Факторы, влияющие на нефтеотдачу при применении наносуспензий (часть 3)

В данной статье мы завершаем рассмотрение перечня факторов, оказывающих влияние на нефтеотдачу в рамках применения наносуспензий. Помимо рассмотренных ранее содержания и размера наночастиц, а также показателей минерализации, температуры и смачиваемости, непосредственное влияние на показатель нефтеотдачи оказывают размер зерен породы, глинистость, проницаемость коллектора и скорость закачки состава.

Размер зерен породы

Существует предположение, что размер зерен породы является фактором, который может влиять на удержание частиц. Площадь поверхности порового пространства связана с размером зерен. Более крупные зерна породы снижают площадь поверхности, приходящуюся на единицу суммарного объема. Крупные зерна породы обуславливают низкую пористость по сравнению с мелкими зернами. Удержание наночастиц в породе снижается с уменьшением площади поверхности, приходящейся на единицу суммарного объема.

Глинистость

Глинистость может влиять на удержание наночастиц в породе. Увеличение глинистости в пространстве между зернами способствует снижению пористости. Удержание наночастиц в коллекторе повышается с увеличением глинистости. Это связано с большой площадью поверхности, приходящейся на единицу суммарного объема, глинистых частиц, которая дает больше участков, на которых частицы могут присоединяться и удерживаться.

Влияние проницаемости коллектора

В нескольких кернах песчаника Береи с широким диапазоном проницаемости от 7 до 223 мД было проведено заводнение наносуспензией (с частицами диаметром 7 нм и массовым содержанием 0.05%) для выявления влияния проницаемости породы на прирост нефтеотдачи. Результаты показали, что между повышением проницаемости и приростом нефтеотдачи пропорциональная связь отсутствует. Также по результатам было выявлено, что наносуспензия работает даже при низкой проницаемости. Следовательно, наносуспензия оказывается потенциально применимой в широком диапазоне проницаемости коллектора.

Скорость закачки

Как упоминалось ранее, при фильтрации наночастиц через поровое пространство существует два типа удержания наночастиц в порах, которые были классифицированы на осаждение частиц на поверхности пор и блокирование устья пор. Блокирование устья пор может быть вызвано двумя механизмами: механическим закупориванием и забиванием поровых каналов (скоплением частиц). Закупоривание устья пор происходит, когда отдельные частицы по размеру больше устья пор. Забивание устья пор имеет место, когда частицы застревают в устье пор.

Блокирование поровых каналов закупориванием и забиванием носит стохастический характер и вызывает изоляцию поровых каналов при фильтрации. Груэсбеком были изучены вымывание и переосаждение мелких частиц природного происхождения в пористых средах. Его исследованиями было подтверждено, что при осаждении частиц на поверхности существует критическая скорость, ниже которой происходит только удержание частиц, и выше которой удержание и вымывание частиц происходят одновременно. Удержание наночастиц в поровом пространстве является линейной функцией скорости фильтрации, следовательно, при увеличении скорости, как осаждение частиц, так и забивание ими поровых каналов увеличивается.

С увеличением скорости закачки мелкие молекулы воды будут разгоняться быстрее, чем наночастицы настолько, что наночастицы будут скапливаться и блокировать устье пор, снижая нефтеотдачу. Таким образом, можно предположить, что при увеличении скорости закачки влияние нагнетания наносуспензии на нефтеотдачу будет снижено, так как наночастицы будут скапливаться у устья пор и забивать их. Это приведет к дополнительному снижению абсолютной проницаемости, и, следовательно, к уменьшению коэффициента нефтеотдачи.