Факторы, влияющие на нефтеотдачу при применении наносуспензий

Продолжая перевод статьи «Интерпретация механизмов применения наносуспензий в повышении нефтеотдачи«, мы рассмотрим факторы, влияющие на нефтеотдачу при применении наносуспензий. В сегодняшней статье мы остановимся на факторах содержания и размера наночастиц в суспензии.

Элсайд рассмотрел факторы, влияющие на процесс заводнения с применением наносуспензий. С учетом этого было принято решение, что каждый коллектор будет иметь свой конкретный анализ чувствительности, зависящий от его характеристик, чтобы выбрать оптимальный компонентный состав наносуспензий.

Содержание наночастиц

Одним из важных факторов, влияющих на закачку наносуспензии в поровое пространство для повышения нефтеотдачи, является содержание наночастиц в закачиваемой жидкости. Было обнаружено, что этот фактор имеет двойное влияние. Расклинивающее давление и Броуновское движение возрастают с повышением концентрации наночастиц, так как силы отталкивания между этими частицами возрастают. Следовательно, влияние наносуспензии на изменение смачиваемости возрастает с повышением содержания наночастиц. Кроме того удержание наночастиц в поровой среде способствует снижению пористости и абсолютной проницаемости породы.

Могзи сделал вывод, что повышение эффективности вытеснения нефти за счет повышения содержания наночастиц может иметь место вследствие увеличения вязкости и распространения наносуспензии на поверхности. Однако, при превышении определенного предела концентрации наночастиц, составляющей около 3% от общей массы, конечная нефтеотдача падает из-за блокирования пор и поровых каналов дисперсными наночастицами кремнезема.

Оптимальная концентрация наночастиц для максимальной нефтеотдачи – это та концентрация, при которой центры адсорбции на стенках пор насыщены наночастицами кремнезема. При концентрации наночастиц выше оптимальной концентрации ее влияние на снижение проницаемости больше, чем для изменения смачиваемости, настолько что коэффициент нефтеотдачи имеет тенденцию снижаться. При повышении концентрации наночастиц возрастает скорость их удержания в порах и поровых каналах, что вызвано дополнительным снижением проницаемости порового пространства, а также снижением общей нефтеотдачи независимо от влияния на изменение смачиваемости, что является следствием адсорбции этих частиц в поровом пространстве.

Размер наночастиц

Размер наночастиц

Размер частиц и связанная с ним плотность заряда частиц также сильно влияют на расклинивающее давление: чем меньше размер частиц, тем больше плотность заряда и тем сильнее электростатическое отталкивание между этими частицами. Когда эта сила заключена в вершине дискретной фазы и стремится восстановить свою уравновешенность, происходит перемещение наносуспензии. Как и в любой коллоидной системе, размер частиц, температура, минерализация жидкости-носителя и характеристики поверхности подстилающей ее породы также оказывают влияние на величину расклинивающей силы. Размер частиц должен быть не слишком большим, чтобы они не могли застрять в поровом канале и создать пробку в нем, и не слишком маленьким, чтобы не вызвать защемления частиц.