Способ определения коэффициента вытеснения нефти

 

Использование изобретения: изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при моделировании в лабораторных условиях процессов нефтевытеснения. Сущность изобретения: в способе определения коэффициента вытеснения нефти нефтевытесняющим агентом в лабораторных условиях, включающем отбор образцов керна, их экстрагирование, отмывание от солей дистиллированной водой, сушку до постоянной массы, насыщение образцов водой и нефтью с последующим вытеснением нефти нефтевытесняющим агентом и замером количества вытесненной нефти, аналогично подготовленные к насыщению образцы керна последовательно насыщают растворами органических соединений с известными потенциалами ионизации, после установления адсорбционного равновесия отделяют раствор от образцов, по изменению концентрации органических веществ в растворах определяют адсорбционную способность поверхности пор керна, а о коэффициенте вытеснения судят с учетом адсорбционной способности. 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано, например, при моделировании пористых сред для изучения процессов нефтевытеснения. Достоверность лабораторных опытов по изучению нефтевытесняющей эффективности различных технологий зависит от качества моделирования нефтенасыщенных сред. Целью изобретения является повышение информативности способа определения коэффициента вытеснения нефти. Способ осуществляется следующей последовательностью операций 1. Создание модели пористой среды путем простого выбора образца керна или с последующей его подготовкой, а именно: экстракцией (холодной или горячей) или прокалкой и т.д. 2. Насыщение образцов керна растворами органических соединений с известными потенциалами ионизации и отделение раствора от образцов после установления абсорбционного равновесия; 3. Определение абсорбционной способности поверхности пор керна по изменению концентрации органических веществ в растворах; 4. Определение коэффициента вытеснения нефти с учетом адсорбционной способности. Для исследований были взяты органические соединения, имеющие, согласно табличным данным, потенциалы ионизации в интервале 7-11 эВ, т.к. этот интервал соответствует потенциалам ионизации окислов и солей (FeO,Fe₂O₃, SiO₂, CaCO₃, Al₂O₃, CaO и т.д.), входящих в состав нефтеносных пород и являющихся, очевидно, адсорбционными центрами пористой среды. Названия органических соединений и их потенциалы ионизации приведены в табл.1. Адсорбцию органических соединений измеряли следующим образом. На дистиллированной воде, содержащей 0,1 N концентрацию перхлората Na, добавляемого для нивелирования электростатической адсорбции, готовили растворы органических соединений с концентрацией С_о 1 ˙ 10^-3 моль/л. На лабораторных весах с точностью до третьего знака после запятой взвешивали навески исследуемой пористой среды песчаника-адсорбента по 0,3-0,5 г, которые затем заливали приготовленными растворами (по 10 мл), встряхивали и оставляли в закрытом виде на 24 часа для установления адсорбционного равновесия. Далее растворы отделяли от адсорбента и подвергали центрифугированию в течение 15 мин при 3000 об/мин. С помощью спектрофотометра для UV-VIS области спектра определяли оптическую плотность центрифугированных растворов и по формуле (1) рассчитывали равновесную концентрацию С_р органических соединений в растворах после адсорбции на образце пористой среды; C_р (1) где С_р равновесная концентрация, моль/л; С_о исходная концентрация раствора, 1 ˙ 10^-3 моль/л; D_до оптическая плотность исходного раствора органического соединения до контакта с адсорбентом; D_п оптическая плотность раствора органического соединения после контакта с образцом пористой среды. По изменению концентрации органического вещества в жидкой фазе до и после внесения в нее навески исследуемого адсорбента-образца пористой среды рассчитывали адсорбцию органики по формуле Г (2) где Г адсорбция органического вещества, 10^-6 моль/г; V объем раствора органического соединения, контактировавшего с адсорбентом, мл; m навеска адсорбента, г. Далее строили графики резонансных адсорбций в координатах энергии ионизации электронов в эВ (ось абсцисс) адсорбция органических веществ в 10⁶ моль/г (ось ординат) (фиг.1,2). При этом значения адсорбции каждого органического вещества наносили сразу для всех известных потенциалов ионизации данного вещества. Первые потенциалы ионизации изображали в виде заштрихованных кружочков, а вторые и третьи незаштрихованных. Резонансные адсорбционные пики строили с учетом того, что они должны сходить до оси абсцисс в точках нулевой адсорбции, и их ширина не должна превышать 0,1-0,2 эВ. Значения резонансных потенциалов поверхностей в эВ получали на оси абсцисс из точек ее пересечения с перпендикулярами, опущенными из максимумов адсорбционных пиков. П р и м е р 1. Исследовался нефтенасыщенный кварцевый песчаник Арланского месторождения Ново-Хазинской площади из скважины 3377 с интервалом отбора 1229-1234 м. Часть песчаника оставляли без изменения (н/э), вторая часть подвергалась холодной экстракции (х/э), третья горячей экстракции (г/э), четвертая прокалке (прокал.). Холодная и горячая экстракции проводились спиртобензольной смесью в соотношении 1: 3, причем холодная экстракция осуществлялась при комнатной температуре, а горячая в аппарате Сокслета при температуре кипения смеси. После экстракции образцы сушили при 70^оС. Прокалка велась в муфельной печи около 6 часов при температуре 