Смачивание вытеснение нефти

Другой физико-химический показатель эффективности действия ПАВ — косинус краевого угла смачивания со5 0 — используют при анализе тройных гетерогенных систем типа жидкость — жидкость — твердое тело, жидкость — газ — твердое тело, при процессе вытеснения нефти это система нефть — вода — горная порода. Использование параметра СО5 0 вызвано тем, что прямое измерение поверхностного натяжения твердого [c.67]

Согласно современным представлениям о механизме вытеснения нефти ПАВ, добавляемые в нагнетаемую воду, должны 1 — способствовать смачиванию поверхности поровых каналов вытесняющей водой 2—уменьшать поверхностное натяжение на границе нефть — вода 3 — вытеснять нефть с поверхности породы 4 — диспергировать нефть в потоке воды, т. е. добавление ПАВ уменьшает капиллярное сопротивление движению водонефтяных смесей и переводит связанную с породой нефть в свободное состояние. Это достигается при адсорбции на поверхностях раздела ПАВ, которые резко снижают поверхностное натяжение системы нефть — [c.69]

Влияние магнитной обработки природной и технической воды на коагуляцию, смачивание и фильтрацию используют для существенного улучшения вытеснения нефти из смеси песка и глины. В результате обработки увеличиваются безводный период и полнота вытеснения. При значительном содержании глины в песке отмечаются повыщение коэффициента продуктивности и сокращение продолжительности вытеснения. При магнитной обработке улучшается обезвоживание водных эмульсий, снижается соленость и возрастает скорость расслаивания. [c.190]

По мере вытеснения нефти и уменьшения ее содержания в поровом пространстве возможность столкновения глобул и нх коалесценция уменьшаются, в результате чего дисперсность подвижной части нефти в поровом пространстве возрастает. Как указывалось выше, капли очень малых размеров могут вести себя почти как твердые частицы, если величина поверхностного натяжения большая, а защитный слой обладает достаточной механической прочностью. При застревании этих капель в сужениях пор необходимы большие усилия для их деформации и проталкивания. Чем больше поверхностное натяжение и механическая прочность адсорбционного слоя, тем при больших размерах капля становится мало деформируемой. Вместе с тем, чем меньше поверхностное натяжение, тем интенсивнее процесс диспергирования и выше конечная степень дисперсности вытесняемой нефти. С увеличением краевых углов смачивания, наоборот, дисперсность уменьшается. Более благоприятными становятся условия укрупнения капель и образования линз. [c.90]

Процесс вытеснения нефти водой с твердой поверхности в значительной мере определяется механизмом избирательного смачивания. [c.118]

Хотя в реальных условиях вытеснения нефти водой и в других процессах добычи нефти равновесные краевые углы смачивания, по-видимому, не существуют, нельзя отрицать важность определения этого показателя. По величине краевых углов смачивания можно судить о молекулярной природе нефти, воды и твердой поверхности, а также об изменении их поверхностных свойств при добавках к ним различных ПАВ, можно дать качественную оценку показателей процесса вытеснения нефти водой и др. [c.121]

Так, рассматривая задачи, связанные с предотвращением отложения парафина в трубах при движении в них водо-нефтянои смеси, можно сделать вывод, что при заданных дисперсности нефти и условиях ее коалесценции поверхность труб будет отмываться от нефти тем меньше, чем больше краевой угол смачивания. При бурении нефтяных скважин с применением эмульсионных растворов чем больше при прочих равных условиях краевой угол смачивания, тем меньше количество проникающей в пласт воды и глубина ее проникновения. С увеличением краевого угла смачивания вода вытесняется из призабойной зоны нефтью быстрее. и в больших количествах. С величиной краевого угла смачивания связано обращение фаз эмульсии. Так, например если стенки трубы хорошо смачиваются нефтью, то это способствует обращению фаз эмульсии. Чем лучше смачивается порода нефтью, тем более вероятно образование в ней гидрофобной эмульсии, вызывающей большее сопротивление вытеснению нефти водой и т. д. [c.121]

