Файл: Бабалян, Г. А. Физико-химические процессы в добыче нефти.pdf

скорость утончения пленки больше, чем при добавке нефтей. Одна­ ко следует отметить, что в случае добавки туймазинской нефти от­ личие в скоростях утончения незначительно.

В практике нередко пластовые минерализованные воды заме­ няют на пресные' и наоборот, применяют и различные водораст­ воримые ПАВ. В этой связи было изучено влияние на процесс при­ липания капель нефти свойств воды и водорастворимых ПАВ,

рость утончения для туймазинской нефти, по-видимому, являются следствием более интенсивного взаимодействия активных компо­ нентов этой нефти с водным раствором хлористого натрия и ча­ стичного растворения их в нем с образованием под каплей тонкого слоя водного раствора ПАВ. Последние, адсорбируясь на твердой поверхности, гидрофобизируют ее, что резко снижает толщину

водой для туймазинской нефти несколько меньше, чем для арлан­ ской.

Аналогичными исследованиями для арланской нефти с добав­ ками ПАВ было установлено, что с увеличением концентрации ОП-10 в пластовой воде толщина пленки возрастает. Наблюдения под микроскопом показали, что при длительном оставлении капли нефти в капилляре при 0,01- и 0,025%-ных растворах ОП-Ю про­ исходит точечное прилипание ее к стенке, а при 0,05- и 0,075%-ных растворах оно отсутствует. Отсюда можно сделать вывод, что до­

133

бавка ОГТ-10 в пластовую воду препятствует прилипанию нефти к поверхности капилляра и гидрофобизации ее активными компо­

нентами нефти.

На основании проведенных опытов можно сделать некоторые выводы о возможном состоянии погребенной воды в пласте. Оче­ видно, разрыв пленки электролита при внедрении нефти в пори­ стую среду наиболее вероятен на остриях зерен. В этих же местах

уменьшением степени гидрофильности частиц, например, с увели­ чением карбонатностн пластов, погребенная вода находится пре­ имущественно в капиллярно-удерживаемом состоянии, так как в процессе миграции возможность непосредственного соприкоснове­ ния нефти с твердыми частицами при этом возрастает. Соответст­ венно возрастают гидрофобизация их и вероятность обращения фаз в поровом пространстве, т. е. обращения воды на поверхности частиц из дисперсионной среды в дисперсную фазу.

Противоположный процесс должен происходить при вытесне­ нии нефти водой (случай наиболее частый при геофизических исследованиях). С увеличением содержания карбонатов в породе и других минералов, плохо смачивающихся водой, на которых воз­ можна химическая фиксация активных компонентов нефти, оста­ точная нефть будет находиться преимущественно в пленочном со­ стоянии. С увеличением же содержания минералов, хорошо сма­ чивающихся водой (кварц, глина), — в капиллярно-удерживаемом. Так как с возрастанием активности нефти смачивание пород ею

134

2. ВЛИЯНИЕ НА ПРОЦЕСС ПРИЛИПАНИЯ ПАРАФИНОВ

На процесс прилипания определенное влияние могут оказать и содержащиеся в углеводородной жидкости твердые парафины.

По описанной ранее методике были проведены опыты в термо­ стате. Капилляр заполняли электролитом— 20%-ным раствором химически чистой NaCl в дистиллированной воде. В качестве рас­ творителя парафинов применяли очищенный неполярный керосин. Фракции твердых парафиновых углеводородов были выделены по стандартной методике Б. М. Рыбака [79] из глубинных проб неф­ тей (1640 м) Туймазинского нефтяного месторождения пласта Д-2 скв. 1605.

Физико-химические характеристики исследованных растворов приведены в табл. 28.

*Поверхностное натяжение на границе с дистиллированной водой.

Вопытах, проведенных с фракцией парафинов, имеющей темпе­ ратуру плавления 43° С, поверхностное натяжение на границе с электролитом меняется в зависимости от концентрации в непо­ лярном керосине твердых углеводородов и их фракционного со­ става. Снижение поверхностного натяжения дают растворы легких фракций парафинов. С повышением концентрации парафинов по­ верхностное натяжение убывает. При одинаковых концентрациях меньшее снижение поверхностного натяжения дают фракции твер­ дых углеводородов с большим молекулярным весом.

На рис. 70 показана кинетика утончения пленки электролита под каплей керосина, содержащего от 2 до 8% парафина, при тем­ пературе 20° С в течение 25 ч. Разрыва пленки и прилипания кап-

135

кристаллов и их количества в ад­ сорбционном слое. Кристаллы па­

'хорошо наблюдаемый под микро­ скопом. С уменьшением темпера­ туры плотность этого слоя возра­ стает. Было замечено, что при значительном утончении пленки некоторая часть кристаллов па­

рафина прорывается через границу раздела керосин — пленка элек­ тролита, диффундирует через нее к стенке капилляра и осаж­ дается на ней.

На рис. 71 представлена зависимость hv от температуры при различном содержании парафина в керосине.

Аналогичные результаты были получены для фракции пара­ фина с температурой плавления 35° С. При прочих равных усло­

136

виях при добавке легкоплавких фракций парафинов hv всегда больше, чем при добавке тугоплавких. Это не может быть объяс­ нено изменением коэффициента поверхностного натяжения о. При

капле углеводородной жидкости, граничащей с газом, в сухой стек­ лянный капилляр была введена капля 5%-ного раствора в керо­

(рис. 72). Капилляр с раствором помещали под микроскоп и ви­ зуально наблюдали за движением кристаллов.

Кристаллы парафина в капле при температуре 25°С вблизи гра­ ницы раздела раствор — насыщенные пары керосина находятся

вбеспрерывном движении. Направление и характер движения кристаллов на рисунке показаны стрелками. Кристаллы из объема устремляются к границе раздела раствор — пары керосина. При­ ближаясь к этой границе, они ускоряют движение, и затем, как бы отражаясь от нее, уходят по слоям, близким к стенкам капилляра, замедляют движение, и вновь с некоторым ускорением возвраща­ ются к границе раздела. Сосредоточения кристаллов на границе раздела не наблюдается. Некоторая часть кристаллов сталкивается

впроцессе движения со стенкой капилляра и осаждается на ней.

Аналогичные наблюдения велись при наличии водной прослой­ ки (дистиллированная вода) под каплей раствора парафина в ке­ росине (рис. 73). Граница раздела 71 вода — раствор сделана пло­ ской путем приложения давления, а граница раздела Б выпуклой, как показано на рисунке. Направление движения кристаллов здесь обратное предыдущему (на рисунке показано стрелками). Было замечено, что скорость движения кристаллов в случае, когда ме­

137