Исследование особенностей процессов фильтрации осадкогелеобразующих составов через пористые среды

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности обработок призабойных зон скважин за счет снижения проницаемости промытых зон призабойной части пласта и уменьшения степени его неоднородности путем применения осадкогелеобразующих составов на основе водорастворимых полимеров и щелочей. Цель: разработать и предложить метод применения для обработки призабойных зон скважин осадкогелеобразующих составов за счет реакции между полимерами и щелочами, чем избежать повторов реакций. Объекты. Исследования проводились на несцементированных пористых средах. В качестве модели пористой среды использовался кварцевый песок. Проницаемость пористой среды составляла 1,2 мкм2. При приготовлении осадкогелеобразующих составов использованы технический полиакриламид молекулярной массой 1,35·106 и гидроксид натрия. Осадкогелеобразующие составы готовились на дистиллированной и пресной воде с общей минерализацией 2,64 мг-экв. Концентрации полиакриламида и гидроксида натрия в осадкогелеобразующих составах изменялись соответственно от 0,05 до 0,15 % и от 0,1 до 0,75 %. Методы. Характер фильтрации осадкогелеобразующих составов в пористых средах определяется конформационными изменениями макромолекул полимера, зависящими от концентрации щелочи и полимера в составе, от минерализации растворителя и вод, насыщающих пористую среду, от скорости фильтрации и от взаимодействия осадкогелеобразующих составов с пористой средой. Кроме того, как отмечается в работах, эффективность применения осадкогелеобразующих составов на основе водорастворимых полимеров и щелочей существенно повышается благодаря присутствию полимера, обладающего флоккулирующими свойствами и позволяющего связывать отдельные образующиеся в пласте дисперсные частицы между собой и с породой пласта. Результаты. Поведение осадкогелеобразующих составов в пористых средах определяется по конформационным изменениям макромолекул полимера, которые зависят от содержания щелочи и полимера в составе, от минерализации растворителя и вод, насыщающих пористую среду, от скорости фильтрации и взаимодействия осадкогелеобразующих составов с пористой средой (результаты экспериментов убедительно показаны графически, согласно проведенным экспериментам). Уменьшение фактора сопротивления для осадкогелеобразующих составов как на дистиллированной, так и на пресной воде с увеличением концентрации щелочи в растворе может быть объяснено снижением размеров макромолекул и их ассоциаций

Relevance. The need to improve the efficiency of treatments of the bottomhole zones of wells by reducing the permeability of the washed zones of the bottomhole formation and its heterogeneity degree through the use of sediment-gelling compositions based on water-soluble polymers and alkalis. Aim. To develop and propose a method for using sediment-gelling compounds for treating the bottomhole zones of wells due to the reaction between polymers and alkalis, thereby avoiding repetitions of reactions. Objects. The studies were conducted on uncemented porous media. Quartz sand was used as a model of the porous medium. The permeability of the porous medium was 1.2 μm2. Technical polyacrylamide with a molecular weight of 1.35·106 and sodium hydroxide were used in the preparation of sediment-gelling compositions. The sedimentgelling compositions were prepared on distilled and fresh water with a total mineralization of 2.64 mg-eq. The concentrations of polyacrylamide and sodium hydroxide in the sediment-gelling compositions varied from 0.05 to 0.15% and from 0.1 to 0.75%, respectively. Methods. The nature of the filtration of sediment-gelling compositions in porous media is determined by conformational changes in the polymer macromolecules, depending on the concentration of alkali and polymer in the composition, on the mineralization of the solvent and waters saturating the porous medium, on filtration rate and on the interaction of sediment-gelling compositions with the porous medium. In addition, as noted in the works, the efficiency of using sediment-gelling compositions based on water-soluble polymers and alkalis is significantly increased due to the presence of a polymer that has flocculating properties and allows individual dispersed particles formed in the formation to be bound together and by the formation rock. Results. The behavior of sediment-gelling compositions in porous media is determined by conformational changes in polymer macromolecules, which depend on the alkali and polymer content in the composition, on the mineralization of the solvent and waters involved in the saturation of the porous medium, on filtration rate and interaction of sediment-gelling compositions with the porous medium (the results of the experiments are convincingly shown graphically, according to the experiments conducted). The decrease in the resistance factor for sediment-gelling compositions both on distilled and fresh water with an increase in alkali concentration in the solution can be explained by a decrease in the size of macromolecules and their associations