Водорастворимые ПАВ, когда они уменьшают краевой угол смачивания, способствуют быстрому разрыву пленки нефти ня твердой поверхности и интенсивному растеканию капли воды по ней. Время гистерезиса смачивания в этом случае резко убывает. При прилипании капли нефти к твердой поверхности водорастворимые ПАВ препятствуют ее растеканию по ней, так как увеличивают время гистерезиса. Все это увеличивает скорость вытеснения нефти водой и уменьшает скорость проскальзывания воды относительно нефти. [c.123]

Противоположный процесс должен происходить при вытеснении нефти водой (случай наиболее частый при геофизических исследованиях). С увеличением содержания карбонатов в породе и других минералов, плохо смачивающихся водой, на которых возможна химическая фиксация активных компонентов нефти, остаточная нефть будет находиться преимущественно в пленочном состоянии. С увеличением же содержания минералов, хорошо смачивающихся водой (кварц, глина), — в капиллярно-удерживаемом. Так как с возрастанием активности нефти смачивание пород ею улучшается, то возможность разрыва водной прослойки возрастает, и поэтому поверхность, занятая пленочной водой, уменьшается. [c.134]

В процессе вытеснения нефти поверхностно-активные вещества оказывают влияние на следующие взаимосвязанные факторы межфазное натяжение на границе нефть — вода и поверхностное натяжение на границах вода — порода и нефть — порода, обусловленное их адсорбцией на этих поверхностях раздела фаз. Кроме того, действие поверхностно-ак-тивных веществ проявляется в изменении избирательного смачивания поверхности породы водой и нефтью, разрыве и отмывании с поверхности пород пленки нефти, стабилизации дисперсии нефти в воде, приросте коэффициентов вытеснения нефти водной фазой при принудительном вытеснении и при капиллярной пропитке, в повышении относительных фазовых проницаемостей пористых сред. [c.67]

В механизме вытеснения нефти из однородного пласта велика роль трех параметров на границе раздела фаз поверхностное натяжение вязкость на границе раздела заряд на границе раздела фаз. Краевой угол смачивания играет не менее важную роль. [c.51]

Особенно часто определяют краевой угол смачивания нефти в водной среде, что необходимо для исследования процессов вытеснения нефти водой (см. гл. X). Кроме того, возможно определение краевых углов при смачивании твердых поверхностей тонкими слоями жидкости [c.57]

АДГЕЗИЯ, СМАЧИВАНИЕ И ВЫТЕСНЕНИЕ НЕФТИ [c.318]

Процесс вытеснения нефти. Смачивание лежит в основе процесса вытеснения нефти из пласта. [c.318]

Поверхностные свойства минералов пласта, смачивание породы нефтью и водой, поверхностные свойства нефти и воды определяют процесс капиллярного вытеснения. [c.323]

Таким образом, знание особенностей смачивания породы водой и нефтью является необходимым, но еще недостаточным условием процесса вытеснения нефти водой. [c.324]

В процессах взаимного вытеснения нефти и воды в порах коллектора большое значение имеет адсорбция ПАВ на твердой поверхности (в порах) вблизи мениска. Такая адсорбция может вызвать инверсию избирательного смачивания при повышении нефтеотдачи коллектор должен быть гидрофобизирован вблизи мениска в результате ориентированной адсорбции, особенно при условии химической фиксации полярных групп — анионоактивных на карбонатных щелочноземельных породах или катионоактивных на кварцевых песчаниках или силикатных породах. [c.30]

Рис. 4.8. Влияние смачивания на вытеснение нефти.

Смачивание играет большую роль в сельском хозяйстве и в природе. Капиллярное поднятие глубинных вод в грунтах и почвах обеспечивает существование растительности. Хитиновые покровы оперения водоплавающих птиц предотвращают смачивание перьев благодаря этому птица не тонет. Смачивание частиц грунта водой и возникновение стягивающих сил возле менисков имеет большое значение для прочности грунтов. Взаимное вытеснение нефти и воды в нефтеносных песках и других породах в значительной мере определяется присутствием в водной среде и в нефти поверхностно-активных веществ, влияющих на избирательное смачивание. Нефти,- в которых нет полярных поверхностно-активных веществ, легче вытесняются водой из гидрофильного грунта при наличии таких веществ избирательное смачивание изменяется в сторону вытеснения воды нефтью [117]. Несмачиваемость сухого торфа представляет большую пожарную опасность [346]. [c.212]

