ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ
НЕФТЕНОЛА ГФ И НЕФТЕНОЛА К
Лосев А.П.
(научный руководитель профессор Евдокимов И.Н.)
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина
Широкое использование ПАВ при бурении скважин и добыче нефти
обуславливает
необходимость
исследования
их
свойств.
Область
применения выбранных реагентов широка. Так, ведущие компании
отрасли (в частности, «Роснефть», «Сибнефть», «Сургутнефтегаз»)
применяют их в следующих случаях: катионный ПАВ нефтенол ГФ
используется для интенсификации добычи нефти, удаления связанной
воды из пласта, гидрофобизации поровой поверхности, а также может
входить
в
состав
буровых
растворов
при
первичном
вскрытии
продуктивных пластов. Реагент нефтенол К входит в состав раствора для
солянокислотной
обработки
призабойной
зоны,
обладает
противокоррозионным действием, снижает скорость реакции породы
коллектора с кислотой, позволяя кислоте проникать глубже в пласт.
Цель работы заключается в установлении связи между различными
по
природе
физико-химическими
свойствами
растворов
ПАВ,
используемых в нефтяной промышленности, а также в получении
рекомендаций по их использованию.
В работе были произведены измерения показателя преломления и
межфазного натяжения водных растворов реагентов (0,1, 0,25, 0,5 и 1%
объёмн.) в зависимости от температуры.
Измерения межфазного натяжения проводились методом счёта
капель
на
конструкция
сталагмометре,
которого
заключённом
позволяла
в
получать
воздушный
температуры
термостат,
до
55 0С.
Измерялось межфазное натяжение на границе раствор ПАВ – очищенный
керосин. Керосин здесь выступает в качестве модели пластовой нефти.
Значения показателя преломления получены прямыми измерениями
на рефрактометре ИРФ-454. Прибор был подключен к жидкостному
термостату, тем самым была обеспечена возможность работать в интервале
температур от 10 до 60 градусов.
По полученным из лабораторных исследований данным построены
концентрационные
и
температурные
зависимости,
анализ
которых
представляет особый интерес.
Для примера рассмотрим поведение растворов Нефтенола ГФ.
На концентрационной зависимости межфазного натяжения виден
излом кривых в районе концентраций 0,25-0,5%, предположительно
указывающий на ККМ. Видно, что при высоких температурах излом
практически отсутствует.
Ход кривых на температурной зависимости меняется около
температуры 350С.
На температурной зависимости показателя преломления растворов
Нефтенола ГФ какие либо значительные особенности отсутствуют, так как
по показателю преломления о свойствах растворов судить нельзя. Для
оценки их свойств необходим переход от показателя преломления к
аддитивной величине рефракции, что, в свою очередь, делает возможным
использовать теорию растворов для интерпретации полученных данных.
Рефракция идеального раствора определяется по известной формуле
в зависимости от объемной доли растворённого вещества. Рефракция
относится к объёмным свойствам растворов. По величине Избытка
рефракции можно судить о том, насколько свойства реального раствора
отличаются от свойств идеального. Таким образом, есть возможность
отследить изменения, происходящие в растворах при определённых
условиях.
Для нахождения теоретических зависимостей рефракции растворов
сначала были измерены зависимости показателя преломления чистых
веществ. Полученные теоретические кривые были сопоставлены с
экспериментальными.
Пики на зависимостях избытка рефракции в районе температуры
360С так же, как и зависимости межфазного натяжения, указывают на
изменения, происходящие в растворах при данной температуре.
Для конечной оценки результатов экспериментов были построены
кривые ККМ и растворимости, образующие фазовую диаграмму. Анализ
диаграммы показывает, что температура 360С является температурой
Крафта, ниже которой мицеллы не образуются, в растворе образуются
кристаллы растворённого вещества. Подтвердились предположения о
наличии ККМ в исследованном диапазоне концентраций.
По
фазовой
диаграмме
определены
рекомендации
по
применению реагентов. При использовании растворов ПАВ в качестве
компонентов
технических
жидкостей
при
бурении
и
разработке
месторождений необходимо получить минимальную величину межфазного
натяжения на границе с пластовым флюидом. В то же время мы не должны
загрязнять пласт избытком реагентов. Исходя из этих условий, следует
использовать растворы ПАВ, включающие мицеллы, что обеспечит
минимально возможное межфазное натяжение, даже если часть молекул
адсорбируется на твердой фазе бурового раствора или скелете породы.
Тем
самым
получены
прямые
рекомендации
по
промышленному
использованию реагентов.
Таким образом, отработана новая методика опытов по изучению
влияния температуры на физико-химические свойства растворов ПАВ.
Установлена корреляционная связь объёмных и поверхностных свойств
растворов. Определены рекомендации по применению реагентов.