Разработка месторождений с нефтями повышенной и высокой вязкости методом традиционного заводнения, особенно в трещиноватых коллекторах, как правило, приводит к низким коэффициентам нефтеизвлечения (0.25 – 0.29), что связано прежде всего, с неустойчивым (неравномерным) продвижением водонефтяного фронта. С самого начала заводнения развивается явление вязкостной неустойчивости - вода в виде языков различной формы и размеров по наиболее проницаемым участкам пласта, а в трещиноватых коллекторах по трещинам, проникает в нефтяную часть пласта, оставляя за фронтом вытеснения целики нефти. Устойчивое, более равномерное продвижение водонефтяного контакта можно достичь за счет снижения отношения вязкостей нефти и закачиваемого агента. Достигается это путем увеличения вязкости закачиваемой воды, загущением ее полимерными добавками.
Для полимерного заводнения применяются высокомолекулярные полимеры трех типов – на основе акриламида (особенно гидролизованные полиакриламиды), полиэтиленоксиды и полисахариды.
В 1976 г. на Мишкинском месторождении в Удмуртии были начаты промышленные испытания методов закачки холодного и горячего полиакриламида (ПАА) японского типа PDA-1012 и PDA-1020. Также существуют типы PDA-1041, ….
Можно выделить следующие основные виды деструкции полимерных растворов:
1. Термодеструкция – разрушение, расщепление молекул полимера под действием высоких температур в результате их теплового хаотического движения. Температура начала термодеструкции полимера равна 90 °С. Поэтому температура предварительно прогретого пласта – при методах закачки холодного полимера, или же температура полимера на устье скважины – при методах закачки горячего полимерного раствора, должны быть ниже температуры начала термодеструкции.
2. Механическая деструкция полимера – разрушение молекул полимера в результате его интенсивного механического перемешивания. Механическая деструкция в основном проявляется при закачке полимерного раствора центробежными насосами. Поэтому с целью недопущения механической деструкции полимера при их нагнетании в пласт желательно применять поршневые насосы.
3. Химическая деструкция полимера – разрушение молекул полимера в результате химических реакций. В некоторых случаях применение полимерного заводнения ограничивается химическим составом минерализованных пластовых и связаных вод, при смешении с которыми может происходить химическая деструкция структуры его молекул.
4. Физическая деструкция – в основном наблюдается при использовании полимерного раствора на поздней стадии разработки месторождения, когда пласт уже существенно заводнен. При этом происходит разбавление полимерного раствора с потерей им вязкостных свойств. Поэтому наиболее благоприятные условия применения полимерных растворов следующие: метод желательно применять с самого начала разработки залежи; продуктивный пласт не должен иметь подошвенную воду.
Билет № 35
Билет № 36
Абсорбция и десорбция газов. Статика и кинетика процесса. Основное уравнение процесса абсорбции. Метод расчета. Устройство и принцип работы абсорберас подвижной насадкой.
Абсорбция - это процесс растворения газа или пара жидкостью, которая называется абсорбент или растворитель. Газы имеют различную растворимость в жидкостях. На этом свойстве широкое распространение абсорбции нашло как метод разделения газовых смесей с целью удаления из них вредного компонента или извлечения ценного компонента.
Адсорбция – процесс поглощения газов твердыми телами. Адсорбция применяется также, как и абсорбция, но только при условии когда извлекаемый компонент содержится в газе с незначительной концентрацией.
Обратный процесс абсорбции называется десорбция.
По ГОСТ-Р51858-02 нефть по содержанию H2S (сероводород) разделяется на 3 вида:
< 25 ppm (пипиэм, миллионные доли)
< 50 ppm
< 100 ppm. (Гремиха > 200 ppm, мишкинское <100 ppm)
Статика процесса абсорбции.
Скорость перехода извлекаемого компонента из газовой фазы в жидкую пропорциональна концентрации. Одновременно на границе раздела фаз имеются 
ламинарные слои со стороны жидкости и газа. При этом скорости перехода оказываются равными (газ и жидкость находятся в равновесном состоянии). Для идеальных растворов зависимость между равновесными концентрациями выражаются законом Генри:
Р*к=Е*х (1)
где, Р*к – парциальное давление компонента в газе равновесном с жидкостью, Па;
Е – коэффициент Генри,
х – концентрация компонента в жидкости в мольных долях.
Закон Генри: Парциальное давление компонентов в газе, равновесного с жидкостью пропорционально его мольной доле в растворе:
(2)
Сж – концентрация компонента в жидкости, кг/м3;
Мж – молекулярная масса жидкости, кмоль;
Ρж – плотность жидкости, кг/м3;
Мж – молекулярная масса извлекаемого компонента, кмоль.
Х*=Рк/Е, - со стороны жидкости.
В соответствии с законом Дальтона парциальное давление компонента в газовой смеси равно:
Рк =Р*у, (3),
Р- общее давление в газовой смеси,
У- концентрация компонентов газовой смеси в мольных долях,
Из (3) вытекает:
Рк* =Р*у*, (4),
Если совместно решить (1) и (4):
Ех=Р*у*, т.е. у*=(Е/Р)*Х – для газа
х*=(Е/Р)*у- для жидкости,
Обозначим m=Е/Р, т.е. у*= m *Х, х*=у/ m,
m – коэффициент распределения или константа фазового равновесия, он оценивает активность растворения газа в жидкости.
Различают хорошорастворимые, среднерастворимые, труднорастворимые газы в жидкости.
Хорошорастворимый газ – аммиак (NH3): Е=028 МПа,
Среднерастворимый газ – сероводород (H2S): Е=49 МПа,
Труднорастворимый газ – воздух Е=6720МПа, оксид азота (NОх) Е=5800 МПа.
С повышением температуры растворимость газа уменьшается, потому что, абсорбция является экзотермическим процессом. Так как при переходе молекул из газа в жидкость они становятся менее подвижными и выделяют тепло, поэтому подвод тепла к системе газ-жидкость вызовет обратный экзотермический процесс с выделением газа из жидкости. Растворение газа сопровождается уменьшением его объема, т.е. понижение давления и следовательно растворимость газа с повышением давления возрастает, т.е. процесс абсорбции следует проводить при наименьшей температуре и наибольшем давлении.
Связь между концентрацией для растворов:
Степень отклонения системы от идеального раствора характеризуется коэффициентом активности, который дается в справочной литературе.