The 21 reference contexts in paper V. Kadet V., P. Chagirov S., В. Кадет В., П. Чагиров С. (2017) “МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАВОДНЕНИЯ ГЛИНИСТЫХ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ СЛАБОМИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДОЙ // MODELING OF LOW SALINITY WATERFLOODING IN CLAY-CONTAINING OIL RESERVOIRS” / spz:neicon:tumnig:y:2017:i:1:p:54-62

  1. Start
    945
    Prefix
    равновесия в системе «раствор — порода» глинистые минералы изменяются в объеме под действием осм отических и ионообменных процессов, что существенно влияет на коллекторские свойства глиносодержащих пород. Кроме того, смена гидрохимического режима пласта может приводить к смене типа глинистого минерала, влекущего за собой разрушение молекулярной структуры глин и их дезагрегацию
    Exact
    [1]
    Suffix
    . Помимо концентрации солей в воде, гидратация глинистых минералов также зависит от комбинации солей в растворе. В последнее время растет интерес к третичному методу разработки нефтяных месторождений, называемому LSW (Low Salinity Water flooding) [2].
    (check this in PDF content)

  2. Start
    1198
    Prefix
    Помимо концентрации солей в воде, гидратация глинистых минералов также зависит от комбинации солей в растворе. В последнее время растет интерес к третичному методу разработки нефтяных месторождений, называемому LSW (Low Salinity Water flooding)
    Exact
    [2]
    Suffix
    . Данный метод предполагает получение дополнительной нефти посредством закачки в пласт пресной воды. В ряде экспериментов на различных керновых и насыпных материалах [1, 2, 3] были определены условия, при которых зафиксирован рост коэффициента вытеснения при применении LSW: • значительная доля глинистых минералов в породе; • пластовая вода содержит двухвалентные катионы Ca2+ или Mg2+; • закачи
    (check this in PDF content)

  3. Start
    1369
    Prefix
    В последнее время растет интерес к третичному методу разработки нефтяных месторождений, называемому LSW (Low Salinity Water flooding) [2]. Данный метод предполагает получение дополнительной нефти посредством закачки в пласт пресной воды. В ряде экспериментов на различных керновых и насыпных материалах
    Exact
    [1, 2, 3]
    Suffix
    были определены условия, при которых зафиксирован рост коэффициента вытеснения при применении LSW: • значительная доля глинистых минералов в породе; • пластовая вода содержит двухвалентные катионы Ca2+ или Mg2+; • закачиваемая вода имеет пониженную концентрацию солей по сравнению с пластовой водой. 1.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    2186
    Prefix
    Наименьшей степенью набухания обладают глинистые породы с жесткой кристаллической структурой (каолинит), наибольшей — минералы с подвижной кристаллической структурой (например, монтмориллонит), объединенные общим названием смектиты
    Exact
    [4]
    Suffix
    . В минералах с неподвижной кристаллической структурой происходит химическая адсорбция катионов металлов из закачиваемой воды на поверхности минерала с замещением потенциалопределяющих катионов.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    2507
    Prefix
    В минералах с неподвижной кристаллической структурой происходит химическая адсорбция катионов металлов из закачиваемой воды на поверхности минерала с замещением потенциалопределяющих катионов. В результате на поверхности глин наблюдается рост ζ-потенциала, что приводит к росту эффективной вязкости электролита
    Exact
    [5]
    Suffix
    и отклонениям от линейного закона фильтрации при низких скоростях течения [6]. При замещении катионов в смектитах молекулы воды проникают в межмолекулярные слои минерала в виде гидратных оболочек замещающих катионов.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    2586
    Prefix
    В результате на поверхности глин наблюдается рост ζ-потенциала, что приводит к росту эффективной вязкости электролита [5] и отклонениям от линейного закона фильтрации при низких скоростях течения
    Exact
    [6]
    Suffix
    . При замещении катионов в смектитах молекулы воды проникают в межмолекулярные слои минерала в виде гидратных оболочек замещающих катионов. Вследствие этого, помимо роста ζ-потенциала на поверхности смектитов, катионообменные реакции приводят к изменению их объема.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    4313
    Prefix
    В реальных растворах вводится коэффициент активности [ ]1 1 1 Me Me C C γ=, [ ]2 2 2 Me Me C C γ=. (1.2) В растворах электролитов ионы металлов взаимодействуют с молекулами воды посредством кулоновских сил, что приводит к снижению коэффициента активности. В работе
    Exact
    [7]
    Suffix
    показано, что наиболее точно коэффициент активности ионов в растворах электролитов определяется уравнением Дебая — Хюккеля 10 exp(2) γiicAzI=⋅−; 1 1 2i n cMei i ICz = =∑, (1.3) где Ic — ионная сила электролита; z — заряд иона; А — характеристическая константа растворителя [8] (для воды А – 0.5); суммирование по всем типам ионов n в растворе.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    4616
    Prefix
    В работе [7] показано, что наиболее точно коэффициент активности ионов в растворах электролитов определяется уравнением Дебая — Хюккеля 10 exp(2) γiicAzI=⋅−; 1 1 2i n cMei i ICz = =∑, (1.3) где Ic — ионная сила электролита; z — заряд иона; А — характеристическая константа растворителя
    Exact
    [8]
    Suffix
    (для воды А – 0.5); суммирование по всем типам ионов n в растворе. В работе [9] утверждается, что глинистые минералы можно рассматривать как твердые растворы, способные замещать катионы в узлах кристаллической решетки на катионы электролита (иониты).
    (check this in PDF content)

