Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОСНОВЫ ФИЗИКО-ХИМИИ ОБРАТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
Классификация и общая характеристика эмульсий 7
Физико-химические аспекты стабильности обратных
эмульсий и их основные свойства 11
1.2.1. Физико-химические условия получения обратных
эмульсий 11
1.2.2. Коллоидно-химические критерии выбора ПАВ для
стабилизации обратных эмульсий 13
Кинетическая и агрегативная устойчивость обратных эмульсий 21
Стабильность обратных эмульсий 24
1.3. Вязкостные и реологические характеристики обратных
эмульсий 25
Обращение фаз в эмульсиях 30
Классификация и основы действия ПАВ, используемых для получения стабилизации и регулирования свойств обратных эмульсий 32
Классификация ПАВ 34
Физико-химические основы действия ПАВ 40
1.6. Промышленные эмульгаторы для создания обратных эмульсий,
используемых в нефтедобыче 43
1.7. Влияние вида и концентрации эмульгаторов, стабилизаторов,
структурообразователей и других ПАВ на свойства обратных
эмульсий 46
1.8.0пыт использования обратных эмульсий для интенсификации
нефтедобычи 52
1.9.Современные тампонирующие составы и общие представления о
механизме их дейстия 54
1.10. Нефтяная промышленность Ирана 57
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объекты исследования 62
Методы исследования 67
Методика приготовления эмульсии обратного типа 67
Определение агрегативной устойчивости эмульсий 67
Определение термостабильности эмульсии 68
Определение поверхностного натяжения на границе
раздела фаз дизельное топливо — раствор хлорида кальция 68
2.2.5. Оценка взаимодействия исследуемых эмульсий и их
компонентов породой, слагающей пласты 70
2.2.6. Исследование реологических характеристик обратных
эмульсий на вискозиметре типа «Rheotest» 71
2.2.7. Обоснование выбора методики проведения эксперимента-
льных исследований процесса тампонирования коллектора....72
2.2.8. Подготовка модели пласта к фильтрационным исследованиям ..80
3. СОЗДАНИЕ ОБРАТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ
ХАРАКТЕРИСТИК
Разработка рецептур стабильных обратных эмульсий 87
Влияние минерализации дисперсной фазы и эмульгаторов на
величину межфазного натяжения на границе раздела дизельное
топливо - водный раствор 89
3.3. Агрегативная устойчивость разработанных рецептур
обратных эмульсий 91
3.4. Изучение взаимодействия исследуемых эмульсий и их
компонентов с породой, слагающей пласты 91
3.5. Термостабильность разработанных рецептур обратных эмульсий 92
3.6 Реологические характеристики обратных эмульсий 93
3.7. Исследование тампонирующих свойств обратных эмульсий на
основе Нефтенола НЗ в пористой среде 96
4. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКАЧКИ ОБРАТНОЙ ЭМУЛЬСИИ
4.1. Изучение механизма тампонирования пористой среды, содержащей
остаточную нефть, эмульсионным составам на основе Нефтенол ГО
с добавкой Нежеголя 118
4.2. Моделирование закачки обратной эмульсии в комплексе с другими
реагентами 125
Введение к работе
Поддержание высоких уровней добычи нефти в значительной степени определяется фильтрационными характеристиками призабойной зоны пласта (ПЗП). Опыт разработки нефтяных месторождений свидетельствует о том, что в процессах первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов, глушения и ремонтных работ в скважинах, а также при их эксплуатации постепенно ухудшаются коллекторские свойства ПЗП. Чаще всего это является следствием отрицательного воздействия технологических жидкостей на водной основе, которые наиболее широко используются на данном этапе развития отрасли.
Альтернативными системами в этом плане являются составы на углеводородной основе-известково-битумные растворы (ИБР) и обратные эмульсии. Многокомпонентность и сложность приготовления ИБР ограничивают область их применения лишь первичным вскрытием продуктивных пластов с высокими температурными характеристиками. Обратные же эмульсии позволяют распространить диапазон их практического использования и на многие процессы нефтедобычи.
Эффективность использования таких эмульсий обусловлена их способностью к сохранению, восстановлению и повышению естественных коллекторских свойств пласта, широким спектром плотностей, структурно-реологических, фильтрационных и других технологических свойств, а также доступностью составляющих компонентов.
При этом в качестве внутренней фазы таких эмульсий можно использовать не только различные по составу воды, но и растворы кислот, щелочей и полимеров, а в качестве внешней среды нефть и нефтепродукты, а также их смеси. Это позволяет получать составы обратных эмульсий с различными функциями по отношению к коллектору ("инертные", растворители органических отложений и карбонатных пород, селективные, консистентные и твердые тампонирующие смеси, песконосители, жидкие пакеры и др.).
Расширение применения обратных эмульсий в бурении и нефтепромысловой практике во многом поможет росту качественных и количественных показателей технологических процессов нефтяной отрасли.
Следует отметить, что именно использование обратных эмульсий в отечественной практике вскрытия продуктивных пластов и глушения скважин позволило в полной мере оценить негативное влияние технологических жидкостей на водной основе на коллекторские свойства ПЗП. Разработка специальных составов обратных эмульсий способствовала появлению новых технологических процессов в нефтедобыче, а также повышению успешности и эффективности традиционных.
Последние годы характеризовались бурным развитием исследований как в области расширения номенклатуры химических соединений для получения и регулирования свойств составов обратных эмульсий, так и в плане их практического использования в нефтегазовой отрасли. В 80-х годах в странах Западной Европы удельный объем обратных эмульсии, использующихся, например, при бурении скважин, составлял около 10%, а для района Северного моря - 50% от общего объема технологических жидкостей.
Применение обратных эмульсий в нефтяной промышленности в России началось в конце 60-х - начале 70-х годов и постоянно расширяется. Наиболее широко в СНГ их используют в ОАО "Татнефть", "Коминефть", "Бело-руснефть", "Укрнефть", "Пермнефть",. "Главтюменнефтегазе" и ряде других.
Значительный вклад в экспериментальные исследования свойств обратных эмульсий, разработку их составов для использования в качестве буровых растворов при вскрытии продуктивных пластов внесли ученые России. Видное место среди них занимают Л.К. Мухин, К.Л. Минхэйров, М.И. Липкес, Н.М. Касьянов, В.И. Токунов, И.Б. Хейфец, Р.А. Хабибуллин, Н.И. Рылов, Б.В. Касперский, А.В. Казьмин и др.
Работами И.С. Кривоносова, Н.А. Карташова, Д.Ф. Матвеева, О.Ф. Мар-тынцива, О.В. Позднеева и ряда других авторов положено начало примене-
нию различных составов обратных эмульсий в технологических процессах интенсификации добычи нефти.
В силу вышеизложенного можно полагать, что проблема создания новых эффективных обратных эмульсий для интенсификации добычи нефти и исследование их характеристик является весьма актуальной.