Гистерезис зависит от направления движения периметра смачивания, т.е. от того, происходит ли вытеснение с твердой поверхности воды нефтью или нефти водой (рис. 83). Угол, образующийся при вытеснении нефти водой (02.1), принято называть и а с т у п а ю щ и м, а угол, образующийся при вытеснении воды нефтью (01.2)- -о г с т у п а ю щ и м. При этом отступающий 0,2. наступающий 02,] и статический 0 углы всегда находятся в соотношении 02,1 > 0 > 01.2- [c.172]

С помощью "оптической скамьи" можно измерить как статические, так и кинетические углы смачивания. Если первые определяют для общей физико-химической характеристики нефтесодержащих пород и смачивающих свойств вод, то кинетические углы важно знать при изучении избирательного смачивания пород в процессе вытеснения нефти водой из пористых сред и для оценки знака и величины капиллярного давления в поровых каналах. [c.174]

Как было отмечено, за водонефтяным контактом мениски создают многочисленные эффекты Жамена и препятствуют вытеснению нефти. Если среда гидрофильна, в области водонефтяного контакта давление, развиваемое менисками, способствует возникновению процессов капиллярного пропитывания и перераспределения жидкостей. Это связано с неоднородностью пор по размерам. Капиллярное давление, развиваемое в каналах небольшого сечения, больще, чем в крупных порах. В резуль-гате этого на водонефтяном контакте возникают процессы противоточной капиллярной пропитки - вода по мелким порам проникает в нефтяную часть пласта, по крупным порам нефть вытесняется в водоносную часть. Интенсивность этого процесса зависит от свойств пластовой системы, а также от соотношения внешних и капиллярных сил. Когда внешние силы велики (т.е. когда перепад давлений в пласте, под действием которого нефть вытесняется водой, достаточно большой), фронт может передвигаться настолько быстро, что вследствие гистерезисных явлений в гидрофильном в статических условиях пласте наступающие углы смачивания становятся близкими к 90° или больше. При этом процессы капиллярного впитывания на фронте вытеснения затухают или исчезают. Однако в большинстве случаев (при закачке поверхностных пресных вод в пласт) эти процессы на фронте вытеснения нефти водой проявляются в той или иной степени, так как реальные скорости продвижения водонефтяного контакта редко превышают 0,5-1 м/сут. [c.190]

Нефть в пленочной форме обладает повышенным сопротивлением течению [5]. Вытеснение с твердой поверхности пленочной нефти, если она не разорвана водой, происходит только за счет некоторого уменьшения толщины пленки под действием касательных сил при движении потока воды по поверхности пленок с образованием на этой поверхности капель нефти. Самопроизвольно этот процесс может протекать с уменьшением энергии системы. Свободная поверхностная энергия системы нефть — вода — порода будет меньше, если угол избирательного смачивания воды меньше 90°. Таким образом, пленочная нефть может разрываться водой в тех случаях, когда она вытесняется с твердой поверхности благодаря избирательному смачиванию. [c.97]

Целый ряд исследований указывает на то, что гидрофильность порол можно увеличить, искусственно повышая пластовое давление, температуру и скорость фильтрации. С повышением давления увеличивается поверхностное натяжение на границе нефти с водой, происходит уменьшение избирательного угла смачивания водой поверхности пор и увеличение капиллярного вытеснения. [c.46]

С уменьшением дисперсности нефти в поровом пространстве замедляется процесс вытеснения. Объясняется это тем, что давление, приходящееся на единицу массы нефти в линзе, с увеличением ее размера уменьшается, так как масса линзы увеличивается при шарообразной форме в кубе, а поверхность в квадрате. Если линза или капля движутся по смоченной водой поверхности и не прилипают к ней, то движению их препятствуют капиллярное давление и механическая прочность адсорбционного слоя. Чем больше скорость движения, меньше поверхностное натяжение и краевой угол смачивания, тем меньше возможность прилипания капель и линз подвижной части нефти к твердой поверхности. [c.90]