450^оС. После указанных обработок каждая часть песчаника делилась еще на две части, одна из которых не подвергалась больше каким-либо воздействиям, а другая промывалась при температуре 40-60^оС в течение 2 сут дистиллированной водой и затем высушивалась при температуре 70^оС. Для всех видов песчаника проведена адсорбция органических соединений с известными потенциалами ионизации по описанной выше методике и определены ее численные значения, которые приведены в табл.1. Резонансные потенциалы поверхности кварцевых песчаников Арланского месторождения, подвергнутых разным видам обработки, приведены в табл.2. Для более глубокого анализа изменения адсорбционных свойств кварцевого песчаника в результате разных видов обработки в таблице 3 представлена адсорбция органических соединений на резонансных центрах поверхности кварцевых песчаников после разных видов обработки. Построены графики резонансной адсорбции органических соединений: фиг. 1 специфическая адсорбция органических соединений на кварцевых песчаниках Арланского месторождения, подвергнутых горячей экстракции; фиг. 2 специфическая адсорбция органических соединений на кварцевых песчаниках Арланского месторождения, подвергнутых прокалке (нумерация адсорбционных пиков соответствует нумерации органических веществ в табл.1). Анализ данных таблиц 1,2,3 и фиг.1,2, свидетельствует о значительном влиянии видов обработки песчаника на адсорбцию органических соединений. Меняется как величина адсорбции на центрах с одинаковыми потенциалами ионизации, что свидетельствует об изменении концентрации центров с равными потенциалами ионизации, так и количество резонансных потенциалов и их значения, что свидетельствует об исчезновении адсорбционных центров и появлении новых. Наиболее сильно на адсорбции органических веществ сказалось прокаливание образцов и особенно их промывание дистиллированной водой. При прокаливании изменилась концентрация адсорбционных центров с определенными уровнями энергии, а промывка водой резко (в 2-3 раза) уменьшила число резонансных потенциалов. П р и м е р 2. Для сравнительной оценки изменений физико-химических свойств поверхности породы-коллектора и взаимодействий поверхности с нефтью было проведено исследование по определению доли остаточной нефти методом центрифугирования. В качестве объекта исследования был использован слабосцементированный песчаник, извлеченный из скважины 3121 (интервал отбора 1206,4-1214 м) Ново-Хазинской площади Арланского месторождения, подвергнутый разным видам обработки так же, как в примере 1. Все виды песчаника рассеивались на ситах и отбиралась узкая фракция с размером зерен 0,1-0,16 мм. Затем песок отмучивался от пыли дистиллированной водой и сушился до постоянного веса. Далее опыты проводились по известной методике. Из каждой порции печка отбирались пробы по 5 г, помещались в стаканчик центрифуги специальной конструкции. В стаканчики с песком заливалось 2-5 см³ нефти Арланского месторождения для пропитки кернового материала. После окончания адсорбционных процессов (85 ч) стаканчики ставили в ротор центрифуги и проводили определение доли оставшейся на твердой поверхности нефти после центрифугирования на скоростях вращения ротора 2000, 4000, 6000 и 8000 об/мин. Долю остаточной нефти определяли по формуле: Д 100% (3) где m_он вес остаточной нефти, г; m_п вес породы, г. Эксперимент дублировался четырехкратно. Средние по четырем сериям опытов значения доли остаточной нефти приведены в табл. 4. Опыты по центрифугированию показали наличие взаимосвязи между способом обработки песчаника и взаимодействия его поверхности с нефтью. Изменение адсорбционных характеристик пористой среды после различных видов обработки влияет на характеристики нефтевытеснения, что может привести к получению искаженных результатов по нефтевытеснению. Опыты подтвердили необходимость контроля адсорбционных характеристик пористой среды при определении коэффициента вытеснения нефти. Таким образом, предлагаемый способ определения коэффициента вытеснения нефти имеет преимущество перед прототипом в том, что он позволяет за счет введения контроля адсорбционных характеристик пористой среды повысить информативность исследований, а также получать более достоверные результаты по характеристикам нефтевытеснения. Метод резонансной адсорбции можно использовать для контроля за модификацией поверхности при различных обработках кернового материала, а также при подборе реагентов для извлечения остаточной нефти.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ, включающий отбор образцов керна, их экстрагирование, отмывание от солей дистиллированной водой, сушку до постоянной массы, насыщение образцов водой и нефтью с последующим вытеснением нефти нефтевытесняющим агентом и замером количества вытесненной нефти, по которому определяют коэффициент вытеснения нефти, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности, дополнительно отбирают аналогичные образцы керна, последовательно отобранные, экстрагированные, отмытые от солей дистиллированной водой и высушенные образцы насыщают растворами органических соединений с известными потенциалами ионизации, после установления адсорбционного равновесия отделяют раствор от образцов, по изменению концентрации органических веществ в растворах определяют адсорбционную способность поверхности пор керна, а о коэффициенте вытеснения судят с учетом адсорбционной способности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---