Новые поверхностно-активные вещества, обеспечивающие сверхнизкое межфазное натяжение между нефтью и высокоминерализованной пластовой водой без добавления щёлочи, солей, со-ПАВ, спиртов и растворителей

Заводнение с применением системы ASP (щелочь, поверхностно-активное вещество, полимер) показало хорошие результаты в промысловых условиях. Однако оно сопровождается серьёзными проблемами, связанными с образованием отложений, эмульгированием и хроматографическим разделением; кроме того, из-за реакции щёлочи с породой и пластовыми флюидами его нельзя применять при высоких температурах. Необходимо разработать относительно чистое поверхностно-активное вещество, способное обеспечивать сверхнизкое межфазное натяжение (IFT) между нефтью и пластовой водой без добавления щёлочи в систему. Предложен механизм (или условие), при котором поверхностно-активные вещества формируют сверхнизкое межфазное натяжение при низких концентрациях. На основе этого механизма были разработаны химические структуры пяти серий поверхностно-активных веществ и синтезировано более 30 конкретных соединений. Все описанные выше типы поверхностно-активных веществ и большинство конкретных соединений обеспечивали сверхнизкое межфазное натяжение (менее 9 × 10−3 мН/м) в системах «сырая нефть — пластовая вода». Среди них наиболее перспективной оказалась серия амфотерных бетаиновых поверхностно-активных веществ — относительно чистых ПАВ, содержащих только одну или две эффективные молекулярные структуры. Поверхностно-активное вещество прошло всестороннюю оценку. Помимо подпиточной воды, для его применения не требуется добавлять в систему щёлочь, соли, со-ПАВ, спирты или растворители. В ряде пластов межфазное натяжение между вытесняющей жидкостью и нефтью может достигать сверхнизких значений уже при концентрациях всего 10–3000 ppm. ПАВ сохраняет работоспособность при минерализации до 229 000 ppm, концентрации двухвалентных ионов до 21 000 ppm и температуре до 98 °C. Испытания на кернах показали, что коэффициент извлечения нефти при заводнении SP (поверхностно-активное вещество, полимер) с использованием этого ПАВ выше, чем при заводнении ASP, где в качестве ПАВ применялись алкилбензолсульфонаты, а в качестве щёлочи — NaOH; суммарный коэффициент извлечения может превышать 70% OOIP. Микровизуальные эксперименты по вытеснению нефти показали, что это ПАВ также способно изменять смачиваемость поверхности пор и дополнительно повышать нефтеотдачу. Полученные результаты показывают, что данное ПАВ является весьма перспективным реагентом для химических методов увеличения нефтеотдачи и может применяться в очень сложных условиях.