Представленный механизм вытеснения нефти водой из гидрофильных пластов и результаты исследований указывают на две возможности, позволяющие получить максимальную безводную нефтеотдачу. Первая возможность связана с увеличением скорости нагнетания воды, а вторая — с выбором вытесняющего агента, который обеспечивал бы максимальный микроохват породы и наиболее равномерное его продвижение в поровых каналах разного размера. Иначе говоря, вытесняющая вода должна обладать максимальным поверхностным натяжением (а) и промежуточным значением угла смачивания (0) порядка 45—60°. Как было показано выше, достижение наилучших показателей вытеснения нефти из микронеоднородных пластов, избирательно лучше смачиваемых водой, возможно только при очень высоких, практически не реализуемых скоростях фильтрации. Поэтому на практике более приемлемыхм следует считать второй путь, предусматривающий выбор вытесняющего агента, обеспечивающего максимальный коэффициент микроохвата пласта, т, е, вытесняющий агент с высоким значением о и промежуточным значением 6. [c.94]

Другим важным критерием, характеризующим нефтевымывающие способности жидкостей, используемых при вытеснении нефти, является способность вод смачивать породу. При прочих равных условиях лучще отмывают нефть воды, хорошо смачивающие порюду продуктивных коллекторов [12]. В зависимости от природы применяемых химических веществ смачивание породы водой может улучшаться или ухудшаться, тем самым влияя на эффективность вытеснения и нефтеотдачи пласта. С этой целью с помощью проектора и гидрофобизированных нефтью капилляров при комнатной температуре определяли действие ацеталей [c.151]

В целом лучшая нефтеотмывающая способность воды с добавками ацеталей I и И по сравнению с дистиллированной водой и 0,1%-ным водным раствором ОП-10, по-видимому, объясняется их комплексным механизмом действия. Наряду с выс(кой нефтеотмывающей способностью, которая увеличивается с ростом концентрации ацеталей в воде, заметным понижением поверхностного натяжения на границе раздела фаз при концентрациях 1-5%, улучшением смачивания породы водой с добавками веществ I и П, имеет место и переход этих веществ в нефть, способствующий снижению вязкости нефти, что в конечном счете приводит к более полному вытеснению нефти из керна, тогда как действие водных растворов ОП-10 в основном определяется снижением поверхностного натяжения и улучшением смачивания породы водой. По-видимому, снижение вязкости за счет диффузии молекул ПАВ в нефть за непродолжительное время опыта (2-3 сут) не происходит или происходит в очень малых количествах. [c.161]

Гистерезисные явления играют очень большую роль в процессе вытеснения нефти водой. Нефтерастворимые ПАВ, увеличивая время стягивания периметра смачивания при коалесцентном отрыве капли, затрудняют процесс разрыва пленки нефти. При разрыве же пленки они резко увеличивают время растекания капли воды по твердой поверхности. Во время разрыва пленки воды и прилипания капли нефти к твердой поверхности в водной среде нефтерастворимые ПАВ способствуют быстрому растеканию капли, что затрудняет ее вытеснение и приводит к увеличению скорости проскальзывания воды относительно капли. [c.123]

Использование П. я. широко и многообразно во мн. отраслях произ-ва. Напр., смачивание играет определяющую роль в вытеснении нефти из пластов, при флотац. обогащении полезных ископаемых, нанесении красок и покрытий, очистке газов от пыли, пропитке строит, и текстильных материалов. Как гомогенное, так и гетерог. образование зародышей новой фазы существенно сказывается на эффективности теплообменных процессов. Эффект Ребиндера используют при бурении горных пород, мех. обработке высокопрочных материалов, измельчении, обусловливая значит. сокращение энергозатрат. Модифицирование пов-сти адсорбц. слоями позволяет гидрофобизировать разл. материалы (произ-во водоотталкивающих тканей, предотвращение слеживания гидрофильных порошков). Смачивание, адгезия, адсорбция изменяют биосовместимость кро- [c.591]

Продуктивные пласты месторождения Башкортостана сложены премущественно мелкозернистыми песчаниками и алевролитами. Основным породосодержащим минералом является кварц, который по своей природе является гидрофильным. О гидрофильности поверхности пор продуктивных песчаников свидетельствует тот факт, что при полном насыщении порового пространства водой, капиллярного замещения воды нефтью не происходит. Насыщение же порового пространства нефтью почти во всех слз аях приводит к капиллярному замещению водой, т. е. имеет место самопроизвольный процесс капиллярной пропитки. Тем не менее, в продуктивных пластах даже при высоких первоначальных водонасыщенностях возможна гидрофобизация порового пространства нефтью, что обуславливает образование остаточной нефти. Остаточная нефть формируется в продуктивных пластах в результате вытеснения нефти водой. Наличие гидрофобных и гидрофобизированных участков на поверхности поровых каналов коллектора, соприкасающейся с нефтью вследствие адсорбции поверхностно-активных веществ, приводит к смачиванию их нефтью и возникновению граничных слоев с повышенной вязкостью, которые при существующих технологических методах извлечения нефти не участвуют в течении по пласту. [c.125]

