Влияние типа глины на отложение асфальтенов при добыче битума методом паромассового вытеснения с гравитационным дренажом

Взаимодействия битума с глинами известны тем, что вызывают отложение асфальтенов; однако роль типа глины в этом взаимодействии остается неясной. В настоящей работе исследовано это взаимодействие для двух типов глин при температуре пара. Проведены два эксперимента Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD) при идентичных условиях. Склепное тело для первого эксперимента (SAGD1) было приготовлено из смеси песка (85 мас.% ) и каолинита (15 мас.%), а для второго эксперимента (SAGD2) — из песка (85 мас.%), каолинита (13,5 мас.%) и иллита (1,5 мас.%). Эффективность роста паровой камеры не изменилась в зависимости от типа глины; однако при SAGD2 было извлечено на 15 мас.% меньше нефти. Возможные причины исследовали с помощью измерений контактного угла, размера частиц, дзета-потенциала и межфазного натяжения для добытой нефти, добытой воды и отработанной породы. Образцы отработанной породы проанализированы методом рентгеновской дифракции (XRD) и сканирующей электронной микроскопии (SEM). Измерения контактного угла на отработанной породе показали более выраженную масляную отмачиваемость для SAGD2 по сравнению с SAGD1, несмотря на то что иллит известен как более водоотталкивающий (water-wet) по сравнению с каолинитом. Это неожиданное наблюдение объясняется взаимодействием иллита с асфальтенами из SAGD2. Асфальтены как из добытой, так и из остаточной нефти были выделены и качественно проанализированы методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR). Результаты FTIR подтверждают присутствие глины в асфальтенах добытой нефти SAGD2. Измерения размера частиц и SEM-изображения постмортемных образцов показывают, что глина, содержащая иллит, демонстрирует цементационное поведение при температуре пара, что, в свою очередь, снижает проницаемость системы. На основе экспериментальных данных предложены гипотезы, поясняющие взаимодействия битума с иллитом и каолинитом при SAGD. Из-за высокой водоотмачиваемости иллита частицы иллита сначала взаимодействуют с паром; это взаимодействие приводит к цементации и образованию комков иллита с песком. Затем эти комки иллита более активно взаимодействуют с полярными молекулами (вода, асфальтены и смолы). Миграция и вынос глины наблюдаются для обоих типов глин; однако в то время как каолинит выводится в водной фазе, глина, содержащая иллит, вследствие взаимодействия с асфальтенами выводится в масляной фазе.