Способ исследования влияния по-ВЕРХНОСТНыХ СВОйСТВ пОРиСТОй СРЕдыНА ВыТЕСНЕНиЕ НЕфТи Советский патент 1981 года по МПК E21B43/22 

1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к исследованию вытеснения нефти различны-ми агентами, из пористых сред моделей, различающихся своими поверхностными свойствами.

Нефтесодержащие породы содержат минералы, различающиеся по их смачива емости нефтью и водой.

Кварц, кальцит, слюда, большинство силикатов, а также и окисленные минералы, окислы, сульфаты, карбонаты и другие минералы, которыми обычно , представлены нефтесодержащие песчаники, по своей природе гидрофильны, т.е. вода избирательно лучше смачивает их поверхность. Другие минералы, входящие в состав нефтесодержащих пород, в частности, графит, угли, сера самородные металлы не окисленные с поверхности, сульфиды тяжелых металлов, обладгшщие металлическими свойствами, сульфиды мьшьяка, некоторые хлориды тяжелых металлов, а также некоторые силикаты жирные на ощупь .(признак тесно связанный с гидрофобность.ю поверхности), относятся к гидрофобным телам.

В реальных пластовых условиях физико-химические факторы, в том числе

и различие поверхностных свойста нефтесодержащих пород, в значительной степени определяют эффективность разработки месторождений путем вытеснения нефти из пласта различными агентами. Например, при заводнении пластов неоднородность пород по смачиваемости, их преобладакнцая гидрофобность, наличие в нефти асфальто-смолистых и других полярных веществ значительно ухудшают условия нефтедобычи, уменк ают нефтеотдачу, увеличивают время разработки и расход воды.

Важнейшей частью исследовательских и проектных работ в области разработки нефтяных месторождений и повышения нефтеотдачи пластов является изучение влияния поверхностных свойста пористых сред на эффективность вытесг нения нефти.. .

