Анализ факторов, влияющих на химическую деструкцию поверхностно-активных веществ в пластовых условиях | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 11 июля, печатный экземпляр отправим 15 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №22 (312) май 2020 г.

Дата публикации: 29.05.2020

Статья просмотрена: 8 раз

Библиографическое описание:

Татаркин, А. Н. Анализ факторов, влияющих на химическую деструкцию поверхностно-активных веществ в пластовых условиях / А. Н. Татаркин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 22 (312). — С. 156-158. — URL: https://moluch.ru/archive/312/70830/ (дата обращения: 03.07.2020).



В статье рассмотрены основные факторы, которые влияют на степень химической деструкции неионогенных ПАВ в условиях, приближенным к пластовым.

Ключевые слова: химическая стабильность, деструкция, поверхностно-активные вещества, минерализация, pH, давление, температура.

Одним из распространенных физико-химических методов повышения нефтеотдачи (МУН) является заводнение с использованием поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые, адсорбируясь на поверхности раздела фаз нефть-вода, снижают межфазное натяжение. Это способствует вовлечение в разработку остаточных запасов нефти. При использовании заводнения с применением ПАВ необходимо учитывать поведение реагента в пластовых условиях.

При попадании в пласт молекулы ПАВ подвергаются химической деструкции со стороны компонентов, находящихся в пласте-коллекторе. Степень химической деструкции зависит от термобарических условий и от времени контактирования раствора в пласте.

С целью изучения влияния основных параметров пласта на величину химической деструкции, учеными из НИИнефтеотдача были проведены лабораторные исследования неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ): ОП-7, ОП-10, АФ-12, в условиях, приближенных к пластовым.

В таблице 1 приведены характеристики и состав пластовых вод Арланского месторождения.

Таблица 1

Характеристика исостав пластовых вод

Параметры

Значение

Вязкость, мПа

1,3

Плотность, кг/м3

1173

pH

5,3

Минерализация, г/дм3

180–249

Содержание ионов:

Cl

110050–155000

SO4

560–1100

Na, K

67113–78000

Ca

3150–12290

Mg

4900–4620

Согласно данным из табл. 1, пластовые воды месторождения являются высокоминирализованными. В состав вод входят Cl, Na, К,Ca и другие.

С целью определение химической стабильности неионогенных ПАВ было изучено влияние ионов элементов, растворенных в пластовой воде.

Степень химической деструкции рассчитана по формуле:

(1)

Где К — степень химической деструкции, %; М — количество разрушенного ПАВ; М0 исходное количество ПАВ.

Результаты лабораторных работ, выполненных Нигматуллиной Р. Ф., по определению влияния ионов некоторых элементов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Химическая деструкция ПАВ ОП-10 иАФ9–12 под влиянием ионов различных элементов иэлементарной среды

Реагент

Соотношение (НПАВ:реагент)

Температура, 0С

Время реакции, ч

Степень химической деструкции,%

АФ9–12

ОП-10

Натрий гидроксид

1:0.01

20

48

-

2–5

Калий гидроксид

1:0.01

20–45

21

-

-

Аммония гидроксид

1:1

20–45

21

-

-

Натрий углекислый

1:0.01

45

21

-

-

Калий углекислый

1:0.01

45

48

-

-

Калий углекислый

1:0.01

100

21

2–3

5–8

Натрий сернокислый

1:0.01

20

48

3

15

Натрий сернокислый

1:0.01

45

21

3

30

Натрий хлористый

1:0.01

45

21

2

10

Барий хлористый

1:0.01

100

21

7

22

Кальций хлористый

1:0.01

45

21

2

30

Магний хлористый

1:0.01

45

21

5

27

Железа сульфид

1:0.01

45

21

16

100

Железа сульфид

1:0.01

45

7

13

85

Сероводород

1:0.01

20

4

5–8

20

Сера

1:0.01

45

21

-

96

Сера

1:0.01

45

14

-

85

Сера

1:0.01

100

7

-

80

По данным таблицы 2, видно, что на степень деструкции НПАВ оказывают влияние ионы, содержащиеся в воде. Максимальное значение деструкции для ОП-10 достигает 85 %, для АФ9–12–16 %.

Величина химической деструкции также зависит от пластовой температуры и давления. Результаты исследований по влиянию термобарических условий на величину деструкции для неионогенного поверхностно-активного вещества марки ОП-10 приведены в таблице 3.

