Влияние фазового поведения и качественной вязкости микроэмульсии на вытеснение нефти, управляемое впитыванием, в сланцах

Повышение нефтеотдачи в сланцевых и плотных породах представляет значительные трудности, поскольку требует впитывания флюидов в мало-проницаемый матрикс для вытеснения нефти. Как правило, основным механизмом такого извлечения является встречное (контр)впитывание; этот процесс хорошо описан и определяется изменением смачиваемости и снижением межфазного натяжения (IFT). Для анионных ПАВ (поверхностно-активных веществ) принудительное впитывание может быть вызвано снижением IFT, и в предыдущих исследованиях при использовании низконапряжённых растворов ПАВ наблюдали значительную нефтеотдачу. Принудительное впитывание обычно обусловлено действием гравитации. Сланцевые пласты характеризуются переменной соленостью и типами пород, зависящими от глубины бассейна и географического положения, а также значительная протяжённость боковых стволов скважин (свыше двух миль) приводит к существенной гетерогенности породных и флюидных свойств. Для решения этих задач мы разработали смесь анионных и неионогенных ПАВ с минимальной чувствительностью к изменениям солёности. В процессе формирования рецептур были разработаны смеси с повышенными точками помутнения для обеспечения оптимальной работоспособности. Эти составы демонстрируют устойчивость в водной фазе при концентрациях до примерно 100 000 ppm общего содержания растворенных веществ (TDS) и обеспечивают значения IFT в диапазоне от 3,8 до 0,3 мН/м. В работе также изучается влияние вязкости микроэмульсии. Для оценки эффективности в пористых средах были проведены испытания свободного впитывания кернов при пластовых условиях. Оценивалось фазовое поведение ПАВ в широком диапазоне солёности и соотносилось с показателями нефтеотдачи. Результаты показывают, что ПАВ, образующие эмульсии, которые быстро переходят в микроэмульсии, обеспечивают наивысшую нефтеотдачу. При низкой солёности растворы склонны быть вязкими и медленно достигать равновесия; однако при определённых уровнях солёности равновесие наступает быстрее и коррелирует с улучшенной нефтеотдачей. В данном исследовании «фазовое поведение» включает в себя совокупно снижение IFT, вязкость микроэмульсии, скорости установления равновесия и устойчивость в водной фазе. Наши результаты демонстрируют, что фазовое поведение ПАВ и связанное с ним образование микроэмульсий являются основными факторами, влияющими на извлечение нефти, управляемое впитыванием, и дают представление о том, как фазовое поведение регулирует процесс извлечения нефти из плотных сланцевых формаций.