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

ностное натяжение раствора, больше в поверхностном слое, чем в объеме раствора, и наоборот (для вещества, повышающего по­ верхностное натяжение). Поверхностно-активные вещества адсор­ бируются на границе раздела раствора с твердыми частицами по­ роды, стенками трубы, каплями нефти и пузырьками газа.

Несколько упрощенно уравнение Гиббса запишется так:

Увеличение содержания растворенного вещества в участках с повышенным значением термодинамического потенциала определя­ ется разностью химических потенциалов ц.в объеме и в данной ло­ кальной области и производной химического потенциала по кон­ центрации. В результате такого процесса адсорбции на локальных поверхностях раздела роль имеющихся в объеме раствора вклю­ чений в процессе кристаллизации в значительной мере уменьшается вследствие обогащения растворенным веществом поверхности раз­ дела воды и включений. На поверхности последних нарушается существовавшее размерное и ориентационное соответствие между решеткой включения и возникающей новой фазой, и это включе­ ние уже не может служить готовым центром кристаллизации, на котором возникают двумерные зародыши новой фазы.

Чтобы проверить действие ПАВ на процесс кристаллизации при образовании эмульсий, к 20%-ному раствору NaCl перед полу­ чением эмульсии были добавлены неионогенные ПАВ ОП-Ю и дисолван (4411). При концентрации ОП-Ю 0,025% образование кри­ сталлов в глобулах еще наблюдается (рис. 111, а). При содержа­ нии 0,05% этого ПАВ в глобулах кристаллы отсутствуют (рис. 111, б). Кристаллы не образуются при добавке указанного количества ПАВ и в глобулах эмульсии, приготовленной из насыщенного ра­ створа NaCl в дистиллированной воде.

В отличие от ПАВ ОП-Ю при добавлении дисолвана в коли­ честве 0,05 и 0,1% образование кристаллов в глобулах не прекра­ щается (рис. 111, в). Опыты с пластовой водой при 10%-ном содер­ жании ее в эмульсии также показали отсутствие в глобулах крис­ таллов CaS04 и NaCl при добавке 0,05% ОП-Ю. Добавка ПАВ 4411 до 0,1 % не предотвращает образование кристаллов. При до­ бавке 0,05% гексаметафосфата (ГМФН) образования кристаллов в глобулах в случае 20%-ного раствора NaCl не наблюдалось. Кри­ сталлы в глобулах пластовой воды отсутствуют также и при ра­ створении в ней ГМФН. Последний, так же как и ПАВ, адсорби­ руется на поверхности кристаллов и подавляет их образование и рост. Наряду с этим при растворении в воде он вступает в реак­ цию обмена с солями щелочноземельных металлов с образова­ нием растворимых комплексных соединений:

NaePe0 13 -j- 2CaS04 = NaoCa2Po04g -j- 2Na2S04

Na6Pe0 13 + 2BaCl2 = Na2Ba2Pe0 13 + 4NaCl.

188

189

исходила диффузия соли в сторону капли и увеличение электро­ проводности раствора в капилляре. Толщина прослойки до и после диффузии при контакте 1%-ного раствора с 5, 10 и 15%-ным растворами его приведены в табл. 44. При 20° С контакт раствора в капилляре с растворами концентрацией 5 и 10% приводит к уменьшению толщины прослойки, при контакте с раствором кон­ центрацией 15% толщина прослойки увеличивается. Аналогичные

Т а б л и ц а 44

исследования при температуре 35° С показали, что толщина про­ слойки начинает возрастать уже при контакте с раствором 10%-ной концентрации. При отсутствии диффузии (когда капля керосина вводится в капилляр, заранее заполненный 1, 5, 10 и 15%-ным растворами) толщина прослойки с повышением концен­ трации убывает. Ввод капли в капилляр увеличивает время вырав­ нивания концентрации раствора в нем в 3—3,5 раза.

Очевидно, что с увеличением толщины прослойки время, необ­ ходимое для выравнивания концентрации раствора в капилляре, будет уменьшаться. Толщина прослойки, как известно, умень­ шается с уменьшением диаметра капилляра и увеличением содер­ жания в нефти активных компонентов: смол, асфальтенов, орга­ нических кислот и т. д. Толщина прослойки электролита под кап­ лей керосина в процессе диффузии солей может увеличиваться только в случае повышения минерализации раствора в прослойке и выпадения в ней кристаллов солей. Капля, по-видимому, играет при этом роль модификатора, т. е. включения, способствующего перенасыщению раствора в прослойке и кристаллообразованию. Толщина прослойки, определенная путем измерения ее электро­ проводности, очевидно, является кажущейся. Образование кристал­ лов в прослойке увеличивает ее толщину, повышение же минера­ лизации раствора в ней, наоборот, уменьшает ее. Толщина про­ слойки определялась из предположения, что минерализация ра­ створа в ней такая же, как и во всем капилляре после выравни­ вания в нем концентрации, и что кристаллы в растворе отсутст­ вуют. На самом деле выравнивание концентрации продолжается еще долгое время после стабилизации над каплей толщины вод­ ной подкладки.

190

4.Б а б а л я и Г. А. Вопросы механизма нефтеотдачи. Баку, Азнефтенздат, 1956, 254 с.

5.Б а б а л я и Г. А. и др. Физико-химические основы применения ПАВ при разработке нефтяных пластов. М., Гостоптехиздат, 1962, 282 с.

довательских работ в области вторичных методов добычи нефти». Баку, Изд-во АН Аз. ССР, 1953, с. 224—246.

7. Б а б а л я н Г. А. Об исследованиях и практических результатах борьбы с отложениями парафина в нефтепромысловом оборудовании. В сб.: «Борьба с от­ ложениями парафина». М., «Недра», 1965, с. 5—18.

верхностно-активных веществ дл'я увеличения нефтеотдачи трещинных коллек­ торов. В сб.: «Применение поверхностно-активных веществ в нефтяной промыш­ ленности», М., Гостоптехиздат, 1963, с. 19—35.

12. Б а б а л я н Г. А. Влияние смачивания на работу насосных штанг в об­ водненных скважинах. Уфа, Башкирское книжное изд-во, 1960, с. 190—193. («Труды УфНИИ», вып. 6).

13. Б а б а л я н Г. А., К о в а л е н к о Э. К. О совместной фильтрации неф­ ти, воды и газа в трещинных коллекторах и возможности применения поверх­ ностно-активных веществ для увеличения нефтеотдачи. В сб.: «Труды II Все­

192

15. Б а б а л я п Г. А., М а р х а с и и И. П., Р у д а к о в Г. В. Влияние ас­ фальто-смолистых компонентов нефти и карбонатов на ее фильтрацию. Уфаг

нии и эксплуатации нефтяных скважин. Дисс. на соискание ученой степени канд..

женных лпофобных золей и слипание сильно заряженных частиц в растворах, электролитов,-—«ЖЭТФ», 1945, № 15, с. 663—681.

по сульфитации поверхностей в применении к построению математической тео­

В сб. докладов на конференции по поверхностным силам «Исследования в об­ ласти поверхностных сил». М., Изд-во АН СССР, 1961, с. 175—182.

36. Д е в л и к а м о в В. В. Некоторые особенности фильтрации высокосмо­ листых нефтей. Дисс. на соискание ученой степени докт. техн. наук, МННХ.

иГП, 1968.

37.Д ’Е с т е Ф. Защита оборудования нефтеперерабатывающих заводов от электрических разрядов. IV Международный нефтяной конгресс. М., Гостоптехиздат, 1956, т. 8, с. 213—227.

193'