ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние смачиваемости породы на эффективность вытеснения нефти водой из "Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов" Обобщив обширный экспериментальный материал по изучению кривых относительных проницаемостей, Крейг Ф.Ф. в своей работе [95] приводит типичные кривые относительной проницаемости для системы вода-нефть в гидрофильных и гидрофобных пористых средах. [c.22] С остаточной нефтенасыщенностью проницаемость близка к абсолютной. Естественно, в этом случае резко возрастает обводненность продукции скважин. [c.23] Последнее утверждение подтверждается данными Крейга Ф.Ф. [95] и многих других исследователей. Крейгом Ф.Ф. были рассчитаны показатели процесса заводнения гидрофильного и гидрофобного линейного пласта. В расчет приняты вязкости нефти и воды, равные соответственно 5 и 0,5 сПз. Результаты расчетов приведены на графике рис. 1.3. [c.23] На основе анализа экспериментальных данных можно сделать однозначный вывод из гидрофильного пласта нефть извлекается при более низком водонефтяном факторе и, следовательно, меньшим количеством нагнетаемой воды, чем из гидрофобной среды. Таким образом, при прочих равных условиях вытеснение смачивающей фазы несмачивающей менее эффективно, чем вытеснение несмачивающей жидкости смачивающей. [c.23] К аналогичным выводам приходит и Шейдегер А.Э. [88] на основе анализа многочисленных работ по изучению влияния различных факторов на кривые относительных проницаемостей в системе вода-нефть . [c.23] По этим формулам легко подсчитать, что при прочих равных условиях относительная проницаемость для смачивающей фазы всегда ниже, чем для несмачивающей. Таким образом, можно считать доказанным, что из гидрофобного пласта нефть вытесняется водой значите ьно хуже, чем из гидрофильного. [c.24] Здесь уместно привести представления Шейдеггера А.Э. о процессе вытеснения нефти водой из макро однородной пористой среды. В соответствии с этой концепцией (которая полностью согласуется со всеми экспериментальными данными) при внедрении воды в нефтенасыщенную пористую среду она пробивает себе каналы в нефтяной фазе. При этом в пористой среде образуются языки, которые затем разветвляются и в конечном итоге каждая из фаз образует сеть шнурковых каналов. Каждая из фаз движется на определенном расстоянии от входа по самостоятельным, довольно извилистым каналам (шнуркам). Вода, двигаясь по своим каналам, постепенно увеличивает их объем (водонасыщенность в каждом сечении пласта возрастает), вытесняя нефть вдоль своих собственных каналов до тех пор, пока нефтяные шнурки не разорвутся. В этом случае нефть переходит в подвешенное (неподвижное состояние). Стадия разрыва шнурков зависит от характеристик смачиваемости и вязкости нефти. С увеличением вязкости нефти разрыв сплошности нефтяной фазы наступает раньше. Гидрофильность пористой среды способствует более полному вытеснению нефти через проявление капиллярных эффектов. [c.25] Следует отметить, что все многообразие факторов, проявляющихся через смачиваемость, автоматически воспринимается капиллярными процессами. Кроме того, значения смачиваемости, полученные в процессе капиллярной пропитки, носят динамический характер и наиболее полно отражают действительное состояние поверхности породы. [c.25] Замерить краевой угол 0 в пористой среде в динамике прямыми методами не представляется возможным, так как 0 меняется от точки к точке норового канала и, кроме того, в динамике существенное влияние оказывает гистерезис смачивания. Поэтому нами была сделана попытка, используя данные по противоточной капиллярной пропитке, оценить среднее значение смачиваемости пористых сред при различной водонасыщенности [31]. [c.25] В основу методики был положен принцип двойного опыта , сущность которого состоит в том, что сопоставляются капиллярные процессы, происходящие в условиях неизвестной смачиваемости, с результатами опытов по капиллярной пропитке, в которых смачиваемость предполагается известной. [c.25] Опытами было установлено, что в пористой среде, насыщенной естественной нефтью, смачиваемость поверхности кварцевого песка водой улучшается с увелтением начальной водонасыщенности. Так, ири увеличении количества связанной воды с 3,5% до 18,0% скорость противоточной капиллярной пропитки возрастает примерно в 18 раз, при этом в первом случае Соз0=О,178. [c.26] Экспериментами также установлено, что в случае капиллярного вытеснения углеводородных жидкостей из гидрофильной пористой среды присутствие в порах пласта связанной воды в указанных количествах не оказывает никакого влияния на смачиваемость породы водой. Величина Созб близка к единице. [c.26] Известно, что вода в условиях естественного пласта содержит большое количество растворенных ионов. Взаимодействие воды и ионов с твердой поверхностью в значительной степени изменяет физико-химическое и электрическое состояние твердой поверхности. [c.26] Нефть представляет собой коллоидный раствор смеси неполярных и полярных молекул. Гидрофобизация поверхности породы, в основном, связывается с адсорбцией асфальтенов [1]. Асфальтовосмолистые вещества относятся к классу нейтральных полициклических соединений, содержащих кислород, серу или п то и другое. В химическом отношении смолистые вещества неа тивны, в то же время присутствие кислорода и серы придает им пол. рность, в силу чего эти вещества являются поверхностно-активными. [c.26] Конкуренция сил, стягивающих воду в капилляры и удерживающих воду на твердой поверхности, является одним из факторов, предопределяющих количество гадрофобизированных участков в пористой среде и характер распределения погребенной воды. [c.27] Если допустить, что в разных моделях, составленных из одного и того же песка, геометрия порового пространства воспроизводится, то все многообразие факторов, проявляющихся через смачиваемость, будет автоматически восприниматься капиллярными процессами. Кроме того, значения смачиваемости, полученные в процессе капиллярной пропитки, носят динамический характер и наиболее полно отражают действительное состояние смачиваемости в пористой среде. [c.27] Несмотря на обшрфные экспериментальные исследования по изучению адсорбционных слоев асфальтово-смолистых веществ, нельзя считать, что условия образования этих слоев, их структура и размер до конца изучены. Здесь еще много неясного и противоречивого. Некоторые исследователи [53-55, 58, 80], например, считают, что образующиеся адсорбционные слои асфальтовосмолистых веществ покрывают поверхность породы равномерной тонкой пленкой, толщина которой зависит от величины адсорбции асфальтенов на единице поверхности. [c.27] Большое количество опытов по капиллярной пропитке пористой среды, насыщенной нефтью подтверждают, что поверхность часто сохраняет гидрофильные свойства. [c.28] Вернуться к основной статье