• Русский

В КФУ исследовали влияние межфазного натяжения на эффективность добычи нефти

Проведенное исследование позволяет спрогнозировать режим работы нефтяного и газового коллектора в условиях различных межфазных натяжений.

Ученые приоритетного направления «Эконефть» изучили влияние капиллярных эффектов, проявляющих себя при совместном течении жидкостей в пористой среде, на особенности добычи углеводородов. Для реализации поставленной задачи научная группа провела вычислительные эксперименты, основанные на методах математического моделирования, на природной цифровой модели песчаника, отобранного на Ашальчинском месторождении (р. Татарстан). Цифровое трехмерное изображение пористой структуры было получено в лаборатории рентгеновской компьютерной томографии Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ. Подробности работы были опубликованы в Journal of Engineering Physics and Thermophysics.

Полученные результаты носят преимущественно прикладной характер, которые могут быть использованы при проведении физических фильтрационных экспериментов на полноразмерных кернах, а также служить основой для подбора оптимального режима закачки поверхностно-активных веществ.

«Так, была оценена эффективность вытеснения нефти до и после прорыва воды (или вытесняющего агента) через выходное сечение цифрового керна. Было показано, что с увеличением межфазного натяжения, оказывающего прямое влияние на капиллярные эффекты, эффективность добычи значительно повышается. Однако, при оценке эффективности после прорыва была выявлена обратная тенденция. Более того, при сильных межфазных натяжениях подвижная нефть в образце керна после прорыва воды фактически отсутствует», — рассказал доцент кафедры математических методов в геологии ИГиНГТ КФУ Тимур Закиров.

Стоит отметить, что межфазное натяжение является параметром, оказывающим значительный эффект на механику совместного течения жидкостей в пористой среде. За счет, например, увеличения межфазного натяжения, возможно осуществить смену режима совместного вытеснения  — от течения с капиллярными пальцами к течению с вязкими пальцами.

В работе также была проведена оценка влияния межфазного натяжения на перепад давления между входным и выходным сечениями образца. Ученые КФУ показали, что динамика перепада давления при сильных межфазных натяжениях характеризуется ярко-выраженными флуктуациями, проявляющимся при миграции границы раздела нефть / вода из узкого горла поры в ее широкое тело (скачки Хайнса), что является отличительной чертой вытеснения в режиме доминирования капиллярных сил.  В дальнейшем данный эффект может быть использован в лабораторных условиях для идентификации режима течения.