Застосування міцелярних розчинів

Методи підвищення нафтовилучення

Після заводнення нафтових родовищ за звичайною технологією або з її покращенням у надрах залишаються невилученими до 30-70 % початкових запасів нафти. Залишкову нафту здатні витіснити лише ті робочі агенти, які змішуються з нафтою та водою, або мають дуже низький міжфазний натяг на контакті. Такі умови виникають під час витіснення нафти міцелярними розчинами та двоокисом вуглецю. Ці методи відносяться до найбільш високопотенційних і перспективних, якіздатні значно знижувати залишкову нафтонасиченість.

Залишкова нафта у заводнених пластах утримується в нерухомому стані поверхнево-молекулярними, капілярними силами в масштабі окремих пор і малопроникних включень, а також в’язкісними силами в масштабі слабопроникних різновидів і верств пласта. Змусити рухатись залишкову нафту у заводнених пластах можна, тільки повністю позбувшись дії капілярних сил або знизивши їх настільки, щоб вони стали меншими від гідродинамічних сил, що створюються перепадом тиску, і вирівнявши рухливість в різних верствах.

Міцелярно-полімерне заводнення якраз і спрямоване на усунення капілярних сил у заводнених пластах та витіснення залишкової нафти.

Міцелярні розчини (МР) становлять колоїдні системи з вуглеводневої рідини і води, які стабілізовані сумішшю ПАР. Ці колоїдні системи високодисперсні, оптично майже прозорі. До складу міцелярних розчинів входять основні ПАР (частіше всього нафтові сульфонати), допоміжні ПАР (аліфатичні спирти), вуглеводнева рідина і водна фаза. Приготований таким чином розчин – це мікроемульсія, яка складається з агрегатів (міцел) молекул, всередині яких молекули нафти і води можуть взаємно розчинятися (явище солюбілізації).

Як витісняючий агент у пласт нагнітають міцелярний розчин об’ємом близько 10 % порового простору покладу, вузьку облямівку якого просувають ширшою облямівкою буферної рідини – розчину полімеру, а останню – технічною водою.

Завдяки низькому міжфазному натягу між міцелярним розчином і пластовими рідинами, усувається дія капілярних сил і розчин витісняє нафту та воду. Перед фронтом витіснення міцелярним розчином окремі глобули нафти зливаються в нерозривну фазу, накопичується вал нафти (зона підвищеної нафтонасиченості), а за ним – зона підвищеної водонасиченості. Для проштовхування цих зон через поровий простір після міцелярного розчину нагнітають полімерний розчин, а після цього воду. Звідси і назва – міцелярно-полімерне заводнення (МПЗ)

У результаті в пласті отримуємо:

- зону початкової (вихідної) нафтонасиченості;

- нафтовий вал;

- облямівку міцелярного розчину;

- облямівку полімерного розчину (буферна облямівка, буфер рухливості);

- зону технічної води.

Під час здійснення процесу спочатку з пористого середовища вилучається тільки вода, а за нею видобувається рідина, доля нафти в якій може сягати 25-60%, а часом і більше. Після нафтового валу обводненість продукції різко зростає.

Так виглядає процес в однорідному середовищі. В неоднорідних пластах механізм витіснення залишкової нафти міцелярним розчином більш складний.

Залишкова нафтонасиченість пласта технологічно не обмежує застосування методу, але економічно доцільно, щоб вона була понад 25-30 % у зв’язку з високою вартістю робіт для створення облямівки.

Рекомендована в’язкість пластової нафти 3-20 мПа·с, оскільки за більш високої потрібна така сама в’язкість розчину і буферної рідини, що спричиняє технологічні труднощі під час нагнітання робочих агентів. Бажано, щоб середня проникність пластів була понад 0,1 мкм².

Складність практичного застосування міцелярних розчинів для вилучення нафти з заводнених пластів полягає в доборі для кожного пласта чи ділянки рецептів стійких міцелярних розчинів, які нечутливі до солей лужно-земельних елементів, і забезпеченні бажаних механізму та ефективності витіснення залишкової нафти. Температура пластів не повинна перевищувати 80^оС.

У залежності від величини облямівки міцелярного розчину і концентрації в ній відповідних ПАР можна добитись практично повного витіснення нафти з однорідного пласта. Високої ефективності витіснення нафти досягають також застосуванням поверхнево-активних сполук, що вміщують полімери, тобто так званих ПАПС-ів (поверхнево-активні полімерні системи).