автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Разработка электрофизических методов контроля применения химреагентов в нефтедобыче

На правах рукописи

ГАФИУЛЛИН МАРСЕЛЬ ГАФИУЛЛОВИЧ

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ХИМРЕАГЕНТОВ В НЕФТЕДОБЫЧЕ

05.15.06 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА - 1997

Работа выполнена в НГДУ «Суторминскнефть» ОАО «Ноябрьскнефтегаз» и на кафедре прикладной физики и геофизики БГУ.

Научный руководитель: академик РАЕН, член-корр. АН РБ,

доктор физико-математических наук, профессор Саяхов Ф.Л.

Официальные оппоненты: академик РАЕН,

доктор технических наук Горбунов А.Т. (ВНИИнефть) доктор химических наук, профессор Кантор Е.А. (УГНТУ)

Ведущая организация: ТатНИПИнефть

Защита состоится "5" февраля 1998 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета К. 104.01.01. при БашНИПИнефти по адресу: г. Уфа -450077, ул. Ленина, 86

С диссертацией можно ознакомиться в фондах БашНИПИнефть

Автореферат разослан "5" января 1997 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К. 104.01.01., кандидат геолого-минералогических наук,

Голубев Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Применение химических продуктов различного назначения и химических реагентов в настоящее время является одним из наиболее распространенных и результативных направлений развития технологии нефтедобычи. Это широко распространенные физико-химические методы воздействия, включающие применение поверхностно-активных веществ (ПАВ), полимерных, мицеллярных, щелочных растворов, серной, соляной и других кислот, двуокиси углерода, различных растворителей. Это также применение осадкообразующих композиций при проведении ремонтно-изоляционных работ, применение гидрофобизирующих составов, реагентов междуфазников и т.д. Кроме того, для предупреждения и очистки промыслового оборудования и призабойной зоны пласта от асфапьто-смолопарафиновых и солевых отложений, для борьбы с коррозией, для деэмульсации нефти широко используются различные химреагенты -ингибиторы парафина и детергенты, ингибиторы солеотложения, ингибиторы коррозии, деэмульгаторы. Как видно, в нефтедобыче используются рабочие агенты, обладающие широким диапазоном физико-химических свойств.

По промысловым и литературным данным в настоящее время в нефтегазодобыче используется более 300 наименований различного назначения химических продуктов. Соответственно увеличивается и достигает уже нескольких сотен тысяч тонн их годовое потребление. При этих условиях из-за отсутствия надежных количественных критериев оценки возможных областей применения и эффективности необоснованно расширен ассортимент используемых в нефтедобыче химических продуктов. Многие реагенты, даже те, которые достаточно широко используются на практике, не отвечают всем технологическим и экологическим требованиям. Поэтому необходимы методы тестирования и контроля свойств химических реагентов, которые могли бы применяться при подборе потенциальных реагентов для обработки призабойной зоны пласта (ПЗП) добывающих и нагнетательных скважин, для определения их эффективности, полифункциональности действия, а также выявления возможных побочных отрицательных последствий их применения.

При разработке технологий применения химреагентов и их широком внедрении возникает много разнообразных задач. В частности, при практической реализации физико-химических методов первоочередно встают две задачи: подбор потенциально эффективного для данного месторождения (даже для данной нефти, для нефти данной скважины) реагента, его дозы и контроля за обработкой призабойной зоны пласта

химреагентами. Например, контроль за содержанием его в добываемой нефти после закачки в призабойную зону пласта и пуска скважины в работу с целью определения момента окончания выноса.

Во многих случаях для решения различных задач, например, для борьбы с отложениями асфальтосмолопарафиновых веществ (АСПО), с коррозией и эмульсообразованием используются сложные химические составы, композиты, компаунды, в которые входят различные реагенты в определенных соотношениях. В этом случае возникает проблема подбора этих соотношений и определения их совместимости.

При длительном хранении химреагентов, технологических компаундов из-за воздействия различного рода внутренних и внешних факторов (например, изменения температуры окружающей среды) их свойства изменяются, и они могут не соответствовать своим функциональным назначениям. Поэтому необходим метод входного контроля свойств химреагентов перед их использованием.

В связи с изменением физико-химических свойств нефти различных месторождений в достаточно широком диапазоне изменяются условия их взаимодействия с различными химреагентами, что может привести к нарушению их функциональных назначений и, следовательно, к изменениям технологии их применения.

