Оптимизация минерализации и состава закачиваемой воды низкой минерализации в пласты песчаника с минимальным отложением накипи

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 12991 (2023) Цитировать эту статью

303 доступа

Подробности о метриках

В этом исследовании было проведено механистическое и комплексное исследование влияния ситуации с образованием накипи при различных уровнях разбавленной морской воды, чтобы изучить влияние важных факторов на производительность и эффективность воды с низкой соленостью. Чтобы выяснить эффективные механизмы участия, осаждение отложений с помощью теста на совместимость, полевой эмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FESEM) и энергодисперсионного рентгеновского спектроскопического анализа (EDX), дзета-потенциалов как поверхностного заряда, изменений концентрации ионов, угла смачивания, pH, концентрации CO2. анализировались электропроводность и ионная сила. Результаты показали, что увеличение времени разбавления до оптимального уровня (разбавленная в 10 раз морская вода (SW#10D)) может эффективно уменьшить количество сильного осаждения отложений карбоната кальция (CaCO3) и сульфата кальция (CaSO4). Однако уменьшение количества отложений CaCO3 (из-за смешивания разбавленной во времени морской воды с пластовым рассолом) и его влияние на изменение смачиваемости (из-за изменения поверхностного заряда OLSW/нефти и песчаника/OLSW) имели более сильное воздействие. Результаты анализа дзета-потенциала показали, что OLSW с оптимальной соленостью, разбавлением и ионным составом по сравнению с различными составами воды низкой солености может изменить поверхностный заряд границ раздела OLSW/нефть/порода (- 16,7 мВ) и OLSW/порода (- 10,5 мВ). в сторону дополнительного отрицательно заряженного. Результаты FESEM и угла контакта подтвердили результаты дзета-потенциала, т.е. OLSW смогла сделать поверхность песчаника более отрицательной при разбавлении морской воды и изменении смачиваемости от нефтесмачиваемой к водосмачиваемой. В результате SW#10D характеризовалась минимальной склонностью к солеотложению и отложению отложений (60 мг/л), максимальным поверхностным зарядом OLSW/нефть/порода (- 16,7 мВ) и потенциалом увеличения нефтеотдачи за счет изменения смачиваемости в сторону большая влажность воды (угол контакта нефти и породы ~ 50,13°) по сравнению с другими уровнями разбавленной морской воды.

Ископаемое топливо составляет значительную часть мирового энергоснабжения1. Одним из старейших и хорошо известных методов, используемых в нефтяных пластах для поддержания давления и повышения нефтеотдачи, является закачка воды. Закачка воды является наиболее широко применяемым методом повышения нефтеотдачи после естественной добычи нефтяных пластов2. В последнее время закачка воды низкой минерализации (LSWI) и интеллектуальная закачка воды (SWI) показали положительное влияние на коэффициент нефтеотдачи нефтяных пластов3. Различные лабораторные эксперименты и полевые применения показали увеличение добычи нефти из-за изменения количества ионов или снижения уровня солености морской воды и увеличения степени разбавления морской воды4,5,6,7,8,9,10,11. LSWI и SWI могут применяться как усовершенствованные методы добычи нефти после изменения смачиваемости нефтяных пластов12,13,14,15,16. Основными механизмами затопления LSW были изменение смачиваемости, тонкая миграция, растворение горных пород, множественный ионный обмен (MIE) и расширение двойного слоя17,18. Тем не менее, в литературе доминирующим механизмом называют изменение смачиваемости14,18. Умная вода как вид инъекционной воды может иметь два значения в разных определениях:19,20,21:

Применение соленой воды в низких концентрациях, без учета типа ионов.

Синтез нового состава воды по ионному дизайну с учетом их концентрации и типа.

В этом методе количество солености снижается примерно с 1000 до 7000 частей на миллион. Кроме того, потенциальные определяющие ионы (PDI) кальция (Ca2+), магния (Mg2+) и сульфата (SO42-) в закачиваемой воде изменяют смачиваемость породы в сторону более высокой гидрофильности и увеличивают нефтеотдачу14,22,23,24,25, 26. Двухвалентные ионы, включая кальций (Ca2+), магний (Mg2+) и сульфат (SO42-), активируют поверхностные заряды. Также их концентрация в растворе определяет полярность и плотность поверхностного заряда породы и влияет на реакцию между нефтью и поверхностью породы27. Согласно результатам, полученным методом третичной закачки воды в нефтяные пласты, прирост нефтеотдачи нефти на 18% был достигнут за счет ступенчатого разбавления морской воды, разбавленной в 2, 10 и 20 раз морской водой. Следовательно, две основные причины во время заводнения умной водой могут изменить характеристики смачиваемости песчаника и карбонатных пород в виде изменения смачиваемости следующим образом12,14,28,29: