Микроэмульсии для очистки от масел и загрязнений иной природы

Рис. 19. Зависимость межфазного натяжения от температуры для системы масло-вода-НПАВ. Символы гп/w, Ym/o и Ym/w соответствуют межфазному натяжению на границах мало-вода, средняя фаза-масло и средняя фаза-вода. Система сбалансирована при 300C

В лабораторных экспериментах было обнаружено, что композиции ПАВ, образующие микроэмульсии типа Винзора III с данными маслом и рассолом при температурах, характерных для выбранного нефтяного месторождения, способны заметно повысить нефтеотдачу.

Необходимость композиций без ко-ПАВ

Расстояние между нагнетательными скважинами, через которые производится закачка воды, и эксплуатационными скважинами, через которые выкачивается нефть, обычно бывает большим. Желательно поэтому, чтобы композиции, использующиеся для повышения нефтеотдачи, содержали как можно меньше ПАВ. Смеси различных ПАВ или комбинации ПАВ-ко-ПАВ обладают тем недостатком, что по мере продвижения по порам породы происходит их разделение, т. е. порода действует как длинная хроматографическая колонка. Следовательно, искомые ПАВ должны обладать следующими свойствами.

1) Образовывать микроэмульсии типа систем Винзора III с нефтью данного месторождения и рассолом при температуре нефтяного пласта.

2) Быть гидролитически стабильными в течение длительного времени в условиях пласта.

3) Не осаждаться в жесткой воде.

4) Не адсорбироваться сильно на поверхности минералов пласта.

В дополнение к указанным требованиям необходимо учитывать и более «тривиальные» аспекты: стоимость, токсичность и биоразлагаемость ПАВ. Некоторые лаборатории проявили интерес в связи с этим к разветвленным этоксилированным алкилсульфонатам и ал кил сульфатам. Представители таких соединений показаны схематически на рис. 20.

На рис. 21 показана зависимость относительных объемов фаз от концентрации ПАВ для системы, содержащей этоксилированный алкилсульфонат с разветвленным гидрофобным радикалом, структура которого отвечает общей структуре, представленной на рис. 20. ПАВ подобрано с учетом специфических условий пласта. Обратим внимание, что переход система Винзора I —> система Винзора III —> система Винзора II происходит при разбавлении раствора ПАВ, что важно учитывать для оптимизации процесса нефтевытеснения. В системе, представленной на рис. 21, переход от микроэмульсии типа Винзора I к микроэмульсии Винзора III происходит при концентрации ПАВ, равной 1%, а от микроэмульсии Винзора III к микроэмульсии Винзора II — вблизи концентрации 0.25%. Система оказалась высокоэффективной в опытах по вытеснению нефти из заводненного нефтяного пласта. Из нефтяной породы, где половина пор заполнена нефтью, при прокачке раствора, содержащего 2 мае. % ПАВ в морской воде, было выделено 89% нефти, оставшейся в породе после обводнения.

Рис. 20. ПАВ — производные разветвленных этоксилированных алкилсульфонатов или этоксилированных алкилсульфатов, перспективные для использования в целях повышения нефтеотдачи