Файл: Особенности вскрытия, испытания и опробования трещинных коллекторов нефти..pdf

(36) Аналогично были подсчитаны все коэффициенты регрессии и по­ лучены уравнения для у\ и у% Математическое описание процес­ са получило вид

Для проверки результатов эксперимента была проведена ста­ тистическая обработка воспроизводимости процесса, значимости коэффициентов и адекватности модели.

Поскольку опыты в матрице планирования не дублировались, для определения ошибки опыта (ошибки воспроизводимости) до­ полнительно реализовано пять параллельных опытов в нулевой точке.

124

Расчетные значения ^-критериев оказались меньше табличного (для 5%-ого уровня значимости) [1]; F\ — 5,20<9,1; f 2 = 5 , 9 5 < 9 , l . Следовательно, может быть принята гипотеза об адекватном представлении результатов эксперимента линейным уравнением. Уравнения (36а, б) позволяют заранее рассчитать результаты

125

процесса для любых переменных в выбранных интервалах варьи­ рования.

Коэффициенты при независимых переменных указывают на' силу влияния факторов. Чем больше желанная величина коэф­ фициента, тем выше влияние оказывает фактор. Если коэффи­ циент имеет знак плюс, то с увеличением значения фактора пара­ метр оптимизации увеличивается, а если минус, то уменьшается.

отрицательное действие на процесс растворения. Таким образом, используя статистический метод планирования эксперимента бы­ ла получена математическая модель, которая позволила изучить взаимодействие солянокислотного раствора с карбонатными по­ родами. В процессе проведения экспериментальных работ было установлено, что помимо всех вышеперечисленных факторов на процесс химического взаимодействия кислот с карбонатными по­ родами оказывает заметное влияние расположение трещин в пространстве. Было замечено, что коэффициент растворения в образцах с горизонтальным расположением трещин ниже, чем в тех образцах, где трещины находились вертикально. Эта разница увеличивалась с ростом температуры.

Если при температуре 30—40°С коэффициент растворения в образцах с вертикальным и горизонтальным расположением тре­ щин одинаков, то при температуре выше 40°С коэффициент раст­ ворения у образцов с вертикальным расположением трещин_ на 10—20% выше. Такую кинетику процесса можно объяснить сле­ дующим образом. При температуре или давлении ниже критиче­ ского для СОг в процессе реакции С 0 2 выделяется в виде свобод­ ного газа и, следовательно, скорость реакции определяется не скоростями диффузии молекул кислоты через слой отработанной кислоты и гравитационного перемещения растворов, а скоростью перемешивания (скоростью прокачки) растворов соляной кисло­ ты с пузырьками свободно выделяющегося газа. В вертикальных трещинах всплытие пузырьков как бы облегчает процесс раство­

126

Так как размер проточных трещин в карбонатных коллекто­ рах изменяется в очень широких пределах как по мощности, так и по простиранию, то при проведении экспериментов высоту рас­ крытия трещины изменяли от 0,1 до 1 мм и таким образом оцени­ вали влияние сразу двух факторов на процесс растворения — влияние соотношения между объемом кислоты и поверхностью контакта и влияние высоты раскрытия трещин. По результатам проведенных опытов коэффициент растворения с учетом всех пе­ речисленных четырех факторов был наилучшим при следующих условиях: ж, = 0,1—0,3 мм; л:2 =12% Н О ; * 3 = 60—65°С; А'4 = 0,2%.

§ 4. ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (ПАВ) НА РАСТВОРИМОСТЬ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД

При работах, связанных с интенсификациями притоков и по­ вышением качества вскрытия продуктивных горизонтов,, боль­ шое значение приобретают добавки ПАВ.

ПАВ добавляются в кислотный раствор для снижения его аг­ рессивного воздействия на металлическое оборудование, ак­ тивизации поверхности растворяемого твердого тела и улуч­ шения смачивающих и поверхностных свойств кислотного раствора.

Выбор типа ПАВ определяется условиями их применения. Засолоненность карбонатных пород, высокая минерализация плас­ товых вод, характерные для Припятской впадины, выдвигают к применяемым ПАВ следующие требования.

1. ПАВ должно обладать хорошей растворимостью в рассоле поваренной соли и не коагулировать в высокоминерализованных пластовых водах.

2. Максимально снижать межфазовое натяжение на границе раздела фаз нефть — рассол и пластовая вода — нефть при ма­ лых концентрациях ПАВ.

3. ПАВ не должны являться эмульгатором для нефти.

В химическом отношении ПАВ разделяются на два основных класса.

1)Молекулярные, неионогенные ПАВ, в которых активной частью, воздействующей на поверхность путем избирательной адсорбции, являются полярные молекулы, не распадающиеся в данной среде на ионы.

2)Ионогенные ПАВ, молекулы которых в данной среде дис­ социируют на ионы и являются носителем поверхностной актив­ ности. Ионогенные ПАВ, в свою очередь, подразделяются на две группы: если носителем поверхностной активности является ани­ он, то такие-вещества называются анионоактивными; если при диссоциации носителем поверхностной активности в данной среде является катион, то такие вещества называются катионоактивными. Недостатком большинства ионогенных ПАВ является то, что

они в результате взаимодействия с солями С а 2 + , M g 2 + полностью

127

или частично высаливаются, образуя нерастворимые осадки в ви­ де кальциевых и магниевых солей.

Целью лабораторных исследований являлось изучение дей­ ствия ПАВ в условиях кислотных обработок скважины с карбо­ натными коллекторами. Опыты проводились с иеионогенными ПАВ, так как только ПАВ этого класса применяются в условиях Белоруссии (ОП-7, превоцел, дисолван, нонген). Поскольку од­ ним из факторов, значительно влияющих на результаты обработ­ ки, является поверхностное натяжение закачиваемого раствора

б.эрггсм1

Рис. 48. Изменение величины поверхностного натяже­ ния различных растворов соляной кислоты в зависи­ мости от концентрации ПАВ.

/ — дисолван; 2 — без днсолвана; 3 — превоцел; 4 — без пре­ воцел а; 5 — ОП-7; 6 — без ОП-7.

соляной кислоты, то прежде всего была изучена зависимость изменения величины поверхностного натяжения различных рас­ творов соляной кислоты от концентрации ПАВ. Полученные ре­ зультаты представлены в табл. 44 и рис. 48. Изменение поверх­ ностного натяжения производилось методом наибольшего дав­ ления газовых пузырьков [43].

Лабораторные эксперименты проводились с 5, 12, 15 и 20%-ной соляной кислотой и различными добавками ПАВ, начи­ ная от 0,1 до 3%. Из полученных данных видно, что из использо­ ванных ПАВ самыми эффективными являются нонген и ОП-7, так как эти ПАВ_ значительно снижают величину поверхностного натяжения. Исходя из результатов лабораторных анализов, мож­ но рекомендовать оптимальные концентрации ПАВ в кислотах различных концентраций (табл. 45).

При добавках 3%-ной концентрации ПАВ поверхностное на­ тяжение заметно возрастает. Это связано с тем, что по мере за­ полнения адсорбционного слоя молекулами, с увеличением кон­ центрации ПАВ в кислотном растворе углеводородные цепи при­ тягиваются друг к другу, ориентируясь перпендикулярно к по­ верхности раздела и образуя на ней своеобразный частокол —

128