Воздействие активационной обработки на эксплуатационные характеристики глинистых дисперсий, применяемых в нефтедобыче

• Автор: Кирин, Леонид Валентинович
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Вступление

1 Водоограничительные материалы и методы их активации

1.1 Общие сведения о водоограничительных материалах

1.1.1 Физикохимические основы взаимодействия водоограничительных материалов с пластом

1.1.2 Классификация водоограничительных материалов по способам их применения

1.1.3 Проблемы оптимизации технологий применения ВОМ

1.2 Глинистые дисперсии, применяемые в нефтедобыче

1.2.1 Параметры глинистых дисперсий

1.2.2 Коллоиднохимическая природа глинистых дисперсий

1.2.3 Природа воды, адсорбированной на поверхности глинистых частиц

1.2.4 Структурообразование в глинистых дисперсиях
1.2.5 Влияние на ДЭС глинистых дисперсий
1.2.6 Влияние на вязкость глинистых дисперсий
1.3 Характеристики нехимических методов активации глинистых суспезий, применяемых в нефтедобыче
1.3.1 Сущность и физикохимические основы активации как метода обработки веществ и коллоидных систем
1.3.2 Классификация методов активации дисперсных систем
1.3.3 Физикохимическая сущность ультразвуковой активации
1.3.4 Физикохимическая сущность электрохимической активации
1.3.5 Электрохимическая активация глинистых дисперсий
1.3.6 Ультразвуковая активация глинистых дисперсий
2 Объекты и методы исследования
2.1 Характеристики веществ, применявшихся в ходе исследований
2.2 Получение электрохимически активированной воды
2.3 Обработка глинистых дисперсий ультразвуком
2.4 Изучение кинетики седиментации глинистых дисперсий
2.5 Изучение водоотдачи глинистых дисперсий
2.6 Измерение вязкости глинистых дисперсий
2.7 Измерение электрокинетического потенциала частиц глинистых
дисперсий
2.8 Определение гидроизолирующего эффекта глинистых дисперсий и
растворов жидких стекол
2.9 Измерение напряжение сдвига гелей жидкого стекла
2. Измерение
3 Влияние активационной обработки на свойства дисперсий глин
3.1 Выбор оптимальной модели глинистой дисперсии
3.2 Влияние ультразвуковой активации на седиментационные
характеристики и время водоотдачи глинистых дисперсий
3.3 Влияние электрохимической активации на седиментационные характеристики и время водоотдачи глинистых дисперсий
3.4 Исследование влияния электрокинетического потенциала частиц на агрегативную устойчивость дисперсий
3.5 Исследование влияния временного фактора на активированное состояние воды
3.6 Влияние времени ультразвуковой обработки на седиментационную устойчивость дисперсий
3.7 Влияние ультразвуковой и электрохимической активации на вязкость глинистых дисперсий
3.8 Влияние времени старения на вязкость глинистых дисперсий
3.9 Влияние электрохимической и ультразвуковой активации на вязкость глинистых дисперсий при использовании добавок жидкого стекла
3. Влияние подкисления и подщелачивания дисперсионной среды на эксплуатационные характеристики глинистых дисперсий
3. Влияние активационной обработки на гидроизолирующий эффект глинистых дисперсий
3. Изучение влияния электрохимически активированной воды на прочность гелей растворимого стекла
3. Исследование влияния добавок водорастворимых полимеров на прочность гелей растворов жидкого стекла в электрохимически активированной воде
3. Влияние электрохимической активации на гидроизолирующие свойства гелей растворов жидкого стекла
3. Проведение промысловых испытаний
Выводы
Приложения
Библиография


Установлено отсутствие синергизма совместного воздействия добавок химических реагентов и электрохимической активации на рабочие характеристики глинистых дисперсий. Коллоиднохимические основы взаимодействия водоограничительных материалов с пластом Продуктивный пласт нефтяных месторождений представляет собой сложенную из пород различного минералогического состава см. Эта система, состоящая из пород и пластовых жидкостей, в начальных условиях находится в равновесном состоянии. При введении в коллектор технологической жидкости равновесие нарушается, возникает новая система порода пластовая жидкость технологическая жидкость, в которой происходят сложные химические взаимодействия между компонентами пластовой системы и закачиваемыми жидкостями. Таблица 1. Пластовая и закачиваемая воды СГ БОД Са2 К Вг В3, ЫН Ре2, К. Возникающий при этом градиент химического потенциала, который зависит от вида и концентрации компонентов системы, становится движущей силой процесса. Вследствие этого движение пластовой воды сопровождается различными видами взаимодействия с породами пласта. В результате изменяются свойства и воды, и твердого тела, а с течением времени изменяется и сам характер взаимодействия . При заводнении пластов с применением пресных вод диффузионный переход сопровождается как растворением пластовых пород, гак и вымыванием частиц пород, что приводит к увеличению коэффициента проницаемости пласта. Особенности перемещения веществ под действием градиента концентраций остаются в силе при закачивании в пласт технологических растворов на водной основе, имеющих иной химический потенциал, чем пластовые жидкости. В результате действия обменных процессов в пластовых условиях происходит изменение фазового состояния ионогенных полимеров от жидкого до твердого , осаждение дисперсий латексов , , . Химические реакции сульфирования нефти приводят к образованию, с одной стороны, сульфокислот, способствующих вытеснению нефти из пласта 8, с другой, кислого гудрона, который в определенных физикогеологических условиях может применяться в качестве водоизолирующего агента. В зависимости от свойств химреагентов и компонентов продуктивного пласта может образоваться нефтевытесняющий агент, водоизолируюшее соединение или вещество, изменяющее фазовую проницаемость пород относительно нефти или воды. В порах и трещинах, через которые происходит фильтрация вводимых в коллектор жидкостей, реагент первоначально вступает во взаимодействие с пластовой жидкостью как на фронте передвижения, так и в зоне контакта с породой, на которой образуется промежуточный слой. Свойства жидкости этого слоя во многом предопределяют характер взаимодействия закачиваемого реагента с минералами продуктивного пласта . Закачиваемая вода на поверхности пород, наряду с образованием фазы с особыми свойствами, вступает в химическое взаимодействие с твердой поверхностью, образуя новые соединения . Более интенсивно в этот процесс включаются глинистые минералы, обладающие свойством диспергироваться в результате ионообменных процессов в водном растворе. Совершенно иной характер носит взаимодействие реагентов с поверхностью пород, покрытых нефтью. Промежуточный слой нефти, образующийся на поверхности пород из молекул углеводородов, обладает большой упругостью,
и его толщина достигает 0,4 0,8 м . Это препятствует непосредственному контакту химреагентов с минералами, а следовательно, проявлению адгезионных сил между ними и химических реакций. Сущность действия любого водоизолирующего материала сводится к перекрытию путей притока воды в добывающую скважину избирательным воздействием на источник обводнения на смежные пласты и пропласткиобводнители, обводненные зоны в продуктивном объекте, а также на пути водопритоков в виде трещин в коллекторе и других каналов в заколонном пространстве. Для этой цели разработаны различные методы с применением водоизолирующих материалов и технических средств. Методы ограничения притока вод в скважины в зависимости от влияния закачиваемого реагента на проницаемость нефтенасыщенной части пласта, делятся на селективные и неселективные. Такое разделение определяется физикохимическими свойствами материала.