Поэтому возникает необходимость в создании методов и способов контроля свойств технологических жидкостей (ТЖ), которые должны удовлетворять ряду условий, таких как: должны представлять экспресс метод, учитывать, изменения физико-химических свойств нефтей и реагентов, а также условия функциональных взаимодействий реагентов с нефтью, должны количественно учитывать технологические условия их применения (например, температуру и давление) и других внутренних и внешних факторов (содержание воды, солей и др.). Кроме того, одним из важнейших требований к такого рода методам является возможность их эффективного использования в промысловых условиях, например, в ЦНИПРах.

Целью диссертационной работы является научно-методическое обоснование, усовершенствование и разработка технических средств высокочастотной диэлькометрии нефтей и химических продуктов в качестве научной базы для разработки методик контроля применения химреагентов, используемых в процессах нефтедобычи применительно к баротермическим и физико-геологическим условиям Ноябрьского нефтяного региона.

В работе решены следующие основные задачи:

1. На основе изучения и анализа литературных данных по физике диэлектриков и использованию диэлектрических измерений для решения практических задач в нефтегазовой отрасли обосновано применение

высокочастотной диэлькометрии к термобарическим и физико-геологическим условиям пластов Ноябрьского региона.

2. Разработана конструкция и изготовлена измерительная ячейка к куметру Е4-11, позволяющая выполнять измерения диэлькометрических характеристик (относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь) нефтей, химреагентов и их растворов в нефти в диапазоне частот 30-300 Мгц, в интервале температур 20-100 °С, давлений до 200 атмосфер, на которой выполнен большой объем экспериментальных измерений диэлектрических характеристик нефтей, химреагентов и их растворов.

3. На основе экспериментальных данных по особенностям частотно-температурных зависимостей диэлектрических характеристик нефтей, реагентов и их растворов, их анализа, сопоставления для эффективных и неэффективных реагентов по промысловым данным, созданы и проанализированы условия применения следующих методик:

- ВЧ- диэлькометрическая методика подбора потенциально эффективных реагентов для борьбы с АСПО;

- ВЧ- диэлькометрическая методика определения содержания реагента в нефти;

- ВЧ- диэлькометрическая методика оценки совместимости реагентов и реагентов с некоторыми жидкостями;

- ВЧ- диэлькометрическая методика входного контроля реагентов.

4. Выполнены лабораторные экспериментальные исследования по воздействию электромагнитного поля на вязкостные свойства полимерных растворов и на процесс адсорбции реагентов при фильтрации нефти в пористой среде.

Методы решения задач. Поставленные задачи решались путем теоретического анализа и дальнейшего обобщения молекулярно-физических основ связи особенностей частотно-температурных зависимостей диэлектрических характеристик нефтей, различных химреагентов и технологических жидкостей с их технологическими свойствами.

. Основные результаты в диссертации получены в ходе экспериментальных • исследований. Экспериментальные исследования : проводились в лабораторных и промысловых условиях. Лабораторные исследования проводились по известным методам (метод куметра, метод .фильтрации растворов реагентов через модель пористой- среды) с использованием разработанных и изготовленных автором измерительных устройств. В частности, автором была разработана и изготовлена измерительная ячейка (измерительный конденсатор) для проведения диэлектрических измерений в ВЧ диапазоне частот при баротермических

условиях скважин ОАО «Ноябрьскнефтегаз» с учетом соответствующего газового фактора.

Научная новизна данной работы заключается в следующем:

1. Созданы научно-методические основы для разработки электрофизических методов контроля применения химреагентов в нефтедобыче.

2. Разработана конструкция и создана экспериментальная установка для измерения ВЧ диэлькометрических свойств нефтей, реагентов, их растворов в нефти и других химических продуктов в условиях ЦНШТРов НГДУ.

3. Предложена методика определения эффективной ширины частотной и температурной резонансных кривых 1§8(Т) по аналогии с определением ширины резонансной кривой классического колебательного контура.

4. Впервые выполнены измерения диэлектрических характеристик и выявлены особенности их частотно-температурных зависимостей нефтей ряда месторождений Западной Сибири и используемых реагентов в диапазоне высоких частот применительно к термобарическим условиям месторождений этого региона.

5. Впервые созданы и апробированы в промысловых условиях ВЧ-диэлькометрические методики по подбору потенциально эффективных реагентов для борьбы с АСПО; по определению содержания реагента в нефти, по оценке совместимости реагентов и реагентов с некоторыми жидкостями, по входному контролю реагентов.

6. Экспериментально установлено влияние воздействия электромагнитного поля на реологические свойства полимерных растворов, на адсорбцию реагентов при фильтрации в пористой среде.

