CC BY
6
УДК 622.276.6
Шишкин Н.А. студент
кафедра «Разработка нефтяных и газонефтяных месторождений» Уфимский государственный нефтяной технический университет
научный руководитель: Лысенков А.В., к.т.н.
доцент Россия, г. Уфа
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕИОНОГЕННЫХ ПАВ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ
В статье описываются результаты лабораторных исследований влияния поверхностно-активных веществ на реологические свойства аномально-вязких нефтей. Показано, что применение поверхностно-активных веществ повышает коэффициент вытеснения нефти из модели пласта.
Ключевые слова: нефть, поверхностно-активные вещества, аномалии вязкости, реологические свойства, повышение нефтеотдачи.
Shishkin N.A., student Oil and gas mining department Ufa state petroleum technological university
Russia, Ufa
STUDY OF THE EFFECT OF NONIONIC SURFACTANT ON THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF OIL
The article describes the results of laboratory studies of the influence of surfactants on the rheological properties of anomalously viscous oils. It is shown that the use of surfactants increases the coefficient of displacement of oil from the reservoir model.
Key words: oil, surfactants, viscosity anomalies, rheological properties, enhanced oil recovery.
Многочисленными исследованиями [3] установлено, что добавление поверхностно-активных веществ заметно изменяет реологические параметры различных дисперсных систем. Такой способ, например, помогает уменьшить структурообразование в битумах. Последние по своей коллоидной природе очень близки к пластовым нефтям, так как и в тех, и в других дисперсная фаза предствлена асфальтенами. ПАВ часто применяют для улучшения реологических параметров высокопарафинистых нефтей при их перекачке по трубопроводам. Что же касается ПАВ для изменения реологических свойств нефтей, исследованиями было установлено, что добавление незначительного количества ПАВ приводит к заметному снижению предельного динамического напряжения сдвига и динамической вязкости нефти. Это обусловило проведение более глубоких исследований с целью обоснования возможности и целесообразности использования ПАВ
для улучшения фильтрационных свойств аномально-вязких пластовых нефтей, выбора типа ПАВ и способа подачи их в пласт.
В результате исследований изучено влияние некоторых из широко применяемых на нефтяных промыслах неионогенных ПАВ (оксиэтилированных алкилфенолов - ОП-10 и ОП-4; блоксополимеров окисей этилена и пропилена - сепаролов; на реологические и фильтрационные свойства высокосмолистых нефтей некоторых месторождений Башкортостана.
Оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена являются высокоэффективными неионогенными поверхностно-активными веществами. Применяются при заводнении нефтяных пластов для интенсификации нефтедобычи, при бурении скважин, в текстильной, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей промышленности, в составе смазочно-охлаждающих, гидравлических и других технологических жидкостей, в черной металлургии, в качестве активной, основы для моющих средств технического назначения, сырья для синтеза некоторых типов активной основы текстильно-вспомогательных продуктов и в ряде других отраслей народного хозяйства.
Опыты велись на лабораторной установке (рисунок 1).
/ г Г Г? 7ТТГГ //////ffrrrrrrrr//fT7V 7У / Т /' / ///77 /////// /У/
1 - измерительная колба, 2 - капилляр, 3 - штатив. Работа выполнялась в следующей последовательности:
1. Исследуемая жидкость заливается в напорный капилляр выше уровня первого отсчета
2. Замеряется время истечения жидкости из капилляра
3. Определяется объемный расход жидкости через капилляр по формуле
Q= V/T
Объем жидкости равен 4 см3
4. Определяется перепад давления на концах капилляра по формуле P=pgH
Плотность исследуемой жидкости принимается равной 911 кг/м3 Высота столба жидкости в бюретке определяется непосредственно с помощью измерительных инструментов или по шкале бюретки (1
деление бюретки равно 0,00525 м)
Для определения реологических параметров жидкости проводилась обработка зависимости перепада давления на концах капилляра от объемного расхода жидкости. С этой целью определялись следующие данные:
У=40/пг3
Где V - скорость сдвига жидкости, с-1; Р - объемный расход жидкости через капилляр, см3/с; г - радиус капилляра (г=0,14 см) т=ДРг/2Ь
где т - предельное динамическое напряжение сдвига; ДР - перепад давления на концах капилляра; Ь - длина капилляра.
