Распределение спиртов C1-C8 в системе вода-додекан и адсорбция их на кремнеземе и природных носителях

• Автор: Томчук, Наталия Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Распределение органических растворителей в двухфазных системах вода углеводород.
1.1.1. Коэффициенты распределения полярных органических растворителей в двухфазных системах вода углеводород.

1.1.2. Факторы, влияющие на коэффициенты распределения.

1.1.2.1. Влияние природы растворителя на коэффициенты распределения

1.1.2.2. Влияние температуры на коэффициенты распределения.

1.1.2.3. Влияние растворенных веществ на коэффициенты распределения

1.1.3. Методы определения коэффициентов распределения

1.2. Адсорбция веществ на поверхности твердых тел

1.2.1. Основные аспекты адсорбционных процессов

1.2.2. Особенности адсорбционных процессов на поверхности твердых тел
1.2.3. Хроматографические методы изучения адсорбционных процессов
1.3. Вытеснение нефти из пористых сред.
1.3.1. Капиллярные эффекты в пористых средах.
1.3.2.Фильтрация жидкостей в пористых средах.
1.3.3. Применение ПАВ в процессах добычи углеводородов.
1.3.4. Использование органических растворителей для обработки призабойной зоны пласта и увеличения нефтеотдачи пластов.
1.3.4.1. Использование органических растворителей для обработки призабойной зоны пласта
1.3.4.2. Применение органических растворителей для увеличения
1.4. Заключение по литературному обзору
ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ,.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Организация проведения экспериментов и объекты исследования.
2.2. Реагенты и материалы
2.2.1. Реагенты и методы их очистки
2.2.2. Материалы и методики их подготовки
2.2.2.1. Методика подготовки образцов керна и песка
2.2 Методика подготовки образцов гидрофильного и гидрофобного носителей для хроматографических исследований
2.2.3. Хроматографические колонки и методики их подготовки.
2.2.4. Подготовка насыпных моделей нефтяного пласта
2.3. Приборы и методы исследования.
2.3.1. Лабораторная установка и метод определения межфазного натяжения на границе вода углеводород
2.3.2. Методика определения коэффициентов распределения спиртов в системе вода углеводород объемным методом
2.3.3. Лабораторная установка и хроматографический метод определения коэффициентов распределения спиртов в системе вода углеводород
2.3.4. Определение теплоты адсорбции хроматографическим методом
2.3.5. Определение изотерм адсорбции на основе хроматографических измерений
2.3.6. Лабораторная установка и метод определения проницаемости пористых сред по газу
2.3.7. Лабораторная установка и методы исследования фильтрационных характеристик насыпных моделей нефтяного пласта
2.3.7.1. Лабораторная установка для исследования проницаемости моделей нефтяного пласта по жидкости.
2.3.7.2. Подготовка модели пласта к испытаниям.
2.3.7.3. Методика проведения лабораторных исследований по вытеснению нефти химреагентами из модели пласта.
2.3.8. Лабораторная установка и метод определения диэлектрической проницаемости
2.4 Обработка экспериментальных данных.
ГЛАВА 3. ЗКСПЕРРМЕНТАЛЬНЬЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СПИРТОВ С,С8 В СИСТЕМЕ ВОДА УГЛЕВОДОРОД.
3.1. Определение коэффициентов распределения спиртов СС8 в системе вода углеводород газохроматографическим методом
3.1.1. Система вода гексан.
3.1.2. Система вода додекан
3.1.2.1. Определение коэффициентов распределения спиртов СС8 в системе вода додекан.
3.2. Определение коэффициентов распределения спиртов С3С8 в системе
вода нефть объемным методом
ГЛАВА 4. ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИИ СПИРТОВ С,С8 НА ГИДРОФИЛЬНОМ И ГИДРОФОБНОМ АДСОРБЕНТАХ И ПРИРОДНЫХ НОСИТЕЛЯХ
4.1. Адсорбция спиртов СГС8, воды и додекана на силохроме С.
4.1.1. Теплота адсорбции спиртов, воды и додекана на силохроме С
4.1.2. Изотермы адсорбции спиртов, воды и додекана на силохроме С.
4.2. Адсорбция спиртов СрС8, воды и додекана на адсорбенте Апиезон Ь на хроматоне
4.2.1 Теплота адсорбции спиртов, воды и додекана на апиезоне Ь
4.2.2 Изотермы адсорбции спиртов, воды и додекана на апиезоне Ь
4.3. Адсорбция воды, додекана спиртов СГС8 на образцах керна пласта ПК9.2о Барсуковского месторождения.
4.3.1. Теплота адсорбции спиртов, воды и додекана на керне пласта ПК
4.3.2. Изотермы адсорбции спиртов, воды и додекана на образах керна
4.3.2.1. Изотермы адсорбции воды и додекана.
4.3.2.2. Изотермы адсорбции спиртов СГС
4.4. Сравнительный анализ поверхностных свойств различных носителей при адсорбции спиртов, воды и додекана.
4.4.1. Результаты определения теплоты адсорбции спиртов, воды и додекана на различных адсорбентах.
