны пласта приводит к ограничению притока пластовых вод в нефтяные скважины.
Механизм действия заключается в ориентированной адсорбции ПАВ. При этом на границе «нефть — вода» капиллярные силы в порах будут направлены в сторону воды и будут препятствовать ее движению.
Оценка гидрофобизирующих свойств ПАВ осуществляется методом самопроизвольного впитывания воды путем оценки смачиваемости породы после ее обработки. В качестве породы используются насыпные пористые среды. По результатам испытаний определяется характер пористой среды и делается вывод о гидрофобизирующей способности исследуемых реагентов.
Эффект гидрофобизации, основанный на адсорбции ПАВ на поверхности породы, улучшает смачиваемость ее нефтью и повышает фазовую проницаемость для нефти. Это способствует увеличению дебита нефти и снижению обводненности добываемой продукции [104].
По происхождению ПАВ условно можно разделить на три группы:
- природные, вырабатываемые в живых организмах и растениях;
- искусственные, получаемые переработкой животных жиров и растительных масел;
- синтетические, производимые на основе различных углеводородов [105].