Необхідність підвищення рівня вилучення вуглеводнів привертає особливу увагу дослідників до виснажених та нетрадиційних родовищ. Інтенсифікація видобутку з таких родовищ, у зв’язку з часто низькою проникністю, потребує нових підходів, зокрема вивчення можливостей додаткового вилучення вуглеводнів з використанням особливостей капілярних систем. Дослідження капілярних систем вуглеводневих покладів є важливою і актуальною задачею, особливо з огляду на велику кількість родовищ, які знаходяться на пізній стадії експлуатації та великих перспектив розробки нетрадиційних родовищ, зокрема щільних і сланцевих порід. Для даних родовищ підвищення проникності капілярних систем дозволяє збільшити дебіт на 15-20%.
Наукова новизна дослідження полягає у тому, що вперше було запропоновано використовувати для впливу на капілярну систему привибійної зони пласта натрієві мила для збільшення проникності за рахунок зниження адгезійних сил між стінкою пори та пластовим флюїдом. Визначено пріоритетні характеристики привибійної зони пласта, для яких така обробка буде результативною.
Лабораторні дослідження виконувалися на установці, у якій визначалися час і висоту підняття стовпа води, витісненого з піщаного зразка, нафтою.
Суть методики полягає у випробуванні зразків піску, насичених флюїдами різного типу оброблення, на установці СМЦ-2, за схемою "диск - колодка", а також на приладі ПТ-2 за схемою «диск-зразок-пісок». В якості капілярного впорскування розглянута можливість застосування домішки – суміш натрієвих мил.
Для флюїдів нафтових покладів основними поверхнево-активними речовинами є різноманітні мила. Основною вимогою для мила, яке покращує фільтраційні властивості привибійної зони пласта, крім високої мастильної здатності повинна стати його поверхнева активність стосовно поверхні пор. Таким милом є відходи виробництва концерну "Лукор", основною частиною яких є натрієве мило.
Мила отримують з карбонових кислот або їх гліцеридів (жирів і масел), гідроксидів і алкоголятів лужних металів (в даному випадку натрію) при температурі 150 – 260 0С. Вони розчиняються у воді у вигляді характерних волокнистих структур. Для забезпечення мінімальної розчинності у нафті натрієві мила повинні мати будову коротких молекулярних ланцюгів, що дає можливість проявити властивості поверхнево-активних речовин і не знижує їх температурні мастильні властивості, які проявляються до температури 165 – 170 0С.
Для визначення ефективності такої домішки скористаємося такою запропонованою методикою лабораторних досліджень [1]. Побудуємо діаграму залежності капілярного тиску від насичення зразків нафтою із введенням натрієвого мила у досліджувані зразки для кожного експерименту. Для цього наведено вихідну таблицю 1 даних для капілярного тиску і насичення нафтою для експериментальних груп 1, 4 і 9 (розміри частинок піску вказані у таблиці 1).
Група досліджень 5, 8 та 10 стосуються введення натрієвого мила у зразки через капілярну систему. Решта досліджень (2, 3, 6, 7, 11, 12) проводилися без введення домішок натрієвого мила з контрольною метою.
Таблиця 1 - Дані проникності розраховані на основі вимірювань
Спочатку визначимо зміни капілярного тиску при введенні натрієвого мила разом з флюїдом у зразки піску 8 (табл. 2), 5 (табл. 3), 10 (табл. 4).