4.4.2. Результаты определения изотерм адсорбции спиртов, воды и додекана на различных адсорбентах.
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕЖФАЗНОГО НАТЯЖЕНИЯ И ВЛИЯНИЯ ЗАКАЧКИ СПИРТОВ С,С8 НА КОЭФФИЦИЕНТ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ.
5.1. Исследование влияния добавок спиртов СгС8 на величину межфазного натяжения на границе вода углеводород
5.2. Исследование влияния спиртов С1С8 на коэффициент вытеснения нефти из
линейной модели пласта.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Такие исследования позволяют определить наиболее эффективные реагенты для воздействия на пласт, выявить особенности и область применения, а также разработать рекомендации по их практическому использованию. Цель работы. Целью настоящей работы является исследование влияния физикохимических свойств спиртов СгСв на процесс двухфазной фильтрации воды и нефти в пористых средах и разработка рекомендаций по выбору наиболее эффективных реагентов для увеличения нефтеотдачи пластов. СрСв на поверхности модельных носителей и породы пласта ПК . Научная новизна. Впервые при выборе органического растворителя для смешивающегося вытеснения нефти предложено учитывать коэффициент его распределения в системе вода углеводород. Впервые установлено, что коэффициент распределения спиртов СрС нормального строения в системе вода додекан не является величиной постоянной и зависит от концентрации спирта и температуры системы. Впервые определены значения теплот и характер адсорбции воды, углеводорода и спиртов СС8 на поверхности модельных гидрофильного и гидрофобного носителей и поверхности породы пласта ПК. Барсуковского месторождения Западной Сибири. Впервые установлено, что основным условием для эффективного вытеснения нефти из полимиктовых породколлекторов с использованием органического растворителя является его растворимость в воде и нефти и низкая адсорбция на поверхности породы. Установлено, что среди спиртов нормального строения СрС8 максимальной эффективностью при вытеснении углеводородов обладают составы на основе бутанола1. Практическая ценность работы. На основе анализа и обобщения результатов лабораторных исследований показана возможность научного подбора растворителей для наиболее эффективного извлечения углеводородов из породколлекторов. На примере модели пласта ПК. Барсуковского месторождения доказана эффективность применения спиртов в качестве компонентов составов для увеличения нефтеотдачи пластов месторождений Западной Сибири. На защиту выносятся следующие положения. Влияние концентрации и температуры на коэффициенты распределения спиртов СрС нормального строения в системе вода углеводород. Влияние природы поверхности минеральных носителей на величину теплоты и характер изотерм адсорбции воды, додекана и спиртов СрС8. Влияние типа поверхности породы пласта ПК. Барсуковского месторождения Западной Сибири на величину и характер адсорбции воды, углеводорода додекан и спиртов СрС8. Влияние спиртов СГС8 на процесс вытеснения нефти из модели пласта. ГЛАВА 1. При разработке нефтяных месторождений с использованием заводнения используют различные химические реагенты, обладающие поверхностноактивными свойствами. Перспективность применения конкретного реагента для вытеснения нефти может быть рассмотрена при учете характера его распределения в системе вода нефть. В зависимости от преимущественной растворимости реагента в той или иной фазе системы, он будет поразному распределяться в объеме пласта и выноситься из него, и, следовательно, поразному участвовать в процессе извлечения нефти. Можно предположить, что существует взаимосвязь коэффициента вытеснения нефти и характера распределения вытесняющего реагента в системе вода нефть. Установление такой связи представляет несомненный научный и практический интерес. В реальных пластовых системах, когда происходит адсорбция реагента на поверхности породы и постоянно изменяется соотношение объемов фильтрующихся жидкостей, задать определенное распределение реагента невозможно. Однако, для поиска наиболее эффективного реагента, безусловно, необходимо знать, в какой фазе фазах он должен, преимущественно, находится, чтобы обеспечить максимальное извлечение нефти из пласта. Связь коэффициента вытеснения нефти и характера распределения вытесняющего реагента можно установить экспериментально на примере спиртов нормального строения СС, которые обладают определенными нефтевытесняющими свойствами и при этом в зависимости от длины углеводородного радикала существенно различаются растворимостью в воде и нефти. Кроме того, такие спирты обратимо сорбируются на поверхности природных минералов, что исключает их потери при проведении экспериментов.