Значение адсорбции в нефтегазовых пластах

Целый ряд веществ, содержащихся в пластовых флюидах, может вследствие изменения термодинамических условий осаждаться на поверхности зерен пористой среды. Это может происходить со смолами и асфальтенами, которые входят в состав нефтей, с солями, которые содержатся в пластовой воде, или с различного рода добавками к закачиваемой в породы воде. Сорбционные процессы имеют существенное значение и при фильтрации газа в пористой среде. Количество сорбированного газа может доходить до 11-15% от его объема, заключенного в порах. Процесс сорбции газа породой можно рассматривать как двухэтапный - осаждение молекул газа на поверхности и диффузия внутрь блока зерен породы.

Известно, что в пластовой нефти присутствуют поверхностно-активные и полярные вещества, которые могут адсорбироваться породой. Пластовая вода также может быть поверхностно активна. При наличии активных цент­ров на поверхности пор породы такие компоненты нефти, как асфальтены, смолы, нафтеновые кислоты, адсорбируются поляр­ными группами к поверхности, неполярными - наружу, вследст­вие чего поверхность становится гидрофобизованной. Наоборот, если поверхность неполярна, то в результате адсорбции нефти углеводородными радикалами к поверхности она покрывается гидратированной оболочкой полярных групп и может приобрести гидрофильные свойства.

Адсорбция на разделе твердое тело - раствор играет боль­шую роль в процессе миграции нефти и воды, разработки нефтя­ных месторождений, интенсификации добычи нефти и т.д.

Отмечено, что при контакте нефти с горной породой возникающий на границе раздела нефть-порода адсорбцион­ный слой с прилегающим граничным слоем, состоящим из поверхност­но-активных компонентов нефти, под действием термобарокаталитических факторов за длительный период формирования залежи подвергается структурной и химической перестройке. В результате "эволюции" граничного слоя в зонах контакта породы с нефтью формируется твердая пленка, состоящая из уплотненных коксообразных продуктов превращения нефти. Толщина пленки составляет 0,3 - 0,5 мкм.

На основании результатов ряда работ можно сказать, что нефти при фильтрации через различные горные породы изме­няют свой состав и свойства. Направленность этих изменений обусловливается, прежде всего, адсорбционными процессами. На адсорбционные процессы, происходящие в пористой среде, большое влияние оказывает минералогический состав пород-коллекторов. Например, глинистые минералы влияют на перераспределение углеводородных групп нефтей при фильтрации.

Меньшая величина адсорбции асфальтенов для газонасыщенной нефти является следствием адсорбции молекул газа, содержащегося в нефти. Таким образом, степень газонасыщенности нефтей оказывает существенное влияние на величину адсорбции асфальтенов из нефтей. Установлено также, что в газонасыщен­ных нефтях величина адсорбции асфальтенов в исследованных диа­пазонах давлений от атмосферного до 10 МПа не зависит от давле­ния. На величину адсорбции при прочих равных условиях большое влияние оказывают статические или динамические условия: время достижения равновесной адсорбции в статических условиях составляет от 48 часов до 72 часов, в динамических условиях - более 380 часов.

Дата добавления: 2014-12-16