Повышение нефтеотдачи в песчаниковых месторождениях тяжёлой нефти с помощью химических реагентов и наночастиц: химическое потопление против наножидкостного потопления

В исследовании рассмотрено взаимодействие наночастиц, поверхностно-активных веществ и полимера в песчаниковых пластах с тяжёлой сырой нефтью и проведено сравнение химического потопления (ПАВ–полимер) и наножидкостного потопления (ПАВ–полимер–наночастицы). Оценивалась стабильность наножидкостей во времени посредством измерений электростатического взаимодействия. Изучались ключевые механизмы повышения нефтеотдачи: снижение межфазного натяжения нефть–вода, эмульгирование и наноэмульгирование, крининг и стабильность эмульсий, изменение смачиваемости и выдавливание нефти. Исследовались полимер (PAM), четыре ПАВ (анионные и неионные) и гидрофильные наночастицы SiO2 для выявления синергетического поведения между реагентами, наножидкостями и тяжёлой нефтью. Значения ζ-потенциала наножидкостей составили от −60.1 до −36.9 мВ через 15 дней, что указывает на долговременную стабильность; анализы среднего размера частиц показали незначительную седиментацию. Снижение межфазного натяжения, степень эмульгирования и улучшенная стабильность эмульсий, оценённая индексом крининга (наноэмульсия против эмульсии), подчёркивают потенциал химического и наножидкостного потопления для повышения коэффициента извлечения нефти. Наножидкости вызывали изменение смачиваемости с минимальными контактными углами 12°–20°, указывая на благоприятную трансформацию твёрдой–жидкой смачиваемости. Результаты керновых опытов показали увеличение извлечения остаточной нефти на 20–22% от первоначально залегающей нефти (OOIP) при химическом (ПАВ–полимер) сочетании и на 22–26% OOIP при наножидкостном (ПАВ–полимер–наночастицы) сочетании. В заключение выполнен экономический анализ для определения оптимальных схем потопления для песчаниковых нефтяных месторождений.