WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Таблица Значения краевого угла смачивания водой модифицированной поверхности стекла после обработки водой и гексаном при различных условиях Условия обработки модифицированной Значение поверхности Модифицирующий краевого угла раствор смачивания, температура, время растворитель °С воздействия вода 50 1 час 95,вода 90 1 час 93,1 %-ный раствор гексан 50 1 час 85,ПМС-350 в гексане гексан 50 3 час 81,гексан 50 72 час 80,вода 60 1 час 82,вода 90 1 час 63,1,43 %-ный раствор вода 60 72 час 64,КЭ 10-01 в воде вода* 60 72 час 78,вода** 60 72 час 81,* - после выдержки пластины в течение 24 часов воду заменили;

** - выдержка в избытке воды.

Установлено, что после обработки водой поверхности стекла, модифицированной раствором ПМС-350 в гексане, значение краевого угла несколько снижается относительно первоначального, полученного в оптимальных условиях. При обработке модифицированной поверхности чистым гексаном краевой угол смачивания первоначально резко снижается от 104,5 до 85,4 °, а затем даже при длительной выдержке в растворителе остается практически на том же уровне.

Таким образом, модифицирование поверхности стекла раствором ПМС-350 в гексане происходит в результате физической адсорбции полимера, при этом часть реагента адсорбируется необратимо. За счет этого поверхность стекла остается частично гидрофобизированной. Повидимому, адсорбция происходит за счет образования водородных связей.

Возможно также физическое взаимодействие между атомами кремния полимера и поверхностными атомами кислорода носителя.

При обработке поверхности стекла, модифицированного 1,43 %-ным раствором КЭ 10-01, дистиллированной водой происходит интенсивное снижение краевого угла с 92,3 ° до 63-64 °, Это указывает на активную десорбцию кремнийорганического полимера с изучаемой поверхности в присутствии НПАВ. При этом разница между начальным и конечным углами смачивания увеличивается с ростом температуры и увеличением длительности обработки поверхности.

При обработке модифицированной поверхности избытком воды в результате преимущественной десорбции НПАВ краевой угол остается практически неизменным (82,2 и 81,7 °, соответственно). Аналогичный результат получен при обработке избытком воды поверхности, модифицированной растворами реагента «Экстракт-700». Установлено, что после выдержки в воде и термообработки краевой угол смачивания для 2,5 %-го раствора составил 72,3 °, (увеличился на 17,1 °).

Таким образом, в результате удаления НПАВ с поверхности носителя после его обработки эмульсионным составом на основе ПМС образуется поверхность с гидрофобными свойствами. Этот подход может быть реализован при закачке эмульсионного состава в нагнетательные скважины нефтяного пласта, где происходит прокачка значительного объема воды через поровое пространство породы.

Характер влияния ПМС на поверхностные свойства пористых носителей был установлен при проведении хроматографических исследований по определению теплоты адсорбции паров воды и метанола на силохроме С-80 и силохроме С-80, обработанном раствором ПМС.

Сравнительный анализ хроматографических кривых показал, что после модифицирования силохрома ширина хроматографических пиков для обоих веществ уменьшается, а сами пики становятся более симметричными, т.е. поверхность становится более однородной.

Для исходного и модифицированного носителей построены графики зависимости lg Vg (Vg – удерживаемый объем)от 1/T. На основании чего были рассчитаны теплоты адсорбции для воды и метанола (рис. 2).

а) б) а) б) Рис. 2. Графики зависимости lg Vg от 1/T для воды (а) и метанола (б) при адсорбции на исходном (Уисх) и модифицированном (Ум) силохроме.

Теплота адсорбции воды Qaв на исходном силохроме составляет 42,(кДж/моль); на модифицированном - 33,45 (кДж/моль). Теплота адсорбции метанола Qaм на исходном силохроме составляет 50,13 (кДж/моль); на модифицированном - 51,85 (кДж/моль). Таким образом, в результате обработки силохрома полиметилсилоксаном адсорбционные свойства носителя изменились. При этом теплота адсорбции воды уменьшилась на 20,7 %, а теплота адсорбции метанола увеличилась на 3,4 %.

Полученные результаты указывают на то, в отсутствии химической связи между ПМС и носителем происходит миграция молекул полимера по поверхности силохрома. Поэтому сплошное гидрофобное покрытие не образуется, а происходит формирование отдельных гидрофобных участков, т.е. наблюдается частичная гидрофобизация поверхности.

По данным хроматографических исследований были проведены соответствующие расчеты и построены изотермы адсорбции воды и метанола на поверхности исходного и модифицированного силохрома.

Типичные изотермы адсорбции представлены на рис. 3.

а) б) в) г) - 70оС; - 80оС; - 110оС; - 120оС Рис. 3. Изотермы адсорбции для воды (а, б) и метанола (в, г) при различных температурах на исходном (а, в) и модифицированном (б, г) силохроме.

Анализ полученных зависимостей показал, что они описываются уравнением Фрейндлиха. При этом установлено, что в области равновесных концентраций (1 – 2,5)*10-4 моль/м3 адсорбция воды при температуре 70 °С на модифицированном носителе снижается на 10-15 % по сравнению со значениями для исходного силохрома. При росте температуры до 110 °С адсорбция паров воды на исходном силохроме суммарно снижается незначительно (не более, чем 20-35 %), в то время как для модифицированного силохрома изменение значений адсорбции более выражено (в 1,7-1,8 раза) уже при увеличении температуры с 70 до 80 °С.

Полученные данные подтверждают вывод об образовании на поверхности носителя после его модифицирования гидрофобных участков.

При этом большая часть поверхности сохраняет гидрофильные свойства.

В четвертой главе представлены данные определения капиллярных и фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) образцов керна до и после их обработки химически активным гидрофобизатором триметилхлорсиланом.

В ходе проведения экспериментов по модифицированию поверхности образцов керна раствором ТМХС в гексане установлено, что открытая пористость и проницаемость образцов до и после обработки практически не изменяется (табл. 5).

Таблица Результаты определения проницаемости и пористости исходных и модифицированных образцов керна Проницаемость по газу, Пористость, % *10-15 мХарактеристика породы образца до после до после обработки обработки обработки обработки Мелкозернистый песчаник.

20,2 19,5 18,4 18,Обломочная часть содержит кварц и полевой шпат.

109,4 108,6 19,5 19,Глинистый цемент 305,0 306,2 20,6 20,представлен каолинитом с примесью хлорита и 817,1 821,6 23,1 23,гидрослюд При определении скорости капиллярной пропитки образцов керна водой и керосином выявлено, что средние скорости насыщения образцов водой и керосином во всем диапазоне проницаемостей отличаются незначительно. В то же время при сравнении начальных скоростей капиллярной пропитки установлены различия в свойствах исходных и модифицированных образцов керна. При этом скорость пропитки образцов водой после обработки значительно меньше, чем до нее, а начальные скорости пропитки керосином остаются практически неизменными (рис. 4).

Рис 4. Зависимость начальной скорости капиллярной пропитки гидрофильных (а) и модифицированнных (б) образцов керна водой и керосином от их абсолютной проницаемости.

Такая совокупность свойств указывает на однотипный характер смачивания большей части поверхности породы модифицированных и исходных образцов керна. Это указывает на то, что однократная обработка носителя мономерным гидрофобизатором не приводит к изменению типа смачивания его поверхности.

В ходе работы определяли фазовую проницаемость образцов керна по керосину при остаточной водонасыщенности и проницаемость по воде при остаточной насыщенности керосином. На основании полученных результатов были рассчитаны значения относительных фазовых проницаемостей образцов (рис. 5).

0.0.1(а) 0.2(а) 0.1(б) 2(б) 0.0.0.0 100 200 300 400 500 600 700 800 Кпр, *10-15 мРис. 5. Зависимость относительной проницаемости по керосину (1) и воде (2) от абсолютной проницаемости керна до (а) и после (б) гидрофобизации.

отн, д.

ед.

К Установлено, что относительные фазовые проницаемости по воде для исходного и модифицированного образцов существенно отличаются при абсолютных проницаемостях до 100*10-15 м2 и более 500*10-15 м2, в то время как относительные фазовые проницаемости по керосину существенно отличаются при проницаемостях в интервале (100 – 504)*10-15 м2.

Полученные для гидрофильного керна зависимости удовлетворительно согласуются с известными данными и вписываются в общепринятую модель, согласно которой соотношение относительных фазовых проницаемостей для воды при остаточной нефтенасыщенности и нефти при остаточной водонасыщенности в гидрофильных коллекторах равно 0,3. Для гидрофобных пород-коллекторов это значение близко к 1,0.

Значения соотношений относительных фазовых проницаемостей для воды и керосина при минимальном содержании другой фазы для изученных гидрофильных образцов керна представлены в табл. 7.

Таблица Соотношение относительных фазовых проницаемостей по воде и керосину для исходных и гидрофобизированных образцов керна Зависимость соотношения Котн. в/Котн. к от абсолютной проницаемости, *10-15 мОбразец 1,0 5,0 20,2 44,2 109,4 304,3 504,7 818,исходный 0,12 0,09 0,36 0,29 0,22 0,21 0,29 0,гидрофобизированный 0,12 0,15 0,45 0,48 0,24 0,24 0,44 0,Для исходных образцов керна (за исключением наименее проницаемых) соотношение Котн.в / Котн.к изменяется в пределах от 0,21 до 0,36 (в среднем 0,29), что удовлетворительно совпадает с величинами, характеризующими гидрофильные породы.

Для гидрофобизированных образцов керна полученные результаты отличаются от описанных в специальной литературе значений, как для гидрофильных, так и для гидрофобных пород-коллекторов. Сравнимые значения Котн для воды и керосина, что характерно для гидрофобных породколлекторов, установлены только для наиболее проницаемого образца (818,3*10-15 м2). Для других образцов керна соотношение относительных проницаемостей значительно ниже: от 0,24 до 0,48 (в среднем – 0,44; наименее проницаемые образцы не учитывались).

