Обработка воды поверхностно-активными веществами

Необходимые изменения поверхностных и смачивающих свойств жидкостей и характеристик поверхностей раздела пластовой системы в зоне их контакта в пористой среде можно добиться с помощью добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ).

По химическому признаку все ПАВ классифицируются на анионо-активные, катионо-активные и неионогенные вещества.

ПАВ должны обладать:

· 1) поверхностным натяжением меньше поверхностного натяжения растворителя;

· 2) сравнительно малой растворимостью.

Поверхностоно-активными веществами относительно воды являются многие органические соединения, молекулы которых содержат полярную функциональную группу (-ОН, -СООН, -NH₄, -SO₃H, -SH) и неполярный углеводородный радикал.

Поверхностную активность ПАВ оценивают величиной:

т. е. начальным значением G₀ при концентрации поверхностно-активного вещества, стремящейся к нулю. В системе СИ единицами измерения поверхностной активности являются: 1 Н·м²/кмоль и 1 мН·м²/кмоль. Наиболее подходят для обработки нагнетаемых вод поверхностно-активные вещества, значительно снижающие поверхностное натяжение на границе раздела нефть – вода при небольших концентрациях, улучшающие смачиваемость породы водой в присутствии нефти, мало адсорбирующиеся на поверхности породы, разрушающие водонефтяные эмульсии. Кроме того, ПАВ должны быть дешевыми, полностью растворимыми в пресной и пластовой водах, не разрушаться под действием солей, содержащихся в воде. Лучшими показателями обычно обладают смеси различных ПАВ.

Применение ПАВ в промышленности для улучшения нефтевымывающих свойств вод встречает значительные трудности вследствие адсорбции их огромной поверхностью пород. В зоне же водонефтяного контакта концентрация ПАВ понижается и действие их уменьшается. Следует учитывать, что при фильтрации чистой воды в дальнейшем происходят также процессы десорбции. Установлено, что адсорбция не одинакова по всему пласту. Фронт предельной адсорбции ПАВ (равновесной) отстает от фронта нагнетаемого раствора. Отставание настолько велико, что к концу разработки не будет достигнут предел адсорбции по всему пласту. Полную потерю ПАВ вследствие адсорбции, можно избежать, если вводить в пласт первые порции воды с повышенным содержанием ПАВ, поверхностно-активных веществ, которые будут в дальнейшем продвигаться по пласту необработанными пресными водами («метод оторочки»).

Перечисленными выше способами не ограничиваются возможности увеличения нефтеотдачи пластов. Дальнейшее развитие науки и техники и, в частности, физики нефтяного пласта, расширяет круг новых методов извлечения остаточной нефти из пласта.