Всесторонний обзор роли поверхностно-активных веществ в процессе химического повышения нефтеотдачи

В условиях постоянного роста спроса на энергию значительно увеличилась добыча нефти из истощенных и сложных месторождений с применением методов увеличения нефтеотдачи (EOR). Среди множества методов EOR химическое увеличение нефтеотдачи (cEOR) является одним из наиболее широко используемых способов добычи нефти. Поверхностно-активные вещества, применяемые при cEOR, способствуют снижению межфазного натяжения (IFT) и изменению смачиваемости породы, что приводит к дополнительному извлечению нефти. В настоящем обзоре подробно рассматриваются поверхностно-активные вещества — от фундаментальных основ до применения в промысловых условиях. Детально обсуждаются такие свойства поверхностно-активных веществ, как фазовое поведение, критическая концентрация мицеллообразования (CMC), гидрофильно-липофильный баланс и его отклонение, дзета-потенциал, а также их значение. Рассматривается влияние солевой среды, полимера, косурфактанта и других факторов на эффективность поверхностно-активных веществ в процессе cEOR. В исследовании также представлены ключевые результаты по адсорбции поверхностно-активных веществ на породе-коллекторе и другим влияющим аспектам. Проанализированы и сопоставлены типы поверхностно-активных веществ — от обычных до полимерных, вязкоупругих, Gemini- и природных поверхностно-активных веществ — и их влияние на нефтеотдачу. Особое внимание уделено перспективным средствам повышения эффективности заводнения поверхностно-активными веществами, включая применение нанотехнологий, использование амфотерных частиц Януса и синергетический эффект заводнения поверхностно-активными веществами и водой пониженной минерализации; подробно рассмотрены соответствующие механизмы и последние достижения. Наконец, в обзоре сформулированы критерии выбора поверхностно-активных веществ, рассмотрены современные промысловые применения и обозначены проблемы, с которыми сталкивается отрасль при внедрении химического увеличения нефтеотдачи с использованием поверхностно-активных веществ. Установлено, что комплексные исследования песчаников успешно проводились. Однако экстремальные температуры и высокая минерализация в карбонатных коллекторах ограничивают применимость поверхностно-активных веществ, и поиск способов повышения их эффективности продолжается.