Скорость и вероятность прилипания капель нефти увеличиваются с ростом концентрации в нефти веществ, сильно гидро-фобизирующих твердую поверхность, т. е. с ростом краевого угла смачивания, а также с увеличением размеров капель скорость же коалесценции возрастает с уменьшением прочности адсорбционного слоя ПАВ на поверхности капель нефти. Для уменьшения скорости коалесценции и прилипания капель нефти к твердой поверхности необходимо, чтобы водорастворимые ПАВ приводили к возможно большему уменьшению значения 9 и диспергированию нефти, а также к увеличению прочности адсорбционного слоя ПАВ на поверхности капель. При одном и том же снижении Ов. н при добавке водорастворимых ПАВ время вытеснения нефти водой оказывается тем больше, чем больше 6. [c.44]

Учитывая значительную роль поверхпостного натяжения и избирательного смачивания в процессах взаимного вытеснения нефти и воды, определяющим свойством ПАВ как добавки в промывочную жидкость для вскрытия продуктивного пласта является его высокая поверхностная активность па границе нефть — вода. Большое значение придается изменению смачиваемости породы под действием ПАВ и сохранению поверхностно-активных свойств при взаимодействии минерализованной пластовой воды с адсорбирующими частицами пород. Кроме того, ПАВ не должно образовывать на границе раздела фаз адсорбционных слоев гелеобразной структуры, так как это вызывает большие гидравлические сопротивления. [c.83]

Отмеченное многими работами влияние магнитной обработки природной и технической воды на коагуляцию, смачивание и фильтроваигге обусловило целесообразность испытания ирнменимости магнитной обработки для улучшения вытеснения нефти из песчаных пластов [c.252]

Для двухфазной системы солевой раствор - нефть установлено [22] соотношение между поверхностным зарядом и поверхностным натяжением. Найдено, что кривые электрофоретической подвижности и поверхностного натяжения являются зеркальными отображениями друг друга. Изучение поверхностного заряда системы сырая нефть -водная фаза наводит на мысль о том, что природа и величина зарядов на поверхности твердого тела - важный фактор эффективности процесса вытеснения нефти. Вагнер и Лич [12] и Лич и сотр. [13] предположили, что обращение смачиваемости пористого тела (переход от смачивания нефтью к смачиванию водой) при водной обработке приводит к повыщению добычи нефти. Правильным выбором ПАВ можно селективно изменить краевой угол смачивания (смачиваемость) нефтью поверхности твердого тела (рис. 4.8) и создать таким обрааом более благоприятные условия для вытеснения нефти. Мелроуз и Брбшднер [8], а также Моррои [14] пришли к заключению, что для оптимального извлечения оставшейся нефти с применением заливки, дающей низкое поверхностное натяжение, горная порода [c.68]

Существует много способов увеличения производительности таких скважин. Один из них основан на вытесненпп нефти из песка и пород водой. Вода подается в скважину под большим давлением и часто нефть выбрасывается из соседних скважин. Для этой цели весьма эффективным является ирименение водных растворов ПАВ. Исследовательские работы в этом направлении только начинаются. Эффект применения ПАВ зависит от нравиль-ного выбора вещества, так как характер нефтеносных пород и песков различен. Роль ПАВ заключается в увеличении избирательного смачивания водой пород и песка для улучшения условий вытеснения нефти. В США для вторичной добычи нефти применяются оксиэтилированные алкилфенолы и амиды жирных кислот [64]. При разработке методов вторичной добычи нефти необходимо учитывать результаты исследований, проведенных А. Б. Таубманом и А. Ф Карецким [65]. [c.46]