Полученные данные подтверждают, что при обработке поверхности образцов керна триметилхлорсиланом образуется гетерогенное покрытие, когда одновременно присутствуют гидрофильные и гидрофобные участки, т.е.

поверхность обладает смешанной смачиваемостью.

В пятой главе представлены результаты лабораторных испытаний эмульсионных составов, приготовленных на основе реагента «Экстракт700», на линейных и неоднородных моделях нефтяного пласта.

Установлено, что обработка водонасыщенной модели пласта водными растворами реагента «Экстракт-700» при комнатной температуре приводит к гидрофобизации поверхности породы и снижению скорости фильтрации воды в 18-20 раз, а в отдельных случаях фильтрация воды полностью прекращается. При этом снижения проницаемости моделей по газу не происходит. С ростом температуры на каждые 10 °С скорость фильтрации воды через модель пласта увеличивается в 1,2-1,4 раза. При снижении температуры происходит обратный процесс.

На основании этого сделан вывод о предпочтительном использовании кремнийорганических эмульсионных составов для обработки моделей пласта с охлажденной «призабойной зоной» (ПЗП), которые наиболее достоверно описывают особенности нефтяных пластов, находящихся на поздней стадии разработки.

В результате проведения экспериментов на неоднородных моделях пластов, представленных двумя параллельными колонками различной проницаемости с дезинтегрированным керном (аналоги пропластков пласта), с охлажденной ПЗП и соотношением проницаемостей 1 : (2,7-3,1), установлено, что после вытеснения нефти водой и закачки 2,5 %-ного раствора реагента «Экстракт-700» происходит перераспределение скоростей фильтрации жидкостей и дополнительное извлечение нефти.

Прирост коэффициента вытеснения нефти по наименее проницаемому пропластку в среднем составил 14,1 %, скорость фильтрации жидкости увеличилась в 1,1 раза. Для высокопроницаемого пропластка коэффициент вытеснения нефти увеличился на 9,0 %, а скорость фильтрации снизилась в 1,3 раза.

Для определения оптимальных условий применения реагента «Экстракта-700» был проведен ряд экспериментов в зависимости от стадии разработки месторождения и текущей нефтенасыщенности пласта.

Рассмотренные варианты представлены в табл. 8.

Таблица Результаты исследования нефтевытесняющих свойств реагента «Экстракт-700» на неоднородных моделях пласта Соотношение скоростей фильтрации Нефтенасыщенность Коэффициент Кратность Конечный жидкости в колонках модели пласта, вытеснения увеличения коэффициент после особые условия нефти водой давления в вытеснения до закачки закачки эксперимента Кв, % * системе, нефти реагента реагента Рост/ Р0 Кв, % * остаточная, 64,8 74,2,9 2,0 2,охлажденная «ПЗП» 53,4 69,остаточная, 66,3 68,2,9 2,2 1,- 54,2 61,начальная, 0 64,3,0 2,8 1,- 0 56,нефтенасыщенность 56,2 72,50 %, 3,7 2,6 0,21,3 60,охлажденная «ПЗП» начальная, 0 70,закачка 0,38 % 3,2 2,4 1,0 62,раствора * - значения показателей для высокопроницаемого и низкопроницаемого пропластков.

Исходя из полученных результатов следует, что закачка реагента более эффективна на поздних стадиях разработки, когда значительная доля нефти извлечена. В этом случае наблюдается максимальное изменение скоростей фильтрации жидкостей в колонках модели пласта и значительное увеличение коэффициента вытеснения нефти.

Эффективность вытеснения нефти с использованием реагента «Экстракт-700» была сопоставлена с результатами эксперимента, в котором использовался НПАВ (WOF-P 100), рекомендуемый для использования в технологиях увеличения нефтеотдачи пластов.

Таблица Результаты экспериментов по вытеснению нефти композициями на основе реагентов «Экстракт-700» и НПАВ WOF-PПараметры процесса вытеснения до закачки композиции после закачки композиции Состав композиции, отношение отношение прирост коэффициент % масс.

скоростей скоростей коэффициента вытеснения фильтрации фильтрации вытеснения нефти Кв, % жидкостей жидкостей нефти Кв, % «Экстракт-700» - 2,5 3,6 51,8 1,5 27,«Экстракт-700» - 2,3,6 51,6 2,2 9,НПАВ – 0,НПАВ – 0,425 3,7 52,4 3,4 2,Наибольшую эффективность в условиях проведения экспериментов показала композиция, содержащая реагент «Экстракт-700» в чистом виде.

В этом случае достигнут существенный прирост коэффициента нефтевытеснения - 27,7 % и установлено максимальное выравнивание скоростей фильтрации жидкости в колонках модели пласта.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»