Таблица 3

Влияние температуры идавления на величину химической деструкции 5% раствора ПАВ

Температура, 0C

Давление, МПА

Время, ч

Степень химической деструкции,%

ОП-10

АФ9–12

25

10

14–21

53

28

40

10

14–21

72

34

45

10

14–21

96

40

Согласно данным таблицы 3, величина деструкции увеличивается с ростом пластовой температуры и может достигать высоких значений (97 % для ОП-10).

С целью определения влияние минерализации и уровня pH пластовых вод на деструкцию ПАВ были проведены опыты с использованием неионогенного поверхностно-активного вещества марки АФ9–12, результаты исследований для нескольких месторождений приведены в таблице 4.

Таблица 4

Влияние уровня минерализации иPH пластовой воды на степень химической деструкции АФ9–12 за 21 час

Месторождение

Пластовая вода

Пластовая температура,К

Пластовое давление, МПа

Степень химдеструкции,%

минерализация

pH

Арланское

265,00

5,0

300

10

6–7

Самотлорское

22,25

7,4

359

17

8–10

Западно-Сургутское

16,9

7,7

347

18

6–7

Мамонтовское

17,20

7,6

340

17

6–8

Суторминское

17,95

7,5

353

13

6–7

В ходе поставленной задачи также были проведены опыты по определению связи между химической деструкцией и химическим составом горных пород. Результаты лабораторных работ отображены в таблице 5.

Таблица 5

Химический состав породы месторождений

Месторождение

Содержание активных компонентов,% 10–3

Степень хим. деструкции АФ9–12,%

Cu

Ni

Mn

Ti

Cr

Sr

P

S

Самотлорское

3–5

2–4

11–19

500–200

35–70

-

60

2,4–3,2

35–38

Зап.Сургутское

1

0,6

9

200

4

200

-

2,2–2,6

37–46

Мамонтовское

1

1

90

100

9

40

-

1,2–1,5

33–37

Уршакское

3,5

2–4

40

100

50–100

5

50

1,5–4,1

28–32

Стрежевское

1

1

15

200

10

-

-

0,6–0,9

20–22

Советское

3

1

4

500

5

-

-

0,3–0,7

20–23

На основании серии лабораторных исследований можно сделать вывод, что НПАВ подвергаются химической деструкции под влиянием различных факторов: температура, давление, pH, активные компоненты. Была выявлена прямая зависимость степени деструкции от pH среды и от количества металлов серы и ее соединений.

Для повышения химической стабильности и, как следствие, эффективности применения поверхностно-активных веществ, используют реагенты-стабилизаторы (лигносульфонат, проксамин и др.), которые защищают ПАВ от деструкции.

Литература:

  1. Исследование возможной химической деструкции НПАВ в пластовых условиях /Р. Н. Фахретдинов, К. С. Фазлутдинов и др. // Нефтяное хозяйство — 1991-№ 5-С.27–29.
  2. Ленченкова Л. Е. Повышение нефтеотдачи пластов физико-химическими методами. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1998. 394 с.
  3. О химической стабильности неионогенных поверхностно-активных веществ в пластовых условиях при нефтевытеснении /Р.Н Фахретдинов, К. С. Фазлутдинов, Р. Ф. Нигматуллина //ДАН СССР-1998-Т.301-М2-С.355–358.
  4. Справочное пособие по применению химических реагентов в добыче нефти / Г. З. Ибрагимов, Н. И. Хисамутдинов. — Москва: Недра, 1983.
  5. Фахретдинов Р. Н., Нигматуллина Р. Ф., Новые физико-химические аспекты повышения эффективности химреагентов в нефтедобыче — Уфа:Гилем, 1996–193с.
Основные термины (генерируются автоматически): химическая деструкция, таблица, пластовая вода, пластовая температура, химическая стабильность, влияние ионов, величина деструкции, самотлорское, неионогенное поверхностно-активное вещество, ПАВА.


Похожие статьи

Вытеснения нефти водными растворами неионогенных...

Таблица 1. Характеристики влияния присадок ПАВ (поверхностно-активных веществ) кбензину.

Сточные воды предприятий — это воды, изменившие после использования в технологическом процессе свои физико-химические свойства и требующие отведения...

О гигиеническом значении поверхностно-активных веществ...

Возрастающее производство и применение поверхностно-активных веществ в различных

Вода — ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена

Для определения количества синтетических поверхностно-активных веществ в водных...

Разработка месторождений с применением ПАВ-полимерного...

Поверхностные воды (речные, озёрные, подрусловые) в пластовых условиях при

Ключевые слова: месторождение, поверхностно активные вещества, заводнение, разработка.

