CC BY
6
№ 4 (109)
AunI
/Ш. ТЕ)
7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2023 г.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОЛИМЕРНЫХ ЧАСТИЦ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ЗАВОДНЕНИИ
Бусурманова Аккенже Чаншаровна
канд хим. наук, доц., Каспийский университет технологий и инжиниринга
имени Ш. Есенова, Республика Казахстан, г. Актау E-mail: akkenzhe. bussurmanova@yu. edu. kz
SIZING POLYMER PARTICLES IN AQUEOUS SOLUTIONS USED IN FLOODING
Akkenzhe Bussurmanova
Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor Caspian University of Technology and Engineering named after Sh. Yessenov, Republic of Kazakhstan, Aktau
АННОТАЦИЯ
В статье приведены результаты определения размеров полимерных частиц в водных растворах. Прирост нефтеотдачи за счет закачки оторочки растворов ПАА и гипана вязкостью 5-6 мПас составляет 6-18 % по сравнению с обычным заводнением. Эффективность вытеснения загущенной полимерами водой выше в слоисто-неоднородных пластах.
ABSTRACT
The article presents the results of determining the size of polymer particles in aqueous solutions. Increase in oil recovery due to the injection of a slug of PAA and hypan solutions with a viscosity of 5-6 MPac is 6-18% compared to conventional flooding. Polymer thickened water displacement efficiency is higher in layered heterogeneous formations.
Ключевые слова: гипан, полиакриламид, оптическая плотность, дисперсные частицы, скорость фильтрации.
Keywords: hypan, polyacrylamide, optical density, dispersed particles, filtration rate.
Характерной особенностью полимерных растворов, используемых при заводнении, является способность снижать подвижность воды в пористой среде в значительно большей степени, чем следовало бы ожидать при вязкости раствора, замеренной стандартным методом. Одной из причин этого явления, частичное закупоривание порового пространства за счет адсорбции и механического улавливания макромолекуляр-ных агрегатов полимера.
В связи с этим представляет интерес определение размеров надмолекулярных структур (простейших скоплений упорядоченных макромолекул) в разбавленных растворах полимеров и сопоставление их с эффективным сечением поровых каналов.
Объектом исследования являлись водные растворы полиакриламида и гидролизованного поли -акрилонитрила, наиболее часто применяемые в нефтепромысловой практике.
Радиус частиц дисперсной
Оценка размеров макромолекул производилась по светорассеиванию и на электронном микроскопе ЭМ - 7.
Теоретическое объяснение явления светорас-сеивания дано Релеем. Закон Релея справедлив только для очень разбавленных растворов, причем размеры частиц не должны превышать 0,1 длины волны падающего света.
Для оценки размера частиц полиакриламида и гипана готовились растворы этих полимеров с концентрацией 0,02-0,2 %. В указанном интервале вязкость раствора линейно зависит от концентрации полимера. С помощью фотоэлектроколориметра определяли оптическую плотность с различными светофильтрами. Параметр х находили как тангенс угла наклона кривой к оси X . Величину Ъ определяли по данным работы [1-3]. Результаты исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1.
полиакриламида и гипана
ПАА Гипан
с, % X Z r, ммкм с, % X Z r, ммкм
0,2 2,7 5,88 92,3 0,12 3,8 2,06 32,4
0,1 2,85 5,34 83,9 0,06 3,1 4,5 70,7
0,04 2,4 7,38 115,9 0,03 2,4 7,4 117,0
Библиографическое описание: Бусурманова А.Ч. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОЛИМЕРНЫХ ЧАСТИЦ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ЗАВОДНЕНИИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15291
№ 4 (109)
AunI
/Ш. ТЕ)
7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2023 г.
Как было показано, размеры надмолекулярных структур в разбавленных водных растворах ПАА и гитана не превышают в основном 0,03-0,12 мкм, что практически исключает механическое забивание по-ровых каналов пласта. Наблюдаемые иногда в промысловой и лабораторной практике резкое снижение приемистости скважин и закупорка вводных торцов кернов объясняется, по-видимому, не только наличием нелинейных пространственных структур в растворах, но и образованием крупных агрегатов коагулята при взаимодействии полимерных растворов с активной частью оборудования (насосы, емкости, водоводы, обсадные и насосно-компрессорные трубы) и солями многовалентных металлов, содержащихся в пластовой воде.