  9. Start
    4693
    Prefix
    показано, что наиболее точно коэффициент активности ионов в растворах электролитов определяется уравнением Дебая — Хюккеля 10 exp(2) γiicAzI=⋅−; 1 1 2i n cMei i ICz = =∑, (1.3) где Ic — ионная сила электролита; z — заряд иона; А — характеристическая константа растворителя [8] (для воды А – 0.5); суммирование по всем типам ионов n в растворе. В работе
    Exact
    [9]
    Suffix
    утверждается, что глинистые минералы можно рассматривать как твердые растворы, способные замещать катионы в узлах кристаллической решетки на катионы электролита (иониты). В работе [10] исследовано поведение коэффициентов активности катионов неорганических ионитов (алюмосиликатов), от концентрации примесей (замещающих катионов) и температуры.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    4877
    Prefix
    1.3) где Ic — ионная сила электролита; z — заряд иона; А — характеристическая константа растворителя [8] (для воды А – 0.5); суммирование по всем типам ионов n в растворе. В работе [9] утверждается, что глинистые минералы можно рассматривать как твердые растворы, способные замещать катионы в узлах кристаллической решетки на катионы электролита (иониты). В работе
    Exact
    [10]
    Suffix
    исследовано поведение коэффициентов активности катионов неорганических ионитов (алюмосиликатов), от концентрации примесей (замещающих катионов) и температуры. Показано, что отношение активностей обменных катионов зависит от отношения их концентраций в ионите следующим образом: [] [] 1/ 11 22 B RT MeMe MeMe CC CC − ΓΓ ΓΓ  =  , (1.4) где B — ве
    (check this in PDF content)

  11. Start
    5493
    Prefix
    концентраций в ионите следующим образом: [] [] 1/ 11 22 B RT MeMe MeMe CC CC − ΓΓ ΓΓ  =  , (1.4) где B — величина, зависящая от свойств раствора; R — универсальная газовая постоянная. Установлено, что число B/RT равно нулю для идеального твердого раствора, а для реальных твердых растворов число варьируется в диапазоне от –5 до 5
    Exact
    [11]
    Suffix
    . С учетом (1.2), (1.3) и (1.4) зависимость (1.1) примет вид () 1/ 1122 12 22 10 exp(. B RT MeMe eqc MeMe CC KAI z z CC − Γ Γ  =−  Откуда искомая величина концентрации замещающих катионов определяется следующей зависимостью: () 1 1/ 1 2122 212 1 . 10 exp( B RT Me MeMe Meeqc C CC CKAI z z −− ΓΓ  = +  (1.5) Величина СMe1 — катионооб
    (check this in PDF content)