В мировой практике нефтедобычи основным способом оценки влияния поверхностных свойств пород на эффектив-. ность извлечения нефти являются экспериментальные исследования на лабораторных моделях пласта. В лабораторной практике используются как образцы пброд, представляющие изучаемлй коллектор, так и модели пористых сред. Известен способ исследования влияния поверхностных свойств пористых сред на вытеснение нефти, включающий создание пористой среды, наполнение ее нефтью и. вытеснение последней аген том, в котором создание пористой среАда с различающимися по смачиваемости свойствами, состоит в том, что берут образец керна из песчаника, экстрагируют и высушивают при высокой температуре, создавсш тем самым 100%-ну гидрофобную поверхность песчаника и насыщают образец водой, затем вытесняют воду силиконовой нефтью в пропорции соответствующей заданному соотношению гидрофильной и гидрофобной сред. После -этого образец высушивают fl. Недостаток способа заключается в том, что технология, приготовления та ..ких пористых сред сложна и трудоемка и что в процессе проведения исследования созданные гидрофобные пористые средыизменяют свою смачиваемост при воздействии водной среды. Известен также способ исследовани влияния поверхностных свойств пористой среды на вытеснение нефти, включающий создание модели пористой среды путем перемешивания гидрофильных и гидрофобных гранулированных веществ, наполнение модели нефтью и вытеснение ее агентом при различных термодинамических условиях 2 . Недостатком известного способа яв ляется низкое качество исследования, связанное с изменением смачиваемости поверхности пористой среды. Цель изобретения - повышение качества исследования аа счет исключения смачиваемости пористой среды в широком диапазоне термодинамических условий. Поставленная цель достигается тем что в качестве гидрофобного вещества используют фторопласт, или фторид графита, или полипропилен или полиэтилен. Способ осуществляют следукяцим образом. Создают модель пористой среды путем перемешивания гидрофильных и гид рофобных гранулированных веществ. В качестве гидрофильнрго материала используют песок, а в качестве гидрофобного - фторопласт, или фторид гра фита, или полипропилен, или полиэтилен в гранулированном виде. Полностью гидрофобная пористая среда создается из фторопласта, позв лякядего изготовлять из него изделия с любой пористотью и порами самых различных размеров. Заполняют пористую среду нефтью и осуществляют вытеснение из созданной пористой среды нефти агентом при различных термодйнамических условиях Рассмотрим пример создания порисой среды для исследования зффективости вытеснения нефти водор при и давлении 300 кгс/см на лаораторной модели пласта. Указанные условия подобны, наприер, действительным пластовым нефтяых залежей на глубинах 2800-3200 м. Пусть необходимо приготовить 10 кг городы, из которой 70% представляют идрофильную часть-, 30% - гидрофобую . , Берем гидрофильный кварцевый песок с выходов пласта на дневную поверхность в количестве 7 кг, добавляем к нему 3 кг гидрофобного по своей природе химически стойкого вещества в тонко раздробленном состоянии (максимальный размер частиц не превышает размера частиц песка). Перемешиваем смесь до достижения однородности всей массы. Созданную пористую среду засыпаем в модель пласта и уплотняем. Так как температура исследования по условию равна 105°С, то в качестве гидрофобного по своей природе химически стойкого вещества используем фторопласт-2. фторопласты и фторид графита в силу их свойств предлагается использовать для создания пористых сред, работакядих при более низких температурах от -5 до 120°С, полиэтилены обычно размягчаются при температурах порядка 80-10й°С и разбухают в нефтях, могут использоваться только при более низких температурах от -50 до SO-IOO C. Свойства известных веществ позволяют создавать пористые среды и вести лабораторные исследования по вытеснению из них нефти в широком диапазоне термодинамических условий, существующих в реальных нефтяных пластах. Предпочтение в использовании следует отдать фторопластам - многие из которых не смачиваются водой, не изменяют своих свойств в ней, являются химически самыми стойкими из всех известных материалов. По плотности выделенные вещества от песка отличаются в малой степени, что позволяет приготовлять пористые среды с неоднородными включениями различного вида (по мощности, по простиранию); фториду графита (CFg), который обладает наиболее гидрофобной поверхностью из всех известных твердых тел. По исследованию адгезии воды установлено, что доля гидрофильных участков поверхности фторида графита составляет 0,002 от его общей поверхности. Применение пористых сред с использованием гидрофобных по своей природе химически стойких веществ позволяет получать более достоверные сведения :о характере и эффективности вытеснения нефти из пласта различными аген58320716

тами/ точнее определять направленияее агентом при различных термодинс мипоиска новых высокоэффективных мето-ческих условиях, отлич. ающий до1в повышения степени извлечения неф-с я тем, что, с целью пов1Л11ения катииз недр, разрабатывать и исследо-чества исследования за счет исключевать новые методы, эффективнее вести .ния изменения смачиваемости пористой нефтедобычу с применением известныхсреды в широком диапазоне термодинаметодов, способствует развитию техно- мических условий/ в качестве гидрофоблогии разработки нефтяных месторожде-ного вещества используют фторопласт, НИИ..или фторид графита, или полипропилен,

Формула изобретения Опринятые во внимание при экспертизе

Способ исследования влияния по-.S.C. Col beck, а Mathematical ЭтЫ 1 Iверхностных свойств пористой среды наtan Model w-i th Fractional - Wettablвытеснение нефти, включающий созда- bili Characterstias. Producers Montние модели пористой среды путем пе- 151у, 1961, v. 31, № 9, р. 22-28. ремешивания гидрофильных и гидрофоб- 2. Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяных гранулированных веществ, напол-ного пласта. М., Гостоптехиздат, нение модели нефтью и вытеснениеlafri, с. 181.

или полиэтилен в гранулированном виде.

Источники информации,

1. А.А. Resnik, P.P. Fulton,