Влияние типа глины на эффективность метода выдавливания гравитацией с паровой поддержкой (SAGD)

В настоящем исследовании изучается влияние типа глины на вариации эффективности метода выдавливания гравитацией с паровой поддержкой (SAGD). Были проведены два эксперимента SAGD при идентичных условиях. Скважинная порода для первого эксперимента (SAGD1) была приготовлена из смеси песка (85 мас.%) и каолинита (15 мас.%), а для второго эксперимента (SAGD2) — из смеси песка (85 мас.%), каолинита (13,5 мас.%) и иллита (1,5 мас.%). Эффективность роста паровой камеры не изменилась в зависимости от типа глины; однако для SAGD2 было наблюдено снижение извлечения нефти на 15 мас.%. Возможные причины исследовали по анализам продукции воды, продукции нефти и отработанных образцов породы. Были выполнены измерения контактного угла, распределения размеров частиц, дзета-потенциала и межфазного натяжения. Минералогические изменения в отработанных образцах определяли методом рентгеновской дифракции (XRD) и сканирующей электронной микроскопии (SEM). Измерения контактного угла на отработанных образцах показали более выраженное маслонасыщение у SAGD2 по сравнению с SAGD1, несмотря на то что иллит обычно более гидрофилен, чем каолинит. Это неожиданный результат объясняется взаимодействием иллита с асфальтенами, образовавшимися в SAGD2. Измерения размеров частиц и снимки SEM постмортем-образцов показывают, что глинистый материал, содержащий иллит, проявляет цементационное поведение и тем самым снижает проницаемость породы. На основе экспериментальных результатов выдвинуты гипотезы о взаимодействии битума с иллитом и каолинитом при SAGD. Ввиду высокой гидрофильности иллита частицы иллита сначала взаимодействуют с водой, что приводит к цементации и образованию комков иллита с песком. Затем эти комки более активно взаимодействуют с полярными молекулами (водой, асфальтенами и резинами). Миграция и вынос глин наблюдаются для обоих типов глин; однако в то время как каолинит выносится в водной фазе, глинистые частицы, содержащие иллит, вследствие взаимодействия с асфальтенами выносятся в нефтяной фазе.