Таблиця 2 - Дані щодо капілярного тиску та насичення пісків нафтою з 0,1 % мила для експериментальної групи 8
Таблиця 3 - Дані щодо капілярного тиску та насичення пісків нафтою з 0,1 % мила для експериментальної групи 5
Таблиця 4 - Дані щодо капілярного тиску та насичення пісків нафтою з 0,1 % мила для експериментальної групи 10
Рисунок 1 – Залежність капілярного тиску від насиченості нафтою з милом для пісків групи 8
Рисунок 2 – Залежність капілярного тиску від насиченості нафтою з милом для пісків групи 5
Рисунок 3 – Залежність капілярного тиску від насиченості нафтою з милом для пісків групи 10
Отже, можемо спостерігати покращення фільтраційних характеристик зразків для всіх трьох груп експериментальних зразків (розміри частинок 167,5 мкм, 253,5 мкм і 211 мкм відповідно). Отримані дані свідчать про покращення фільтраційних характеристик зразків не тільки кількісно – збільшення проникності для дрібніших частинок на 25%, для найбільших – на 72%, середніх – на 3 %. Змінилися також криві насиченості зразків і за характером максимально наблизилися до динаміки середніх розмірів зерен. Звідси можна зробити висновок про переваги застосування введення домішок для підвищення капілярної проникності для структур з низькою та високою пористістю [2]. Проведення таких заходів для зерен середньої розмірності не дає результату очевидно, через те, що характер зміни цих параметрів і до обробки мав оптимальні значення щодо проникності.
З рис. 4, на якому представлені результати випробування зразків піску на машині СМЦ-2 зрозуміло, що у даному випробуванні у середовищі флюїду в якості домішки інтенсифікації припливу слід застосовувати натрієві мила. При цьому різке підвищення значень моменту тертя у центральній частині графіку свідчить про втрату змащувальних властивостей нафтових вуглеводнів при високих пластових тисках. Але навіть на даній ділянці адгезійні характеристики для флюїду будуть менші (23 кН·м), ніж при відсутності запропонованої домішки – найнижче значення 25 кН·м.
1 – розчин складу № 8; 2 – розчин складу № 5; 3 – розчин складу № 10.
Рисунок 4 - Залежність моменту тертя від навантаження у середовищі нафтового флюїду
Для визначення адгезійного напруження зсуву у середовищі пластового флюїду з натрієвими милами побудуємо графіки (рис. 5) залежності напруження зсуву від навантаження.
8 – зразок складу № 8; 5 – зразок складу № 5; 10 – зразок складу № 10
Рисунок 5 - Залежність напруження зсуву по зразку від навантаження
За допомогою графіку (рис. 5) графоаналітичним способом визначимо значення адгезійного напруження зсуву. Необхідно зауважити, що чим менші наведені значення, тим вищі протиадгезійні властивості домішки у флюїд. При цьому спостерігаємо відсутність змін порівняно з вихідним флюїдом для зразка середньої пористості.
Отримані дані свідчать про покращення фільтраційних характеристик зразків при введенні у зразки, які імітують привибійну зону пласта нафтової свердловини, запропонованого до використання натрієвого мила – збільшення проникності для дрібніших частинок на 25 %, для найбільших – на 72 %, середніх – на 3 %. Змінилися також криві насиченості зразків і за характером максимально наблизилися до динаміки середніх розмірів зерен. Звідси можна зробити висновок про переваги застосування введення домішок для підвищення капілярної проникності для структур з низькою та високою пористістю.
Всі досліджувані зразки із застосуванням капілярної домішки демонструють тільки покращені характеристики зменшення адгезії флюїду до стінок пор порівняно з результатами без таких домішок. Найменші показники показують колектори середньої пористості.
Література
1. Овецький С. О. Дослідження капілярного введення хімічних речовин у продуктивні пласти для збільшення дебіту свердловин. [Текст] /С. О. Овецький, Я. Я. Якимечко // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2023. - № 3 (88) - С.15-23. https://doi.org/10.69628/pdogf/3.2023.15
2. Овецький С.О. Модернізація cпособу визначення капілярного тиску і проникності за допомогою експериментального лабораторного стенду [Текст] / С.О. Овецький, Я. Я. Якимечко // Нафтогазова енергетика. - 2024. - № 1(41). - С.62-67. https://doi.org/10.31471/1993-9868-2024-1(41)-62-67
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter