Моделирование химических процессов в зоне проникновения фильтратов технологических жидкостей

Изменение минерализации дисперсионной среды в процессе массообменных взаимодействий фильтрата промывочной жидкости. Характер процессов, протекающих при фильтрации в породе, их математическое моделирование. Взаимодействие фильтрата с пластовыми флюидами.

Рубрика Химия
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 13.06.2015
Размер файла 29,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Подобные документы

  • Отрицательное влияние фильтрата технологических жидкостей. Образование стойких водонефтяных эмульсий и нерастворимых солей и интенсификация проявления капиллярных сил. Схема деформации капли нефти при её сдвиге в капилляре. Эффект Жамена, скин-фактор.

    презентация [2,4 M], добавлен 16.10.2013

  • Обзор и анализ существующих методов оптимизации химико-технологических процессов. Определение параметров уравнения Аррениуса. Определение оптимальной температуры. Расчёт зависимости оптимальной скорости химической реакции от степени превращения.

    курсовая работа [498,1 K], добавлен 18.06.2015

  • Математическое моделирование полидисперстных систем; применение полимерных микросфер. Электронная микроскопия; пакет программы TableCurve. Анализ дисперсности эмульсий в процессе полимеризации, построение гистограмм распределения глобул полистирола.

    реферат [2,8 M], добавлен 08.05.2011

  • Гетерогенный катализ, закономерности. Свойства пористых катализаторов. Взаимодействие катализатора и реакционной среды. Кинетическое и математическое моделирование гетерогенных процессов. Некаталитические гетерогенные процессы в системе газтвердое тело.

    учебное пособие [436,5 K], добавлен 06.11.2012

  • В настоящее время состояние окружающей среды – одна из наиболее остро стоящих перед человечеством проблем. Для городов и промышленных регионов наибольшую экологическую опасность представляют промышленные и выхлопные газы, выбрасываемые в атмосферу.

    дипломная работа [126,6 K], добавлен 04.01.2009

  • Философские аспекты моделирования как метода познания окружающего мира. Гносеологическая специфика моделей. Классификация моделей и виды моделирования. Моделирование молекул, химических процессов и реакций. Основные этапы моделирования в химии.

    реферат [70,7 K], добавлен 04.09.2010

  • Анализ стационарных состояний проточных реакционных систем. Реализация селективного вывода продуктов реакции из системы. Корреляция избыточных энергий Гиббса. Модель Вильсона. Математическое описание совмещенных реакционно-ректификационных процессов.

    дипломная работа [89,8 K], добавлен 04.01.2009

  • Рецептура грунтовки водно-дисперсионной глубокого проникновения, количество и порядок закладки необходимого сырья. Стадии технологического процесса изготовления краски. Технология изготовления полуфабриката грунтовки, метод определения ее готовности.

    реферат [22,4 K], добавлен 17.02.2009

  • Современное состояние исследований в области азеотропии. Термодинамико-топологический анализ структур диаграмм парожидкостного равновесия. Новый подход к определению классов диаграмм трехкомпонентных биазеотропных систем. Математическое моделирование.

    дипломная работа [4,8 M], добавлен 12.11.2013

  • Вычисление относительной молекулярной массы газа. Составление электронной формулы атома, молекулярных химических уравнений реакций. Написание электронных уравнений анодного и катодного процессов, протекающих при коррозии технического цинка в кислой среде.

    контрольная работа [39,9 K], добавлен 02.05.2015

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Моделирование химических процессов в зоне проникновения фильтратов технологических жидкостей

В процессе массообменных взаимодействий фильтрата промывочной жидкости с составляющими коллектор веществами происходит изменение общей минерализации дисперсионной среды, а из-за гидратации гидрофильной породы изменяется текущая водонасыщенность, эффективная проницаемость и пористость. На разделах жидкой и твердой фаз появляются адсорбционные силы и силы прилипания, возникают поверхности свободной энергии, изменяется поверхностное натяжение.

Процесс гидратации приводит к присоединению воды к глинистой составляющей скелета породы-коллектора и ее набуханию, сорбция ионов на поверхности породы - к обеднению, а десорбция - к обогащению определенными солями фильтрата промывочной жидкости.

Рассмотрим процессы, протекающие при фильтрации в породе, и опишем их математически.

1. Образование труднорастворимых осадков в порах и трещинах

Пусть в реакции участвует молей ионов типа и молей ионов типа , и при этом образуется новое соединение . Тогда реакцию образования осадка в общем виде можно представить следующим уравнением:

(1)

Условие возможности образования осадка при любых задаваемых концентрациях ионов следующее:

(2)

Продукт реакции выпадает в осадок при соотношении, согласно которому произведение концентраций ионов в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам, больше произведения растворимости продукта.

2. Набухание глинистых пород

Величина набухания пород в различных средах может быть установлена экспериментально на приборе Жигача-Ярова. Зная эту величину, можно рассчитать конечную пористость породы.

(3)

3. Адсорбция реагентов на поверхности породы

Чем выше у элемента, входящего в состав породы, сродство к электрону и ниже сродство к протону, тем лучше он сорбирует органические вещества. Таким образом, сорбция на минералах глин, цементов, мела, песков в основном идет по центрам, содержащим такие элементы, как [1].