Кроме температуры, на стабильность полимерных растворов влияет механическая деструкция...

Минерализация пластовых вод, выделенных из местных...

Нами изучен химический состав солей в пластовых водах, выделенных из местных

Химический состав солей в пластовых водах, выделенных из местных водонефтяных

Поэтому, о минерализации пластовых вод часто судят по содержанию ионов хлора в единице...

Определение оптимальной концентрации раствора ПАВ при...

В статье рассмотрен метод определения оптимальной концентрации для растворов ПАВ, приведена зависимость изменения межфазного натяжения на границе с керосином от концентрации ПАВ. Ключевые слова: поверхностно-активные вещества, ПАВ...

Исследование воздействия электрическими разрядами высокого...

Все виды химических методов воздействия на продуктивный пласт с целью дополнительного извлечения нефти можно разделить на 3 направления (таблица 1).

Температура пласта 113 оС, вязкость пластовой нефти 9 мПа•с, низкоминерализованные пластовые воды 5–7 г/л.

Разработка режимов электрофлотации с учетом природы...

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются неотъемлемым компонентом смесей различного назначения.

Может быть использован в очистителях с высоким содержанием солей и щелочей, увеличивает щелочную стабильность неионогенных ПАВ, образуя однородные...

Изучение физико-химических аспектов деструкции...

Изучение промысловых гликолей показало, что среди продуктов распада наряду с идентифицированными низкокипящими (НК) продуктами деструкции (перекись водорода, формальдегид, ацетон, муравьиная и уксусная кислоты, гидроперекиси...

Применение облегченных технологических жидкостей для...

Для этого используют поверхностно-активные вещества (ПАВ) и получают пенные растворы. Закачка в скважину пены, полученной с

При увеличении содержания углеводородной фазы от 5 до 50 % стабильность пены снижается в 1,5–3 раза по сравнению с пенообразованием в...

Похожие статьи

Вытеснения нефти водными растворами неионогенных...

Таблица 1. Характеристики влияния присадок ПАВ (поверхностно-активных веществ) кбензину.

Сточные воды предприятий — это воды, изменившие после использования в технологическом процессе свои физико-химические свойства и требующие отведения...

О гигиеническом значении поверхностно-активных веществ...

Возрастающее производство и применение поверхностно-активных веществ в различных

Вода — ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена

Для определения количества синтетических поверхностно-активных веществ в водных...

Разработка месторождений с применением ПАВ-полимерного...

Поверхностные воды (речные, озёрные, подрусловые) в пластовых условиях при

Ключевые слова: месторождение, поверхностно активные вещества, заводнение, разработка.

Кроме температуры, на стабильность полимерных растворов влияет механическая деструкция...

Минерализация пластовых вод, выделенных из местных...

Нами изучен химический состав солей в пластовых водах, выделенных из местных

Химический состав солей в пластовых водах, выделенных из местных водонефтяных

Поэтому, о минерализации пластовых вод часто судят по содержанию ионов хлора в единице...

Определение оптимальной концентрации раствора ПАВ при...

В статье рассмотрен метод определения оптимальной концентрации для растворов ПАВ, приведена зависимость изменения межфазного натяжения на границе с керосином от концентрации ПАВ. Ключевые слова: поверхностно-активные вещества, ПАВ...

Исследование воздействия электрическими разрядами высокого...

Все виды химических методов воздействия на продуктивный пласт с целью дополнительного извлечения нефти можно разделить на 3 направления (таблица 1).

Температура пласта 113 оС, вязкость пластовой нефти 9 мПа•с, низкоминерализованные пластовые воды 5–7 г/л.

Разработка режимов электрофлотации с учетом природы...

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются неотъемлемым компонентом смесей различного назначения.

Может быть использован в очистителях с высоким содержанием солей и щелочей, увеличивает щелочную стабильность неионогенных ПАВ, образуя однородные...

Изучение физико-химических аспектов деструкции...

Изучение промысловых гликолей показало, что среди продуктов распада наряду с идентифицированными низкокипящими (НК) продуктами деструкции (перекись водорода, формальдегид, ацетон, муравьиная и уксусная кислоты, гидроперекиси...

Применение облегченных технологических жидкостей для...

Для этого используют поверхностно-активные вещества (ПАВ) и получают пенные растворы. Закачка в скважину пены, полученной с

При увеличении содержания углеводородной фазы от 5 до 50 % стабильность пены снижается в 1,5–3 раза по сравнению с пенообразованием в...

Задать вопрос