Силы, удерживающие рабочие агенты и продуктивные флюиды (часть 1)

Основными силами, препятствующими движению флюидов, являются капиллярные и силы гидравлического сопротивления. Действие сил гидравлического сопротивления при движении жидкостей в пористой среде пропорционально скорости потока и вязкости флюидов. Эти сопротивления аналогичны сопротивлению трения при движении жидкости в трубах и сильно возрастают в узких каналах. В узких поровых каналах на границе смачивающей и несмачивающей фаз образуется мениск, который вогнут со стороны несмачивающей фазы и двигается в ее сторону под действием избыточного капиллярного давления, созданного кривизной поверхности.
Избыточное давление служит причиной капиллярного подъема смачивающей фазы в узких поровых каналах, сопротивления движению несмачивающей фазы из крупных пор в мелкие и удержания продуктивных флюидов в пласте. Для регулирования воздействия капиллярных сил необходимо изменение физико-химических свойств рабочих агентов и продуктивных флюидов с помощью реагентов. Поскольку свойства рудосодержащих пластов и насыщающих их жидкостей характеризуются большим разнообразием и в каждом конкретном случае проявление капиллярных сил различно, необходимость применения того или иного вида ПАВ зависит от направленности капиллярного воздействия. Например, в трещиновато-пористой среде с небольшой проницаемостью нефтенасыщенных блоков происходит быстрый прорыв обычной воды по трещинам в эксплуатационные скважины. Применение в этом случае растворов ПАВ с высокой способностью впитывания в нефтенасыщенную породу увеличивает нефтеотдачу трещиноватого коллектора под действием капиллярных сил. Так, лабораторные и промышленные исследования, проведенные Г.А.Бабаляном, показали, что применение водного раствора неионогенного ПАВ типа ОП увеличивает коэффициент охвата пласта заводнением на 35% и темп роста добычи нефти в 2-3 раза.
Исследование процесса фильтрации жидкой серы через модельные поровые каналы при ПВС позволило установить, что наиболее интенсивно капиллярность проявляется в каналах диаметром менее 0,7 мм вплоть до полного прекращения движения. Добавление неионогенного ПАВ ОП-7, анионоактивного ДС и гидрофилизатора ТПФН снижало действие капиллярных сил, наиболее интенсивно теперь проявляющихся в каналах диаметром менее 0,5 мм. Влияние капиллярных сил на фильтрационные процессы при ГМ добычи сказывается двояким образом. Движение каждой из жидких фаз многофазной системы зависит от сил давления и взаимного расположения фаз в поровом пространстве.

---