Материал: Разработка нефтяных месторождений.

ное натяжение на контакте нефть — вода и сделать поверхность зерен горных пород-коллекторов более смачиваемой водой, т. е. увеличить ее гидрофильность. Кроме того, если какая-то часть остаточной нефти в заводненной области пласта находится в виде глобул, застрявших в сужениях пористой среды, и под действием градиентов давления не может двигаться, то со сни­ жением поверхностного натяжения эти глобулы будут легче деформировать поверхность и продвигаться через сужения пор.

Эффективность вытеснения нефти из пластов растворами ПАВ зависит от степени диспергирования нефти в заводненной области пласта, структуры порового пространства, доли нефти, оставшейся в виде пленок на зернах породы во всей остаточной нефти, характера физико-химического взаимодействия ПАВ и пород-коллекторов и т. д. Найти оптимальные условия приме­ нения какого-либо конкретного ПАВ или подобрать для задан­ ных пластовых условий наиболее эффективное ПАВ— дело трудное.

Всем физико-химическим методам разработки нефтяных месторождений, включая вытеснение нефти водными раствора­ ми ПАВ, полимерное и мицеллярно-полимерное заводнение, со­ путствует явление сорбции поверхностно-активных добавок к воде на зернах породы. Это оказывает решающее влияние на процесс извлечения нефти из пластов и экономику физико-хими­ ческих методов' разработки нефтяных месторождений. Поэтому рассмотрим его подробно с количественной стороны прежде всего на примере вытеснения нефти из прямолинейного пласта водным раствором ПАВ.

Уравнения фильтрации нефти и воды в пласте при вытесне­ нии из него нефти водным раствором ПАВ остаются, по суще­ ству, такими же, что и при вытеснении нефти из пласта обыч­ ной водой.

Если использовать модель непоршневого вытеснения, то и уравнения неразрывности фильтрующихся жидкостей и обоб­ щенный закон фильтрации нефти и воды остаются теми же, что и при вытеснении нефти из пласта обычной водой. Однако отно­

Учитывая, что здесь стоящее в скобках выражение равно ну­ лю на основе уравнения неразрывности фильтрующейся воды, получим

Из уравнений совместной фильтрации нефти и воды, как это показано в гл. IV, вытекает следующее уравнение для определе­ ния водонасыщенности:

нако при этом необходимо выразить А в зависимости от кон­ центрации ПАВ в воде.

Такие зависимости называются и з о т е р м а м и сорбции. Для описания сорбции ПАВ в элементе пласта обычно приме­

На рис. 122 показаны кривые зависимости А от с для ука­ занных изотерм.

Подставив, например, (VI.25) в (VI.23), получим дифферен­ циальное уравнение переноса и сорбции ПАВ в следующем виде:

Таким образом, можно рассчитать распределение водонасы­ щенности и концентрации ПАВ в пласте при непоршневом вы­ теснении нефти водным раствором ПАВ с учетом сорбции ПАВ на основе уравнений (VI.22) и (VI.26).

Однако более просто это определить для поршневого вытес­ нения нефти водным раствором ПАВ. В этом случае распреде­

нефтью и водой, не содержащей ПАВ. Таким образом, несмот­ ря на то что водный раствор ПАВ закачивают в рассматривае­ мый пласт с начала его разработки, вытеснение нефти и допол­ нительное ее извлечение из пласта происходят только в обла­ сти О^лгг^лгсор. На границе же х = хв нефть вытесняется обыч­ ной водой, которая очистилась от ПАВ в области О^яг^лгсор.

m s+ —

228

фронт сорбции совпадает с фронтом вытеснения. Если же а —О,

шсор 0,2•о,7

1 0,0339.

0,2.0,65+ -о^5

Следовательно, скорость фронта сорбции почти в 30 раз меньше истинной скорости движения воды в пористой среде.

Рассмотрим более подробно изменение размеров характер­ ных областей прямолинейного пласта при вытеснении нефти из него водным раствором ПАВ (рис. 123). В области 1 водонасыщенность равна slf в области 2 — s2, в области 3 — 53, а в об­ ласти 4 s = S CB -

Рис. 123. Схема вытеснения нефти из прямолинейного пласта водным раство­ ром ПАВ:

1 — область 1 (от *=0 до *= *сор); 2 — область 2 (дгсор< х < л 4); 3 — область 3 (д:4<х<дгв);

4 — область 4 (хв< х< [)

229