В диссертационной работе разработаны и защищаются следующие положения:

- создание научно-методической базы нового физико-химического метода высокочастотной диэлькометрии для контроля применения химреагентов в нефтедобыче;

- разработка методики и конструкции измерительного конденсатора для измерения методом куметра диэлькометрических характеристик в ВЧ диапазоне частот и при соответствующих баротермических и физико-геологических условиях нефтей, химреагентов и их растворов;

- метод определения частотного и температурного рабочих эффективных интервалов, как ширины резонансной кривой по экспериментальным зависимостям и 1£б(Т) для нефтей, реагентов и других технологических жидкостей;

■ - ВЧ- диэлькометрические методики подбора потенциально эффективных реагентов для борьбы с АСПО, определения содержания реагента в нефти, оценки совместимости реагентов, входного контроля свойств реагентов;

Практическая ценность и реализация результатов работы:

Все предложенные методики опубликованы, утверждены и в настоящее время служат стандартом предприятия ОАО «Ноябрьскнефтегаз». Разработанные автором методики и техническая установка используются в ЦНИПРах НГДУ Суторминскнефтъ, Заполярнефть, ОАО Ноябрьскнефтегаз, в Ноябрьском управлении химизации, в НГДУ Нижнесортымскнефть ОАО Сургутнефтегаз.

Апробация работы. Основные результаты, приведенные в диссертации, докладывались на следующих научных конференциях, школах-семинарах и семинарах:

1. Всероссийская научная конференция "Фундаментальные проблемы нефти и газа". Москва, 22-25 ноября 1995 г.

2. Всероссийская научно-техническая конференция "Проблемы нефтегазового комплекса России". Уфа 16-17 ноября 1995 г.

3. ХУП-я школа-семинар по проблемам механики сплошных сред в системах добычи, транспорта и переработки нефти и газа. Уфа, 17 октября, 1995 г.

4. Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России".

, Москва, 22-24 января, 1997 г.

5. РАЕН. Волго-Камское региональное отделение. Всероссийский семинар-дискуссия по первичному и вторичному вскрытию пластов". Уфа, 5-6 декабря, 1996 г.

6. XX школа-семинар по проблемам механики сплошных сред в системах добычи, транспорта и переработки нефти и газа. Уфа, 26-27 марта 1997 г.

..... Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 16

печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из

• введения, 4-х разделов, заключения, списка литературы, включающего 99 наименований. Диссертация содержит 118 страниц машинописного текста, 9 таблиц, 23 иллюстрации и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

,.,.:■ Во введении обоснована актуальность темы, как в научном, так • •< I прикладном отношениях, сформулированы цель, основные задачи и научная новизна, а также практическая значимость результатов выполненных исследований.

а

В первой главе анализируются особенности нефтегазоносных коллекторов региона, физико-химические свойства нефтей и АСПО, характеристики подземных вод. В этой же главе также рассматриваются условия отложения асфальтосмолопарафиновых веществ во внутрискважинном оборудовании. Здесь также приведен краткий обзор применения химических реагентов в регионе для борьбе с АСПО.

Во второй главе рассмотрены физические основы высокочастотных диэлькометрических методик, теоретически проанализированы особенности частотно-температурных зависимостей полярных жидкостей и растворов полярной жидкости в неполярной. Обоснована методика измерения и разработана аппаратура, в частности, измерительный конденсатор для измерений диэлектрических характеристик нефтей, химреагентов, их растворов, пластовой жидкости в зависимости от частоты, температуры, давления, газового фактора и др. Приведен обзор применения диэлектрических измерений в нефтедобыче. В этой главе проведено обоснование и обобщение молекулярно-физического механизма высокочастотных диэлькометрических методик, предложен метод определения частотного и температурного интервалов по экспериментальным зависимостям тангенса угла диэлектрических потерь и tg8=tg8(T) для нефтей, реагентов и других технологических жидкостей, по которым устанавливаются их функциональные свойства.

Предлагаемые автором методики основаны на измерении диэлектрических характеристик нефтей, реагентов и их растворов в нефти в зависимости от частоты при соответствующих значениях температуры и давления. В связи с этим была разработана измерительная установка с использованием стандартного куметра Е4-11, позволяющая измерять диэлектрические характеристики жидких и высоковязких полярных веществ в диапазоне частот М=(30-300) Мгц, температур до 100 °С и давлений до 200 атм (рис.1).

Компактность (габариты 490x180x355 мм), небольшая масса (14,5 кг), возможность сборки измерительной установки и доступность методов измерения среднетехническому персоналу позволяют использовать аппаратуру для проведения экспресс-анализов в условиях ЦНИПРа. Эти значения температуры и давления позволяют моделировать баротермические и физико-геологические условия месторождений Западной Сибири и, в частности, Ноябрьского нефтегазового региона.

Физической основой разрабатываемых методик является "резонансный" характер зависимости тангенса угла диэлектрических потерь от частот в области частот ориентационной поляризации

измеряемых полярных веществ и наличие "резонансной" частоты Тр, соответствующей максимальному значению 1§5(ГР)= tg5m(f) при заданных значениях температуры и давления. Сущность предложенного автором

Рис.1 Принципиальная гидравлическая схема моделирования различных термобарических условий скважин. 1 - куметр, 2 - измерительный конденсатор, 3 - измерительный пресс (ИП-2), 4 - баллон с газом, 5 - термостат, 6,7 - манометры, 9 - терморубашка

метода определения ширины "резонансной" кривой tgS(f) заключается в нахождении значений ^ и ^ из условия 1д8(Г]/2)=0.7(§5т(^ (рис.2) по аналогии с классическим определением ширины резонансной кривой колебательного контура.

Предложенная методика позволяет экспериментально определить "резонансную" частоту (~т ив соответствии с уравнением Аррениуса

приблизительному совпадению энергий активации для нефти и реагентов определить их потенциальную эффективность.

В третьей главе диссертации обосновываются возможности практического применения высокочастотной диэлькометрии для создания и использования конкретных методик для контроля свойств и оценки эффективности действия различных химреагентов и их растворов применительно к месторождениям Ноябрьского нефтяного региона. В частности, предложены и проанализированы особенности и условия применения следующих методик:

- ВЧ-диэлькометрическая методика подбора потенциально эффективных реагентов для борьбы с АСПО. Сущность данной методики заключается в измерении частотной зависимости tgS(f) в зависимости от частоты для данной нефти, реагента (или раствора реагента в нефти) при температуре начала кристаллизации парафина данной нефти. По полученным экспериментальным кривым определяются значения "резонансных" частот, соответствующие максимальным значениям tg5m для нефти fm, и для реагента fmp. Приблизительное совпадение f™ «fmp является признаком потенциальной эффективности данного реагента для этой нефти. На рис.3 изображены зависимости tg5(f) для нефти Вынгапуровского месторождения и для ингибитора АСПО СНПХ-7214 при температуре 273 К и р=0.41 МПа. Многочисленные промысловые применения ингибитора СНПХ-7214 на этом месторождении подтвердили эти выводы.

В том же случае, когда значения fmi и fmp не совпадают, тогда определяются ширины "резонансных" кривых для нефти Af„ =f2H -f|H и для реагента Afp =f2P -fip. Если же Af„ и Afp частично перекрываются, то можно ожидать удовлетворительных результатов применения данного реагента. На рис.4 приведены зависимости tg5(f) для ингибитора АСПО ИПС-2 Тапинского и Северо-Варвьеганской нефтей. Из этого рисунка видно, что fmp« 103 МГц для Талинской нефти ^«110 МГц, а для Северо-Варьеганской нефти fm„~130 МГц. В этом случае f™, и fmp не совпадают. Однако, ширины резонансных кривых для ингибитора ИПС-2 и Талинской нефти частично перекрываются - это заштрихованный участок на рис.4. А для Северо-Варьеганской нефти и для ИПС-2 нет такого перекрытия

оценить энергию активации AU. По

и

tgs

Рис.2 Ширина области эффективных значений частот f электромагнитного поля при Т = const,tg8(fl,f2) = 0.7 * tg5m

tg5 105

'Л\

м к 1

* 1 \ 2

1 А V

60 80 100 120 140 160 180

f.Mru

Рис.3 Зависимость tgS (f) для нефти Вынгапуровского месторождения и ингибитора СНПХ-7214 от частоты электромагнитного поля при температуре Т=273 К; Р=0.41 МПа.

1-нефть, 2-реагент СНПХ-7214, fmH=135 МГц, fmp=135 МГц

^ 1 у /_

\/

1. 2 ------------- .

¡1 /1 /1 11 / 1 1 1 1 \ Т\----- 3

1 1 / 1 / 1 , Т 1 / 1 1 1 1

// 1 V -

Гт 1 1. 1 г"' \

1 1 1 1 1 1 1 1 1

80 100 120 Гф ^н Г2Р ^и

140

160 Г,МГц

Рис. 4 Частотная зависимость (§5(1) Талинского и Северо-Варьеганского нефтей и ингибитора АСПО ИПС - 2. 1 - ингибитор АСПО ИПС - 2. 2 - Талинская нефть; 3 - Северо - Варьеганская нефть .