Следует также заметить, что в закачиваемой в пласт воде содержится большое количество дисперсных частиц, которые, видимо, служат ядрами для образования крупных агрегатов полимеров.
Поведение растворов полиакриламида при их фильтрации в различных условиях изучено в работах [4, 5]. В работе [6] исследована возможность использования гидролизованного полиакрилонитрила как загустителя воды для повышения нефтеотдачи.
Изучение фильтрации растворов гипана и ПАА проводилось на естественных кернах и несцементированной пористой среде. Конструкция моделей позволяла замерять распределение давления по длине пласта в процессе экспериментов. Опыты проводились при постоянном перепаде давления, определяемыми величинами являлись объемная скорость q в зависимости от безразмерного объема закачки Уз и так называемый «фактор сопротивления», представляющий собой отношение вязкости полимерного раствора, определенной на пористой среде (из уравнения Дарси) к вязкости, определенной на стандартном вискозиметре. Характеристика использованных кернов приведена в таблице 2.
Таблица 2.
Характеристика кернов
Характеристика Номер образца
90 92 10 12 32 30
Длина, мм 55,3 40,0 51,0 35,4 34,0 34,4
Диаметр, мм 30,6 25,0 29,0 29,8 29,5 29,5
Пористость, % 14 15,3 18,0 17,3 19,0 19,0
Проницаемость, 103, мкм2 17,2 21,5 157 180 190 240
В опытах использовались растворы гипана и ПАА различной концентрации, вязкостью по Оствальду 2,3-18 мПас. Раствор полимера фильтровался как через сухую, так и водонасыщенную среду. Водонасы-щенность создавалась пресной или пластовой минерализованной водой из горизонтов XIII - XV Озенского месторождения вязкостью 2,04 мПас и плотностью 1,189 г/см3, содержащей в своем составе до 35 г/л ионов кальция и магния.
Перед опытами проверялось отсутствие в растворе ПАА и гипана крупных нерастворенных агрегатов путем измерения вязкости проб раствора перед фильтром и после фильтра Шотта.
При течении концентрированных растворов ги-пана (5-8 %) в керне, ранее насыщенном пластовой водой, происходит в конечном итоге полная закупорка поровых каналов и снижение проницаемости до нуля.
Из полученных выше данных следует, что в условиях естественной нефтяной залежи размыв оторочки закачиваемой водой будет менее существенным, чем при лабораторных экспериментах. Так, перенос результата опытов в линейном однородном пласте при соотношениях вязкостей оторочки полимера к вязкости погребенной и закачиваемой воды соответственно 2,5 и 5 не превышает 10-12 м. Если принять расстояние между нагнетательной и эксплуатационной скважинами 400 м, то объем разбавленной оторочки составит около 3 %. В неоднородном же пласте величина зоны смеси будет в несколько раз больше [7]. Поэтому при проведении промысловых экспериментов по закачке полимерных растворов объем оторочки нецелесообразно принимать менее 10 % от порового объема опытного участка.
Список литературы:
1. Юмадилов А.Ю. Некоторые вопросы изоляции путей притоков воды в эксплуатационные скважины // Нефтяное хозяйство. - 1973. - № 7. - С. 53-58.
2. Сулин В.А. Гидрогеология нефтяных месторождений: учеб. для вузов. - М.: Гостоптехиздат, 1978. - 478 с.
3. Злотник Д.Е., Зубова Е.М. Разработка технологии производства гипана // Труды ВНИИБТ. - 1989. - № 8. - С. 45-51.
4. Лосев И.П., Тростянская Е.Б. Химия синтетических полимеров: учеб. для вузов. - М.: Химия, 1971. - 215 с.
5. Кукин В.В., Горбатова А.Н., Швецов И.А., Меркулов В.П., Перышкина Т.Н. Фильтрационные характеристики растворов полиакриламида: учеб. для вузов. - Самара, 1993. - 175 с.
6. Шехтман Ю.П. Фильтрация малоконцентрированных суспензий: учеб. для вузов. - М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001. - 135 с.
7. Малышева Л.Н., Рабинович А.Б., Кравченко И.И., Дмитриева Н.И. Адсорбция полиакриламида из растворов на твердой поверхности: учеб. для вузов. - Уфа, 1998. - 195 с.
