ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы подбора композиций из "Новые физико-химические аспекты повышения эффективности химреагентов в нефтедобыче" Начиная с 30-х годов XX века в США, а затем и в других развитых странах получено большое количество патентов на применение ПАВ различной природы для увеличения нефтеотдачи пластов. Широкое распространение получил метод композиционного подхода на основе анионоактивных, неионогенных и катионных ПАВ и различных активных добавок. [c.7] Многочисленные результаты исследований, описанные в патентной и научно-технической литературе, свидетельствуют о сложности процесса нефтевытеснения, трудностях учета всевозможных факторов и невозможности создания универсального химического реагента. В зависимости от способа заводнения, используемых веществ, геолого-физических условий залегания и строения коллекторов многими авторами предложены различные эмпирические критерии при оценки эффективного нефтевытеснения [3-8]. [c.7] Необходимость достижения низких а для обеспечения эффективного нефтевытеснения вытекает из теоретического рассмотрения процесса вытеснения капиллярно-удерживаемой нефти [3, 8]. [c.8] Капли нефги, находящиеся в паровом пространстве, образуют на границе раздела мениски, создающие капиллярное давление. В неподвижном состоянии противоположно направленные давления менисков компенсируются. В вытесняющем потоке под действием внешнего давления они деформируются, в результате чего возникает составляющая капиллярного давления, направленная противоположно потоку. [c.9] Для успешного вытеснения нефти градиент внешнего давления должен быть больше составляющей капиллярного давления. Поскольку увеличение давления на забое ограничено мощностью пласта и возможностью его гидроразрыва [10], единственной альтернативой уменьшения капиллярного давления является снижение межфазного натяжения до величин 0,01-0,0001 мН/м. К такому же заключению приходят путем анализа условий эффективного извлечения нефти с позиций неравновесной термодинамики [11]. [c.9] Межфазное поведений углеводородов, их смеси или нефти в многокомпонентных системах можно моделировать алканами. Для любого углеводорода существует свой алкановый эквивалент (а.э.), который показывает, что углеводород ведет себя в системе аналогично алкану с соответствующим числом углеводородных атомов. Число атомов углеводорода алкановой цепи, соответствующее а, принято называть алкановым углеводородным числом (а.ч.). Хотя алкановое число является характеристикой исследуемой системы в целом при определенных температурах, концентрации электролитов, структуре и концентрации сопутствующих ПАВ, оно может быть характеристикой самого ПАВ. Влияние различных параметров на а.ч. описывается эмпирическими корреляциями, основанными на исследованиях как индивидуальных, так и сложной смеси технических ПАВ. Введение электролитов в водный раствор суль-фанатов приводит к обогащению межфазного слоя ПАВ. Однако не всегда обеспечиваются условия для оптимального распределения их между водной и углеводородными фазами. Высокое сродство поверхностно-активных веществ к обеим граничащим фазам достигается добавлением в систему сопутствующих ПАВ, в качестве которых наиболее часто используют спирты [19, 20]. Наличие спиртов ведет к образованию более разрыхленной структуры межфазного слоя. Увеличение длины радикала спирта способствует повышению сродства системы к углеводородной фазе, что снижает оптимальную концентрацию электролита и увеличивает глубину минимума межфазного натяжения [19, 20]. Низшие спирты вызывают обратный эффект. Увеличение количества атомов углерода в боковой цепи сопутствующих ПАВ мало сказывается на изменении а. Например, трет-бутиловый и изопропиловый спирты оказывают такое же действие на систему вода-ПАВ-углеводород, как и этанол. [c.10] КИМ межфазным натяжением в заданном диапазоне алкановых эквивалентов, характерным для нефти в условиях конкретной залежи. [c.11] В соответствии с этой концепцией, сводящейся также к регулированию гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), выбор ПАВ и составление на их основе композиций осуществляется таким образом, чтобы условия конкретного месторождения ( состав пластовой воды и нефти, температура пласта и др.) соответствовали условиям фазовых переходов и низкого межфазного натяжения.. [c.11] Су - концентрация в углеводородной фазе. [c.12] Значения ГЛБ имеют термодинамическую основу и могут быть рассчитаны по химическим формулам веществ с использованием значений вкладов в дельта О растворения различных групп молекул ПАВ. Естественно, что введение различных добавок, изменение температуры и других параметров системы приведут и к изменению ГЛБ ПАВ. Изучение стабильности дисперсных систем и установление корреляционных зависимостей, отражающих влияние различных параметров на ГЛБ систем, позволяют осуществлять выбор ПАВ, эффективных в конкретных условиях применения. [c.12] Вернуться к основной статье