ПРИМЕНЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ
ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТА
АЙТКАЛИЕВА Г. С.
PhD, ассоц. профессор, Satbayev University, г. Алматы
МУХАМЕДЖАНОВ К.
магистрант, Satbayev University, г. Алматы
Нефть является основным источником первичной энергии
[1, с. 3] и первичные методы извлечения нефти позволяют извлечь
только 18-20% исходной нефти. Метод повышения нефтеотдачи
(МУН)
–
это процесс извлечения дополнительной сырой нефти
из нефтяных пластов с коэффициентом нефтеотдачи около
30–60 % х [2, с. 2]. В процессе МУН остаточная нефть извлекается
с использованием химического, термического, смешиваемого и
полимерного заводнения [3, c. 77].
Среди различных методов увеличения нефтеотдачи (МУН)
в литературе широко сообщалось о химических методах добычи,
которые увеличивают скорость добычи нефти из пористых сред
[4, с. 115]. Полимерная подпитка, подпитка ПАВ, пенная подкормка
28
29
«СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И ТЕНДЕНЦИИ ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В XXI ВЕКЕ»
«XXI ҒАСЫРДАҒЫ ХИМИЯ ЖӘ
НЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯНЫҢ ЗАМАНАУИ ЖЕТІСТІКТЕРІ МЕН ТЕНДЕНЦИЯЛА
РЫ»
и закачка низкоминерализованной фазы являются наиболее
распространенными методами МУН.
Химическая модификация была реализована для устранения
ограничений полимеров МУН, но сопряжена со многими
другими проблемами, включая низкую растворимость, высокую
стоимость химикатов и повышенный коэффициент сопротивления
[1, с. 3]. Природные или синтетические неорганические материалы
также использовались для наполнения обычных полимеров для
улучшения их характеристик и стали экономически выгодными
[5, с.392]. С другой стороны, эти добавленные наполнители создают
много других проблем для применения, приводя к непрозрачности,
ломкости и увеличению веса [6, с. 83].
В этой связи возможности наночастиц (НЧ) для увеличения
нефтеотдачи являются интересной темой для исследователей и
экспертов по повышению эффективности МУН. НЧ обладают
исключительными свойствами благодаря маленькому размеру
и большой площади поверхности [1, c. 4]. Способность
манипулировать свойствами поверхности НЧ, такими как
гидрофобность, гидрофильность или амфифильность по своей
природе, а также способность изменять заряд поверхности с
положительного или отрицательного заряда и наоборот [7, c. 408].
Благодаря данным преимуществам НЧ при добавлении к
вытесняющим жидкостям МУН может действовать по следующим
механизмам:
– применение НЧ в качестве эффективного агента для
изменения свойств горных пород и флюидной системы [8]. В
данной категории НЧ изучены гидрофильные НЧ кремнезема [9],
наночастиц титана [10]. Исследованиями авторского коллектива
Rezvani и др. [11-13] по изменению смачиваемости карбонатной
породы наночастицами MgO, SiO
2
, Fe
3
O
4
и ZnO установлено, что
наилучшим модификатором смачиваемости служил кремнезем,
Fe
3
O
4
характеризовался наиболее слабыми изменениями
смачиваемости.
– НЧ также могут снижать адсорбцию полимера или
поверхностно-активного вещества породой-коллектором [14].
Авторы [15, c. 962] схематически иллюстрировали (рисунок 1)
изменение смачиваемости за счет применения НЧ, и пришли к
выводу, что адсорбция НЧ на поверхности породы создает новую
поверхность и значительно уменьшает краевой угол смачивания
водой.
Рисунок 1 – Изменение смачиваемости за счет адсорбции
наночастиц на поверхности породы
– снижение межфазного натяжения. Межфазовое натяжение
(МФН) - термодинамическое свойство и меняется со временем,
что может определяться массопереносом между нефтью и водой.
Как и ПАВ, некоторые НЧ имеют одновременно и гидрофильную,
и гидрофобную части, что облегчает движение НЧ в объемной
фазе и их закрепление на границе раздела жидкостей. Склонность
НЧ к прилипанию к границе раздела флюидов, с одной стороны,
и их каталитический эффект в адсорбции асфальтенов, с другой,
являются основными причинами образования прослойки между
нефтью и водой. Из-за их склонности к адсорбции асфальтенов
массоперенос между флюидами увеличивается в присутствии НЧ
и последовательно уменьшается МФН [15].
Используя тензиометр с вращающейся каплей, в работе
[16] исследовали влияние наночастиц анионного поверхностно-
активного вещества и диоксида кремния (SiO
2
) на снижение МФН
на границе раздела нефть-вода для измерения характеристик
наножидкости поверхностно-активного вещества. Наносурфактант
привел к четырехкратному снижению МФН при общей концентрации
1000 ppm и соотношении поверхностно-активных веществ к SiO
2
8:2 соответственно. В условиях высокой температуры и высокой
солености рекомендуются наножидкие поверхностно-активные
вещества для методов увеличения нефтеотдачи [3, c. 82].
30
31
Достарыңызбен бөлісу: |