Физико-химические факторы, препятствующие периодическому расслоению растворов в каналах нефтяных скважин

• Автор: Патракова, Екатерина Петровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ВЫТЕСНЯЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ КАК ФРАКТАЛЬНОПЕРКОЛЯЦИОННАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА.

1.1. Динамика эмульсии.

1.2. Фильтрация и эволюция пен при последовательной закачке в систему пенообразующего раствора и газа

1.2.1. Общая характеристика пены

1.2.2. Исследование образования и параметров пены при закачке флюидов в последовательности иенообразующий раствор,

1.3. Динамические однородные фракталы в вытесняющих агентах

1.4. Эмульсии с поведением, подобно критическому.

Выводы.
2. ГИПОТЕЗА МЕХАНИЗМА ВОЗНИКНОВЕНИЯ МИКРОГЕТЕРОФАЗНОГО СОСТОЯНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА СЛАБОРАСТВОРИМЫХ ЖИДКОСТЕЙ.
2.1. Особенности метастабильных состояний в жидкостях.
2.2. Исследование синодального распада в растворах с нижней критической точкой
2.3. Фрактальные структуры в метастабильной области.
Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОГЕТЕРОФАЗНОГО СОСТОЯНИЯ НА
ГРАНИЦЕ СЛАБОРАСТВОРИМЫХ ЖИДКОСТЕЙ.
3.1. Экспериментальная методика измерения
3.2. Выбор метода перевода жидкой системы в область абсолютной
неустойчивости
3.3. Выбор методики эксперимента и проведение эксперимента
3.4. Обсуждение экспериментальных результатов
3.5. Микрогетерофазное состояние как динамическая структура
Выводы.
4. РЕЛАКСАЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОГЕТЕРОФАЗНОГО СОСТОЯНИЯ ДВУХ
НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ
4.1. Структурная релаксация в жидкости.
4.2. Численная модель
4.3. Обсуждение результатов и выводы.
4.4. Расслоение эмульсии в вертикальных каналах
5. ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ, ПРЕДОТВРАЩАЮЩЕЕ 6 ПЕРЕОДИЧЕСКОЕ РАССЛОЕНИЕ ЖИДКИХ РАСТВОРОВ
5.1. Периодическое расслоение жидких растворов в вертикальных каналах
5.2. Решение проблемы расслоения жидких смесей в вертикальных каналах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Если Я1 Я2 , Р Р2 0, то капля покоится, не смотря на приложенную сдвигающую силу. Капля начнт двигаться, если Р Р2 превысит величину в правой части уравнения. Это возможно, если будет сильно уменьшено поверхностное натяжение сг0 между водой и нефтью. Нефть вообще не будет захваченной, если тои, обратится в ноль. Однако, для этого поверхность пор должна смачиваться водой, а не нефтью. Из выше изложенного следует, что при добыче нефти существуют две основные проблемы. Первая состоит в том, что заводнение неустойчиво и, следовательно, эффективность извлечения нефти уменьшается. Вторая проблема приводит к тому, что даже при устойчивом заводнении, капиллярные эффекты препятствуют извлечению нефти. Рис. Захваченный в поре с переменным сечением нефтяной ганглий 5. М1 и с ультранизким натяжением с нефтью. Рассмотрим некоторые из этих методов. Простейший из методов это заводнение раствором ЫаОН. Щелочь улучшает смачиваемость породы водой и вместе с С1 может быть снижено поверхностное натяжение. Заводнение раствором углекислоты увеличивает смачиваемость, а также уменьшает а. Однако, углекислота сама по себе не смешивается с нефтью. Наибольший интерес представляет микроэмульсиоиное Заводнение. МикроэМульсия обладает низким поверхностным натяжением, вследствие этого ганглии нефти оказываются захваченными и переходят в подвижное состояние, образуя перемещающиеся нефтяные зоны. Микроэмульсиоиное заводнение заканчивается затоплением пласта полимером рис. З.. Растворы полимеров имеют большие вязкости, чем нефть и, следовательно, обеспечивают благоприятное для протекания процесса отношение подвижностей М1. Технологии с использованием водно углеродных мицеллярных растворов применяются во многих странах мира. И везде были получены примерно одинаковые результаты. При создании оторочки с концентрацией ПАВ в объеме 9 от объема пор, удается извлечь около нефти от остаточных запасов, которая другими методами не может быть добыта. Если площадь пласта, на котором происходит вытеснение нефти, составляет км2 , то для создания микроэмульсии требуется х кг амфифила. Это означает, что для полномасштабного использования данной технологии требуется такое количество ПАВ, которое химическая промышленность не в состоянии обеспечить. Кроме экономических проблем, существуют и фундаментальные. Вопервых, до сих пор не известен механизм формирования микроэмульсий, считается, что она образуется спонтанно. Высокая чувствительность к концентрации засоленности, наличие многовалентных катионов Сд2, 1 и т. Рис. З. Схема процесса вытеснения. Е фаза микроэмульсии 5. ПАВ в осадок. Во вторых, микроэмульсиямногокомпонентная система, состоящая из масла, воды, рассола, амфифила, косурфактанта спирты, оказывается очень чувствительной не только к конкретному нефтяному коллектору, но и взаимодействуя с нефтью которая по сути, сама является многокомпонентной системой, меняет свои свойства. Еще одно проявление неустойчивости фронта вытесняющей жидкости наблюдается при вытеснении цементным раствором бурого раствора из пространства между обсадной колонной и стволом скважины. Последствия некачественного цементирования могут быть самыми серьезными. Дело в том, что оставленный глинистый раствор при низких температурах расслаивается с периодическим выделением воды, которая при замерзании формирует нагрузки, угрожающие смятием колонн. Подобные периодические структуры, но с выделением песчаных пробок, образуется в фонтанных трубах после остановки скважины. Аналогичные периодические отложения, состоящие из частиц выбуренной породы, могут образовываться при вынужденной остановке циркуляции промывочной жидкости. Такого рода эффекты приводят к прихвату инструмента. Неясна также причина образования ледяных пробок при заполнении ствола скважин соляровым маслом для их консервации. В этом случае, при расконсервации скважин ледяные пробки расположены периодично с расстоянием м. Более того, этот эффект указывает на существование до расслоения, смешанного эмульсионного состояния 5,6,7. Механизм возникновения которого в данных условиях остается невыясненным.