Перед исследованием смеси нефть + водный раствор ПАВ тщательно перемешивали пробу, затем выдерживали 24 часа и снова перемешивали. В результате наблюдений было замечено, что нефть с водным раствором ПАВ лучше отмывается со стенок капилляра, нежели чистая нефть.
В ходе лабораторных экспериментов получили следующие результаты:
Таблица 1 - Влияние водных растворов ПАВ на реологические свойства исследуемой нефти.__
Параметр Нефть без добавления ПАВ Нефть с добавлением 0,1% -ым раствором 0П-10
(т)ПДНС, Па 0,0102 0,0087
(ц)Динамическая вязкость, мПас 286 217
Таблица 2 - Влияние водных растворов ПАВ на реологические свойства исследуемой нефти
Параметр Нефть без добавления ПАВ Нефть с добавлением 0,1 % - ым раствором ОП-4
(т)ПДНС, Па 0,0102 0,0079
(ц)Динамическая вязкость, мПас 286 209
Таблица 3 - влияние водных растворов ПАВ на реологические свойства исследуемой нефти
Параметр Нефть без добавления ПАВ Нефть с добавлением 0,1% -ым раствором неонола АФ-9-12
(т)ПДНС, Па 0,0102 0,0072
(ц)Динамическая вязкость, мПас 286 198
Исходя из полученных результатов можно сделать вывод, что при введение водного раствора ПАВ (ОП-10) ПДНС снижается на 15%, а динамическая вязкость на 25%. При добавлении реагента (ОП-4) и (АФ-9-12) результаты незначительно выше.
На установке (рисунок 2) определяли коэффициент вытеснения нефти водным раствором ПАВ.
Рисунок 2 - установка для определения коэффициента вытеснения нефти
На установке конструкции УГНТУ определяли коэффициент вытеснения насыщенной нефти водным раствором (ПАВ АФ-9-12).
В опыте использовали образцы естественных песчаников, которые устанавливали в кернодержателе.
Размеры кернодержателя следующие: длина - 13,5 см; внутренний диаметр - 3,0 см. Процесс вытеснения проводился при условиях, соответствующих пластовым, со скоростью фильтрации 80 м/год. После того, как через контрольный образец было пропущено 12 поровых объемов водного раствора, определялся коэффициент вытеснения нефти.
Таблица 4 - влияние водного раствора ПАВ на коэффициент вытеснения нефти
Вытесняемый агент Вытесняющий агент Кратность промывки Коэффициент вытеснения
Нефть Вода 12 0,28
Нефть насыщенная 0,05 % раствором АФ-9-12 Вода+0,05% АФ-9-12 12 0,41
Из таблицы 4 следует, что содержание ПАВ в нефти и вытесняющим агенте оказывает сильное влияние на коэффициент вытеснения. Такое действие ПАВ объясняется более значительным снижением межфазного натяжения при наличии в нефти ПАВ, а также подавлением аномалий вязкости вытесняемой нефти. Выводы:
1. Исследовано влияние неионогенных ПАВ на реологические и фильтрационные свойства аномальных нефтей. установлено, что ПАВ, непосредственно введенные в нефть или перешедшие в нее из водного раствора за счет диффузии, оказывают пептизирующее действие на асфальтены - основные структурообразующие компоненты пластовой нефти, вследствие чего у последней улучшаются реологические и фильтрационные свойства.
2. Показана возможность применения неионогенных ПАВ для снижения аномалий вязкости пластовой нефти, являющихся одним из основных факторов, ухудшающих фильтрационные характеристики призабойной зоны на залежах аномальных нефтей.
Использованные источники:
1. Викторин. В.Д. Лыков. Н.А. Разработка нефтяных месторождений, приуроченных к карбонатным коллекторам. - М: Недра, 1980 - 160 с
2. Гафаров Ш.А. Повышение эффективности разработки месторождений с аномально-вязкими нефтями в карбонатных отложениях. Докторская диссертация. 2006 - Уфа, 348 с
3. Девликамов В.В., Хабибуллин З.А., Кабиров М.М. Аномальные нефти. -М.: Недра, 1975-168 с.
4. Мирзаджанзаде А.Х., Ковалев А.Г., Зайцев Ю.В. Особенности эксплуатации месторождений аномальных нефтей. - М.: Недра, 1972 - 200с
5. Сургучев М.Л, В.И. Калганов. Извлечение нефти из карбонатных коллекторов. -М:Недра, 1987 - 230с