Гистерезис смачивания зависит от скорости перемещения трехфазной границы раздела фаз по твердой поверхности, а также от адсорбции на ней веществ и шероховатости твердого тела.-С увеличением скорости вытеснения нефти водой из капиллярных каналов пористой среды вследствие гистерезисных явлений наступающий угол смачивания возрастает и может стать больше 90 , если даже в статических условиях поверхность капилляра гидрофильна. [c.172]

Вместе с тем известно, что интенсивность и направление действия капиллярных сил зависят так или иначе от всего многообразия свойств пластовых систем и гидродинамических условий вытеснения. Знак и величина капиллярных сил представляют собой как бы суммарный результат физических свойств и физико-химических характеристик пласта, горных пород и пластовых жидкостей. Это позволяет наметить качественную связь между большинством параметров пластовых систем, условиями вытеснения и нефтеотдачей пласта, так как характер влияния большинства этих параметров на интенсивность и направление действия капиллярных процессов известен (или может быть установлен из большого экспериментального материала, накопившегося в области физики и физико-химии вытеснения нефти из пористых сред). Для этого необходимо прежде всего установить, как анализируемое свойство пласта, жидкостей или всей системы влияет на интенсивность и направление действия капиллярных сил. Если, например, процессы капиллярного пропитывания и перераспределения жидкостей на водонефтяном контакте отрицательно влияют на нефтеотдачу пластов, то лучший результат можно получить при вытеснении нефти водами, развивающими на контакте с нефтью низкое капиллярное давление, т.е. водами, обладающими значением асо50 (натяжение смачивания), приближающимся к нулю. Следовательно, если это предположение справедливо, то лучшая нефтеотдача может быть достигнута при вытеснении нефти из гидрофильных пород водами с низкими значениями поверхностного натяжения. Поэтому изучение процессов вытеснения нефти водой совместно с капиллярными процессами и капиллярными характеристиками пластовой системы - один из путей, позволяющий увязать и одновременно учесть влияние на нефтеотдачу как условий вытеснения, так и большей части физических и физико-химических свойств пластовых жидкостей и пород. [c.193]

Считается, что основным критерием применимости растворов щелочей для повышения нефтеотдачи при заводнении залежей является степень снижения поверхностного натяжения а на границе с нефтью. С точки зрения роли капиллярных процессов при вытеснении нефти водой из пористых фед при различных условиях, по-видимому, более целесообразно оценивать пригодность растворов щелочей для повышения нефтеотдачи по уровню натяжения смачивания a osG (здесь 0 - угол избирательного смачивания). [c.211]

Очевидно, адсорбция породой различного количества асфальтенов приводит не только к различной степени гидрофобности породы, но и к различным свойствам граничного слоя нефти. Следовательно, будет меняться в определенной степени и характер вытеснения. Поэтому следует остановиться на исследованиях Н. Н. Таирова и М. М. Кусакова [175], которые показали, что при изменении давления в системе углеводородная жидкость—вода— кварц, создаваемого метаном, меняется краевой угол смачивания кварца углеводородной жидкостью. [c.177]

Требования к ПАВ для кислотной обработки нагнетательных скважин отличаются от требований, предъявляемых при обработках эксплуатационных скважин. ПАВ здесь способствуют увеличению гидрофилизирующих свойств отработавшего кислотного раствора. Гидрофилизация породы приводит к уменьшению угла избирательного смачивания для воды, в результате чего капиллярные силы становятся направленными в сторону движения потока кислоты — от забоя в пласт. Это приводит к более полному отмыву нефти в призабойной зоне и облегчению вытеснения ее из пределов ПЗП в глубь пласта. Для нагнетательных скважин высокоактивными являются неионогенные ПАВ. [c.15]

Влияние ацеталей I н П на поверхностное натяжение и краевые угаы смачивания. Известно [12,40], что поверхностное натяжение (а) является одним из важных факторов, который определяет многие явления, происходящие при добыче нефти. Так, по межфазному натяжению можно судить о свойствах соприкасающихся фаз, о взаимодействии жидких и твердых тел, об условиях прилипания к твердым частицам капель воды и нефти, об интенсификации проявления капиллярных сил и т.д. В связи с тем, что поверхностное натяжение определяет многие явления, происходящие в процессе добычи нефти, начиная от процессов вытеснения и кончая сбором и транспортом нефти, нами исследовался вопрос влияния ацеталей I и II на изменение а на различных разделах фаз. [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология