Переключаемые этоксилированные аминные поверхностно-активные вещества, переходящие из неионогенного в катионное состояние, для увеличения нефтеотдачи с использованием CO2 в карбонатных коллекторах с высокой температурой и высокой минерализацией

Для повышения эффективности охвата при увеличении нефтеотдачи с использованием диоксида углерода (CO2) при температурах до 120 °C в присутствии высокоминерализованной пластовой воды (182 г/л NaCl) были получены новые пены CO2/вода (C/W) с применением поверхностно-активных веществ, содержащих этоксилированные аминные полярные группы и кокoалкильные углеводородные хвосты. Эти поверхностно-активные вещества способны переключаться из неионогенного состояния (непротонированный амин) в сухом CO2 в катионное состояние (протонированный амин) в присутствии водной фазы с pH менее 6. Высокая гидрофильность в протонированном катионном состоянии проявлялась в высокой температуре помутнения — до 120 °C. Высокая температура помутнения способствовала стабилизации ламелл между пузырьками в пенах CO2/вода. В неионогенной форме поверхностно-активное вещество растворялось в CO2 при 120 °C и 3300 psia в концентрации 0,2% (мас./мас.). Пены C/W получали путем закачки поверхностно-активного вещества либо в фазу CO2, либо в рассольную фазу, что свидетельствовало о хорошем контакте между фазами, необходимом для переноса поверхностно-активного вещества к границе раздела. Растворимость поверхностно-активного вещества в CO2 и благоприятный коэффициент распределения C/W способствуют переносу поверхностно-активного вещества по путям фильтрации CO2 в пласте, что позволяет минимизировать вязкостное «фингеринг»-течение и гравитационное перераспределение потоков. Было показано, что этоксилированный кокoамин с двумя группами этиленоксида (EO) стабилизирует пены C/W в песчаной модели проницаемостью 30 дарси при концентрации NaCl до 182 г/л, температуре 120 °C, давлении 3400 psia и пенности от 50 до 95%. Кажущаяся вязкость пены составляла 6,2 сП в песчаной модели и 6,3 сП в капиллярной трубке с внутренним диаметром 762 мкм, расположенной ниже по потоку от песчаной модели, тогда как без поверхностно-активного вещества она была значительно ниже 1 сП. Кроме того, катионная полярная группа снижает адсорбцию этоксилированных алкиламинов на кальците, который также заряжен положительно в присутствии CO2, растворенного в рассоле. Коэффициенты распределения поверхностно-активного вещества (от 0 до 0,04) свидетельствовали о его преимущественном распределении в водной фазе по сравнению с нефтяной, что способствует минимизации потерь поверхностно-активного вещества в нефтяную фазу и его эффективному использованию. Fu...