Аномальными нефтями называют нефти, которые в своем течении не подчиняются законам вязкого трения Ньютона. Вязкость является одной из важных физических характеристик нефти. Она влияет на различные показатели разработки месторождений, такие, как дебит скважин, срок эксплуатации залежи, полнота выработки запасов нефти и др. Главной проблемой при разработке месторождений аномальных нефтей является понижение нефтеотдачи.
Основными причинами образования аномальных нефтей и снижения нефтеотдачи являются содержание в них высокомолекулярных парафиновых углеводородов или мицелл асфальтенов, а также наличие в нефти асфальто-смолистых соединений.
Cостояние парафина в нефти зависит от температуры, содержания и состава растворенных газов, от давления и т.д. В России большинство парафинистых нефтей находится в Волго-Уральском (34%), Западно-Сибирском (30%) и Северо-Кавказско-Мангышлакском (24%) бассейнах [1].
Зависимость вязкости нефти от градиента давления обусловлена в основном наличием в нефти асфальто-смолистых веществ. Содержание смол в тяжелых нефтях обычно достигает 45-50%, а содержание асфальтенов может быть 10% и более [1]. Содержание в нефти асфальто-смолистых компонентов меняется по простиранию пласта. Это является причиной неодинакового проявления аномальных свойств нефти на различных участках.
Существуют различные методы, способные помочь разработчикам избежать трудных технических последствий при разработке месторождений.
Проведенные учеными исследования месторождений Башкортостана и Татарстана показали, что коэффициент нефтеотдачи зависит от скорости фильтрации, что обусловлено аномалиями вязкости, присутствующими в нефти при низких градиентах давления. Для увеличения коэффициента нефтеотдачи в таких залежах необходимо было поддерживать значения градиента давления, превышающие градиенты динамического давления сдвига нефти.
Несмотря на достаточно большой выбор методов увеличения нефтеотдачи, наиболее эффективными методами являются физико-химические воздействия на пласт. К физико-химическим методам воздействия на пласт относят заводнение с применением мицеллярных, щелочных и полимерных растворов, растворов ПАВ, серной и соляной кислот, а также других реагентов. Но в связи с тем, что отдельное применение одного из данных растворов и реагентов не приведет к должному результату, а в некоторых случаях и вовсе ни к чему не приведет, были созданы такие современные технологии, как ASP-заводнение. Сущность данного метода заключается в последовательной закачке щелочи, поверхностно-активного вещества (ПАВ) и полимеров.
В работах Алтуниной Л.К. [2] проведены исследования по композициям ПАВ и щелочных буферных систем, используемых при увеличении нефтеотдачи низкопроницаемых пластов, в которых указывается, что наиболее доступным и эффективным способом деструктурирования межфазных слоев является использование в составе нефтевытесняющих композиций щелочных химических реагентов. Оптимальный интервал щелочности, в котором ПАВ химически устойчивы и обладают максимальной нефтеотмывающей способностью составляет pH 9,0-10,5.
Для высоконеоднородных пластов специалистами ИХН СО РАН [2] также созданы новые технологии повышения нефтеотдачи с применением термотропных неорганических и полимерных гелеобразующих систем, которые способны генерировать гели в пласте, тем самым увеличивая охват пласта при заводнении или паротепловом воздействии. Гелеобразование происходит под действием тепловой энергии пласта или применяемого теплоносителя при закачке. При низких температурах растворы полимеров маловязкие, а при высоких – превращаются в гели. Также данный процесс является обратимым: гель способен разжижаться при охлаждении, становиться маловязким, при этом снова застывать при нагревании. Применение данной технологии приводит к перераспределению фильтрационных потоков, что сопровождается доотмывом остаточной нефти как из низко-, так и из высокопроницаемых зон пласта. В качестве гелеобразующих композиций используются такие композиции, как МЕТКА и ГАЛКА, промышленные испытания которых проводились на месторождениях Западной Сибири в 1996 г. и в период 1989 по 1995 г. соответственно [2].
На сегодняшний день для изучения методов увеличения нефтеотдачи слишком мало изучен процесс фазового перехода асфальтенов из растворённого состояния в твёрдое. По фазовому поведению пластовых нефтей, содержащих большое количество асфальтенов и смол, информация очень ограничена, так как полноценным исследованиям мешают большая стоимость оборудования для их проведения, а иногда и вовсе его отсутствие, а также сложность такого рода исследований.
Список литературы:
- Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта. Учебник для вузов. Изд. 3-е перераб. и доп. М.: Недра, 1982, 311 с
- Маркин А.Н., Низамов Р.Э., Суховеров С.В. Нефтепромысловая химия: практическое руководство. Владивосток: Дальнаука, 2011. 288 с
