Аннотация
В настоящей работе докладывается о результатах экспериментальных исследований, направленных на разработку контролируемого способа изменения молекулярной массы алкиларилсульфонатов, относящихся к классу анионных ПАВ.
Ключевые слова: поверхностно-активные составы, интенсификация добычи нефти, повышение нефтеотдачи пласта.
Abstract
This work reports on the results of experimental studies aimed at developing a controlled method for changing the molecular weight of alkylaryl sulfonates belonging to the class of anionic surfactants.
Keywords: surfactants, oil production intensification, enhanced oil recovery.
Значительная часть существующих методов воздействия на нефтяные пласты базируется на применении различных химических соединений (поверхностно-активные вещества (ПАВ), полимеры, углеводородные компоненты, органические и неорганические кислоты, соли и многих др.), которые направлены на сохранение, восстановление и улучшение фильтрационно-емкостных свойств коллектора, интенсификацию добычи нефти и повышение нефтеотдачи пластов, облегчение проведения технологических операций, сохранение работоспособности оборудования и др. [1]. Ключевыми компонентами, существенно влияющими на стоимость и технологическую эффективность составов, а также технологий на их основе, является ПАВ.
К настоящему времени известно множество способов повышения эффективности ПАВ-содержащих композиций, среди которых принято выделять следующие:
1) снижение себестоимости производства ПАВ. В данном направлении продолжается поиск различного типа сырья для получения ПАВ, в том числе низкостоимостного и крупнотоннажного, а также оптимизацию процессов их получения.
2) синтез новых высокоэффективных ПАВ. В литературе сообщается о синтезе новых ПАВ, характеризующихся высокой поверхностной активностью, хорошей толерантностью к высокоминерализованным водам, температурной устойчивостью, специфичным реологическим поведением и т.д. В качестве примера успешной работы в данной области является синтез димерных ПАВ различных классов, которые по сравнению с ПАВ обычного строения обладают рядом уникальных свойств [2,3].
3) оптимизация составов [4]. Введение тех или иных компонентов в ПАВ-композицию оказывает существенное влияние на свойства системы в целом, а также открывает определенные возможности по их изменению в необходимой направлении, в том числе под конкретные геолого-физические условия объектов испытаний. В качестве основных добавок наиболее часто используются: со-ПАВ (вспомогательные ПАВ), полимеры, кислородсодержащие соединения, щелочные агенты, углеводородные соединения, соли и т.д. Зачастую использование именно многокомпонентных систем и позволяют создавать высокоэффективные составы и технологии химического воздействия на нефтяные пласты.
Анализ данных по промысловым испытаниям ПАВ-композиций показывает, что они содержат не один, а несколько ПАВ одного или/и различных классов. По всей видимости, данное обстоятельство связано с изменяющимися свойствами пластовых флюидов и коллектора по мере продвижения композиции по пласту, когда одни ПАВ «включаются в работу», а других снижают свою эффективность [4,5]. Таким образом, еще одним способом улучшения технологических свойств ПАВ-композиций является расширение молекулярно-массового распределения ПАВ, входящих в их состав.
В настоящей работе докладывается о результатах экспериментальных исследований, направленных на разработку контролируемого способа изменения молекулярной массы алкиларилсульфонатов, относящихся к классу анионных ПАВ. Способ основан на введении в систему определенного количества сшивающего агента, который позволяет частично преобразовать ПАВ обычного строения в димерные структуры, что приводит к существенному расширению молекулярно-массового распределения ПАВ [6].
Синтезированные анионные ПАВ характеризуются более высокой молекулярной массой, низкими значениями критической концентрацией мицеллообразования и более высокой поверхностной активностью, в сопоставлении с ПАВ обычного строения. Проведенные фильтрационные эксперименты на насыпных моделях пласта, показали увеличение коэффициента вытеснения при использовании составов с широким молекулярно-массовым распределением. Таким образом, предложенный способ является перспективным для улучшения технологических свойств ПАВ-содержащих композиций. Список используемых источников информации:
1. Lake L.W., Johns R., Rossen B., Pope G. Fundamentals of Enhanced Oil Recovery // Society of Petroleum Engineers. – 2014. – P. 496.
2. Zana R. Dimeric and oligomeric surfactants. Behavior at interfaces and in aqueous solution: a review // Advances in Colloid and Interface Science. – 2002. – № 97. – Р. 205–253.
3. Kamal Muhammad Shahzad. A Review of Gemini Surfactants: Potential Application in Enhanced // Oil Recovery J Surfact Deterg. – 2016. – № 19. – Р. 223–236.
4. Hirasaki, G.J., Miller, C.A., Puerto, M. Recent advances in surfactant EOR// SPE Journal. – 2011. – 16 (4). – P. 889-907.
5. Bera A., Mandal А. Microemulsions: a novel approach to enhanced oil recovery: a review // J Petrol Explor Prod Technol. – 2015. – №5.– P. 255–268.
6. Konovalov V. et al. Synthesis, surface activity, and composition of dimeric petroleum sulfonates from low quality hydrocarbon feedstock // Petroleum Science and Technology. – 2016. – Volume: 34. – Issue: 22. – P. 1861 — 1865.