Анализ влияния минерализации и pH нагнетаемой воды на эффективность применения гелеобразующих составов

Одним из основных факторов эффективной разработки нефтяных месторождений является равномерное продвижение фронта вытеснения нефти водой. В случае продолжительного нагнетания вытесняющего агента, могут образовываться высокопроницаемые пропластки. Появление данных пропластков негативно сказывается на вытеснении нефти и на коэффициенте извлечения. Для перераспределения и регулирования потоков используют химические методы повышения нефтеотдачи пластов. Одним из наиболее эффективных и экономически выгодных методов, можно назвать применение гелеобразующих составов на основе полиакриламида.

Приготовление данных композиций происходит на кустовой площадке и основной ее частью будет нагнетаемая системой поддержания пластового давления вода. Из этого следует вывод, что качество и химические свойства закачиваемой воды оказывают огромное влияние на композицию.

В рамках лабораторных исследований было проанализировано влияние минерализации и pH воды на эффективность применения гелей для перераспределения потоков нагнетаемого агента.

В качестве образцов были выбраны гели применяемые на Ватьеганском нефтяном месторождений. Эти гели получаются путем взаимодействия полиакриламида и ацетата хрома.

Концентрация: 0,3 мл ацетата хрома + 2,5 г полиакриламида на 100 мл воды.

После замешивания данной пропорции, проба 4 часа подвергалась нагреву. Температура нагревательного элемента 60°С. После замерялась пластическая прочность, получившегося геля, при помощи конического пластометра разработанного академиком П.А. Ребиндером. Пластическая прочность характеризует способность геля препятствовать продвижению закачиваемой воды, а соответственно качеству перераспределения потока воды. Как известно, чем лучше произойдет перераспределение потока, чем больше будет вовлечено в работу низкопроницаемых участков пласта, тем больше будет извлечено нефти.

Расчет пластической прочности производиться по следующим формулам:

„        F

Pm = Kα F2 , где Рm – пластическая прочность, Па;

• F – вес погружаемой системы, Н;

• h – глубина погружения конуса в гель, м;

Kα – коэффициент, зависящий от угла осевого сечения конуса при вершине, д. ед., равный

Результаты исследования приведены на рисунках 1 и 2.

В ходе исследования зависимости пластической прочности от минерализации воды были замешаны 4 пробы с заданной концентрацией полиакриламида, ацетата хрома и соли NaCl. В качестве основы использовалась дистилированная вода. Минерализация воды составляла 0, 10, 20, 30, 40 г/л.. В результате был получен график зависимости пластической прочности от минерализации.

Рисунок 1 – Зависимость пластической прочности от минерализации воды.

По графику видно, что увеличение минерализации привело к увеличению пластической прочности.

В ходе исследования зависимости пластической прочности от pH были замешаны 3 пробы с заданной концентрацией полиакриламида, ацетата хрома и NaOH. Добавление NaOH позволило изменять значение pH с 5 до 10. Основой геля была дистилированная вода. В результате был получен график зависимости пластической прочности от pH.

Рисунок 2 – Зависимость пластической прочности от pH воды.

По графику видно, что увеличение минерализации привело к увеличению пластической прочности.

Заключение

В рамках лабораторных исследований были получены две зависимости, характеризующие величину изменения пластической прочности с увеличение минерализации и pH. Анализируя полученные зависимости, можно сделать вывод, что увеличении содержания хлористого натрия и гидроксида натрия в воде происходит увеличение пластической прочности геля.