Для определения величины адсорбции органических реагентов рассчитывается безразмерный температурный показатель (при температуре от 20 до 100 C) [2].

(4)

Для расчета коэффициента адсорбции при температурах свыше 100C необходимо дополнительно учитывать константу молярного превышения точки кипения раствора.

4. Образование граничных слоев воды

В результате адсорбции на границе раздела твердое тело - жидкость, образуются граничные слои жидкости, свойства которых отличны от тех, которые в объеме. Характер влияния ионов на структуру такой пленочной адсорбированной воды зависит от их радиуса, заряда, конфигурации и строения электронной оболочки. Установлено два случая воздействия ионов. Они либо связывают ближайшие молекулы воды, при этом структура пленки упрочняется, либо увеличивают подвижность молекул воды, структура пленочной воды при этом разрушается [1].

Такие электролиты, как , , , снижают глубину проникновения фильтрата бурового раствора в пласт. Электролиты типа , , , наоборот, способствуют снижению вязкости фильтрата и повышают его подвижность, тем самым глубина проникновения жидкости увеличивается.

Чем больше становится концентрация электролита в поре, тем меньше толщина двойного электрического слоя (ДЭС). Взаимосвязь толщины ДЭС с другими его параметрами без учета реальных размеров ионов выражается формулой [2]:

, (5)

Если свободный раствор содержит несколько солей, в формулу (5) вместо подставляют выражение - ионную силу раствора, в котором суммируются произведения молярной концентрации на валентности каждого иона, присутствующего в растворе.

В поровых каналах конечного размера реальное значение будет значительно отличаться от теоретического. Для щелевидного сечения предложена следующая формула для расчета реального значения :

, (6)

Формулу (6) можно использовать для оценки величины () в цилиндрическом капилляре, подставив вместо ширины щели удвоенный радиус [2].

К наиболее существенным значимым управляемым факторам отнесены химический состав бурового раствора, его рН и величина краевого угла смачивания на границе нефть - фильтрат. Неуправляемые факторы: химический состав нефти и остаточной воды в пласте, химический состав породы и глинистого цемента, а также его коллоидальность.

Для того чтобы правильно учитывать влияние каждого фактора на породу коллектора при фильтрации, был разработан специальный алгоритм, основанный на различии в скоростях происходящих процессов.

Так, за время мгновенной фильтрации предположительно в первую очередь происходит взаимодействие фильтрата с пластовыми флюидами, а затем с гидрофильной породой. При определенных условиях может произойти выпадение нерастворимых осадков в каналах пласта и их сужение.

При контакте фильтрата бурового раствора и породы протекают процессы адсорбции, которые приводят к накоплению на поверхности стенок каналов полимерной пленки.

Если в составе породы коллектора присутствует глинистый цемент, то возможно дополнительно его набухание.

Одновременно с осадкообразованием протекает процесс образования водных пленок на поверхности породы. Их толщина может значительно изменяться из-за набухания глинистого цемента и адсорбции реагентов. Для коллекторов с проницаемостью kпр > 0,5 Ч10-12 м2 образование граничных слоев воды оказывает незначительное влияние [1].

На основании вышеизложенного алгоритм расчета можно представить следующим образом:

а) По формуле (2) проверяется возможность выпадения нерастворимых осадков при взаимодействии фильтрата бурового раствора и пластовой воды, затем расчет их возможного количества. Данное явление сильно влияет на эффективный радиус поровых каналов.

б) На основании данных о составе пород определяется коэффициент набухания пород, и по формуле (3) рассчитывается конечная пористость.

в) По формуле (4) рассчитывается количество реагентов, адсорбирующихся на поверхности породы. Это позволит узнать изменение концентрации реагентов в фильтрате бурового раствора.

г) С учетом данных, полученных в п.п.а - в, по формулам (5) - (6) производится расчет толщины образовавшихся граничных слоев воды и, следовательно, конечный радиус поровых каналов.

Данный алгоритм применили для оценки ухудшения коллекторских свойств пласта Ач3 Верхненадымского месторождения для пресного бурового раствора. В результате набухания пород проницаемость пласта уменьшается на 18%, пористость на 48%. Потери полимеров в результате адсорбции на шламе составляют 0,4% от их начального количества. Толщина поверхностных пленок воды увеличивается на 21%. В результате всех этих явлений проницаемость пласта снижается почти на 96%.

Выводы:

Разработанная модель удовлетворяет следующим требованиям:

1) адекватно описывает механизм изменений химических свойств пласта в околоскважинной зоне;

2) имеет набор установленных петрофизических характеристик;

3) позволяет проводить инженерное обобщение установленных фактов и прогнозировать в удобной форме необходимые технологические параметры.

Список использованной литературы

фильтрат минерализация дисперсионный

1. Мавлютов М.Р. Физико-химическая кольматация истинными растворами в бурении. - М.: Обзор/ВНИИ экон. минер. сырья и геол.-развед. работ. (ВИЭМС), 1990.

2. Михайлов Н.Н. Изменение физических свойств горных пород в околоскважинных зонах. - М.: Недра, 1987.

Размещено на Allbest.ru

Работа, которую точно примут
Сколько стоит?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.