Читать книгу «Дни науки» факультета управления, экономики и права КНИТУ. В 2 т. Том 2 - Коллектив авторов - Страница 1

Научные руководители: Куряшов Д.А., Лыжина Н.В.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ

In the past few decades interestfor using viscoelastic surfactants increased greatly. The use of liquid viscoelastic surfactant (VES) in the areas of application associated with the oil fields is increasing due to their advantages in comparison to commonly used polymeric systems. Oil companies use this type of surfactant, because it significantly increases the oil recovery in the oil fields. Thus, in this case well production is at the forefront for the oil companies, rather than cost savings by using of cheaper nonviscoelastic surfactants, which ultimately will affect the course of technical and economic indices of oil production.

Мировое производство ПАВ составляет 2-3 кг на душу населения в год. Примерно 50 % производимых ПАВ используется для бытовой химии , остальное в промышленности и сельском хозяйстве. Одновременно с ежегодным ростом производства ПАВ соотношение между их применением в быту и промышленности изменяется в пользу последней [1]. ПАВ продают такие страны как: Россия, Соединённые Штаты Америки, Украина, Турция и т.д.

В последние несколько десятилетий огромным интересом стали пользоваться вязкоупругие поверхностно-активные вещества. Первоначальные исследования и разработки были направлены на создание жидкостей, которые переносят большее количество проппанта в трещину. Были созданы полимерные жидкости для гидроразрыва на основе воды – они позволяли решить сразу несколько проблем, связанных с применением гидравлического разрыва:

1) снизить потери на трение в стволе скважины, что увеличивает скорость нагнетания жидкости и сокращает численное количество насосного оборудования, что снижает затраты на содержание основных средств и налоги на имущество;

2) снизить скорость утечки таких жидкостей в пласт, что обеспечивает экономически эффективное создание крупных трещин;

3) облегчить образование более широких разрывов благодаря высокой вязкости этих жидкостей и транспорт проппанта к вершине разрыва в результате снижения скорости его осаждения [2— 3].

Увеличению использования жидких VES препятствует высокая стоимость поверхностно-активных веществ, необходимых для получения композиций таких жидкостей. Проблемы, связанна с использованием жидких VES заключаются, во-первых, в их малой устойчивости в подземных пластах к воздействию органических/ неорганических солей и стабилизаторов неустойчивых глин, (таких как хлорид калия и хлорид тетраметиламмония), вовторых, в высоких температурах, встречающихся в сферах применения, связанных с нефтяными месторождениями с глубокими скважинами(доходящих до 250 °C). Использование вязкоупругих ПАВ при низких концентрациях в результате также может привести к неприемлемо продолжительному времени восстановления режима сдвига после проведения операции в условиях высокого сдвига. [4].

Вязкоупругие растворы ПАВ применяются для уменьшения потерь энергии в установках для нагрева и охлаждения. У вязкоупругих растворов ПАВ есть еще одно уникальное свойство: они сильно восприимчивы к неполярным веществам – углеводородам, которые способны солюбилизироваться в гидрофобных ядрах мицелл [5]. При контакте с углеводородами растворы теряют вязкоупругие свойства, а сама их вязкость уменьшается на несколько порядков. Данный эффект находит широкое поле деятельности в нефтедобыче – вязкоупругие ПАВ используются в качестве одного из основных компонентов жидкостей для гидроразрыва пласта, применяемых для создания и заполнения трещин в нефтеносном слое [6].

На данный момент, не смотря на высокую цену, вязкоупругие ПАВ широко распространены в нефтепромысловой химии. Нефтедобывающие компании используют данный вид ПАВ, поскольку он значительно увеличивает нефтеотдачу пласта на промыслах. Таким образом, на первый план для нефтяных компаний в данном случае выходит дебит скважины, а не экономия средств путем использования более дешевых невязкоупругих ПАВ, что, в конечном счете, безусловно, скажется на технико-экономических показателей процесса добычи нефти.

Список использованной литературы

1. Поверхностно-активные вещества// Интернет ресурс: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3420.html

2. Reservoir Stimulation, 3^rd Edit. Eds by M.J. Economides, K.G. Nolte, New York: John Wiley & Sons, LTD, 2000.

3. Unwin A.T., Hammond P.S. Rept. on the Western Regional Meeting, Bakersfiel, March 8-10, 1995, SPE 29649.

4. Siriwatwechakul W., LaFleur T., Prud’homme R.K., Sullivan P. // Langmuir. 2004. V.20. P.8970 – 8974.

5. Molchanov V.S., Philippova O.E., Khokhlov A.R. et al. // Langmuir. 2007. V.23. P.105 – 111.

6. Миллер М., Дисмюк К. // Рос. хим. журн. 2003. Т.47. № 4. С.78.