  12. Start
    6240
    Prefix
    1.5) Величина СMe1 — катионообменная емкость глин (КОЕ), важнейшая характеристика глин в обменных реакциях, выражается количеством обменных катионов в единице массы глины. Катионообменная емкость выражена в моляхэквивалентах или миллиграммах-эквивалентах на 1 г глины. Для большинства монтмориллонитовых глин величина КОЕ составляет 1.0 ± 0.1 мг-экв./г
    Exact
    [1]
    Suffix
    . На рис. 1 представлен расчет зависимости (1.5) для бентонита и алюмосиликатов с различным ионообменным комплексом. В работе [10] для некоторых ионообменных минералов определены величины B и константы реакции обмена Keq, используемые при расчете в уравнении (1.5).
    (check this in PDF content)

  13. Start
    6369
    Prefix
    Для большинства монтмориллонитовых глин величина КОЕ составляет 1.0 ± 0.1 мг-экв./г [1]. На рис. 1 представлен расчет зависимости (1.5) для бентонита и алюмосиликатов с различным ионообменным комплексом. В работе
    Exact
    [10]
    Suffix
    для некоторых ионообменных минералов определены величины B и константы реакции обмена Keq, используемые при расчете в уравнении (1.5). Исходные параметры: СMe1 = 1 мг-экв./г, СMe1Г = 10 мг/г.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    6865
    Prefix
    Графики зависимости концентрации замещающих катионов в глинах от их концентрации в растворе Компенсация свободной энергии замещающих катионов происходит путем образования гидратной оболочки из молекул воды вокруг катиона. Размер оболочек зависит от величины свободной энергии ионов
    Exact
    [12]
    Suffix
    . За счет замещения гидратированных ионов с различными по размеру гидратными оболочками происходит изменение объема глинистого минерала. Оценить величину изменения объема глин можно путем сравнения радиусов гидратированных ионов.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    7304
    Prefix
    Радиус гидратированного иона rh — это радиус иона вместе с его гидратной оболочкой, прочно связанной координационными связями с ионом, причем так, что энергия связи превышает удельную тепловую энергию RT
    Exact
    [10]
    Suffix
    . В таблице приведены радиусы некоторых ионов, а также измеренные значения их гидратированных радиусов в стандартных условиях [11, 12]. Радиусы ионов в свободном и гидратированном состоянии Ион Li+ Na+ Mg2+ Zn2+ Ca2+ K+ Ba2+ Cs+ Rb+ NH4+ Радиус иона r, (нм) 0.078 0.098 0.075 0.078 0.105 0.138 0.141 0.183 0.164 0.168 Радиус гидратированного иона rh, (нм) 0.379 0.339 0.325 0.320 0.287 0.2
    (check this in PDF content)

  16. Start
    7433
    Prefix
    Радиус гидратированного иона rh — это радиус иона вместе с его гидратной оболочкой, прочно связанной координационными связями с ионом, причем так, что энергия связи превышает удельную тепловую энергию RT [10]. В таблице приведены радиусы некоторых ионов, а также измеренные значения их гидратированных радиусов в стандартных условиях
    Exact
    [11, 12]
    Suffix
    . Радиусы ионов в свободном и гидратированном состоянии Ион Li+ Na+ Mg2+ Zn2+ Ca2+ K+ Ba2+ Cs+ Rb+ NH4+ Радиус иона r, (нм) 0.078 0.098 0.075 0.078 0.105 0.138 0.141 0.183 0.164 0.168 Радиус гидратированного иона rh, (нм) 0.379 0.339 0.325 0.320 0.287 0.285 0.256 0.255 0.248 0.243 По разнице радиусов гидратированных ионов можно оценить степень увеличения или уменьшения объема глин.
    (check this in PDF content)

  17. Start
    8197
    Prefix
    Поведение емкостных параметров глиносодержащего пласта в процессе заводнения. Предполагается, что глинистая компонента распределена равномерно по всей поверхности пор и капилляров. При этом в работе
    Exact
    [14]
    Suffix
    проанализировано влияние состава раствора электролита, состава и количества глинистой составляющей породы на изменение структуры порового пространства, которая определяется функцией распределения пор по радиусам f(r) (порометрическая функция).
    (check this in PDF content)

  18. Start
    9933
    Prefix
    На рис. 3 представлены графики зависимости m(СMe2), рассчитанные по (2.2) с использованием следующих параметров: Kcl – 5 %, m0 – 0,25, радиусы гидратированных ионов представлены в таблице. Некоторые зависимости на рис. 3 сравниваются с экспериментальными результатами, полученными в работе
    Exact
    [1]
    Suffix
    на насыпных моделях песка и бентонита. Проведенные расчеты показывают, что осмотические процессы в породе приводят только к снижению пористости, тогда как ионообменные процессы могут также приводить к росту пористости за счет усадки глин в коллекторе.
    (check this in PDF content)

  19. Start
    11213
    Prefix
    По мере проникновения вытесняющей жидкости доля порового пространства, заполненная водой, реструктурируется за счет набухания или усадки глин, тогда как в порах, заполненных нефтью, объем глин не меняется. С целью получения аналитических соотношений, позволяющих рассчитывать и анализировать поведение относительных фазовых проницаемостей (ОФП), воспользуемся перколяционным подходом
    Exact
    [13]
    Suffix
    . Предполагается, что под действием гидродинамических сил вода, как смачивающий флюид, поступает как в крупные, так и в мелкие поры. Тогда текущая водонасыщенность определяется следующим уравнением: 1 22 2122 00 Sr()() ()(())MeMeMeС f r dr r С f r С dr ∞∞−  =  ∫∫ . (3.1) Из уравнения (3.1) определяется порометрическая кривая, определяющая водонасыщенную
    (check this in PDF content)

  20. Start
    13860
    Prefix
    В случае разбухания глин коллектор переходит в разряд тонкопоровых, поэтому необходим учет капиллярных сил. В связи с этим рассмотрим особенности плоскорадиальной двухфазной фильтрации несжимаемых флюидов в рамках модели Раппопорта — Лиса
    Exact
    [13]
    Suffix
    ()222222 ( )1(, )(, ) (, ) (, ) 0, MersMeMes kMeMe mCqSSS SFSCM SCP SCFSC t ρ ρρ ρρρ ∂∂∂∂ ± +∂+∂= ∂∂∂∂ (4.1) 22 2 (, )( ) (, ),MeiMe iMe i M SCKCk SC μ =⋅22 22 02 ( ( )) ()2(()), ( ( )) rrcc Me MeMe rMe f r Cdr K Clf r Cdr I rC ν γν ′ =′′−   ∫∫ 12, q ww ρ = +22(, )(, ), ln ii iiMeiMe k w PP wM SCM SC R r ρρ ∂∆ =−=− ∂ 2 212 2 () (, )()
    (check this in PDF content)

  21. Start
    15385
    Prefix
    и функция капиллярного давления зависят от концентрации, необходим учет переноса фильтрационным потоком солей, который описывается уравнением конвективной диффузии 2 2 122 2 ()1 Me()MeMeMeMe m CSCw CC DRC t ρ ρρρ ρ ∂∗∂∂ ∂′+=− ∂∂∂∂  , (4.2) где D* — коэффициент, включающий в себя молекулярную диффузию и гидродинамическую дисперсию, R’ — скорость гидратации
    Exact
    [14]
    Suffix
    . В итоге получаем систему двух самосогласованных дифференциальных уравнений в частных производных для определения CMe2 и S. В расчетах использовались следующие параметры: начальная пористость пласта — 0.2; начальная абсолютная проницаемость — 5·10-2 мкм2; вязкость воды — 0.6 мПа·с; вязкость нефти — 5 мПа·с; χ — 0.03 Н/м; давление на стенке скважины постоянно, депрессия — 15 МПа.
    (check this in PDF content)