кривых Анализ промысловых данных применения ингибитора ИПС-2 подтверждает данные результаты.

В практике нефтедобычи в ряде случаев осуществляют одновременную закачку в скважину и в ПЗП химических реагентов различного функционального назначения.

Так, например, для борьбы с парафино-, соле- и эмульсообразованием в скважинах осуществляют совместную закачку в призабойную зону пласта ингибиторов парафина и солеотложения с целью предупреждения этих процессов, в связи с чем встает проблема контроля за содержанием в добываемой нефти ингибиторов парафина, а в попутно-добываемой воде - ингибиторов солеотложения с целью определения момента окончания выноса ингибиторов из пласта. Однако, в настоящее время нет количественного метода определения в нефти маслорастворимых реагентов в концентрациях 0.005-0.1 %.

Для определения малых концентраций реагентов в нефти был использован факт зависимости тангенса угла диэлектрических потерь 1§8 для нефтей от их показателя (а+с/п, где а, с, п - доли асфальтенов, смол, парафинов в нефти) в области частот ориёнтационной поляризации молекул. С этой целью предлагается во время измерений диэлектрических параметров искусственно расслоить нефть таким образом, чтобы процесс расслоения регулировался величиной концентрации реагента. При этом можно ожидать изменений диэлектрических параметров в зависимости от величины концентрации реагента, так как известно, что эти параметры скачкообразно изменяются при расслоении растворов или при изменении агрегатного состояния жидкости.

Исходя из того, что при температуре, равной ТНКП, нефть уже является термодинамически неравновесным раствором, ее расслоение с преимущественным выделением полярных компонент можно осуществить путем добавления непосредственно перед началом измерений е' и {§6 в нефть (нефтяной раствор реагента) в небольших количествах осадителя асфальтенов. После этого во время измерений раствор в течение короткого времени расслаивается на две фазы: высокополярный растворитель+нефть.

Проведенные экспериментальные исследования нефтей и нефтяных растворов реагентов подтвердили вышеизложенный механизм регулирования реагентом расслоения нефти и зависимость интенсивности расслоения от величины показателя а+с/п для нефти. Для осуществления регулируемого ингибитором процесса расслоения нефти была подобрана опытным путем дестабилизирующая нефть добавка (ДД-1), состоящая из керосина и диметипформамида (ДМФА) в соотношении 1:1, вводимая в нефть или раствор реагента з нефти перед измерением в количестве 5 %.

Исследования по разработке методики определения содержания реагента в нефти проведены с ингибитором парафиноотложений СНПХ-7212-4Г и нефтью Сугорминского месторождения "Ноябрьскнефтегаз",

Методика основана на измерении и сопоставлении зависимостей tg5(f) для нефти и реагента в нефти в определенных термодинамических условиях в области частот ориентационной поляризации их полярных составляющих.

Измерения диэлектрических характеристик нефти, реагента и растворов реагента в нефти проводились на приборе Е4-11 (куметр) с использованием разработанного и изготовленного автором измерительного конденсатора. Сняты частотные зависимости tg8(f) обезвоженной нефти скв.53 Сугорминского месторождения и чистого ингибитора СНПХ-7212-4Г и растворов СНПХ-7212-4Г в нефти в интервале С%=(0.005-0.1) через промежутки 0.005 %.

Результаты замеров значений tg8(f) показывают, что совокупность максимальных величин tg8m составляет концентрационную зависимость tg5m= tg5m(C), где С - концентрация реагента в нефти. На рис.5 представлена концентрационная зависимость tg8m(C) реагента СНПХ-7212-4Г в нефти скв.53 Сугорминского месторождения. Кривая является калибровочной, ее можно построить для любого реагента, для любых термодинамических условий. Имея подобную зависимость, можно по замеренному значению tgS определить содержание известного реагента в добываемой или изучаемой нефти.

Универсальный характер кривой предполагает универсальность разработанной методики для любых нефте- и маслорастворимых реагентов при - различных термобарических условиях для решения широкого диапазона задач. Методика позволяет ее применение при работах по интенсификации работы системы "призабойная зона - скважина входного контроля качества реагентов.

Анализ результатов замеров значений tg5(f) рассмотренной нефти, реагента или раствора реагента в нефти показал совпадение частоты при максимальных значениях tg5ro (tgfm» 100МГц). Последнее характеризует хорошую эффективность ингибитора СНПХ-7212-4Г при применении против отложений парафина на Сугорминском месторождении.

Для качественного и количественного определения содержания в концентрациях 0.05-0.1 % маслорастворимого реагента в добываемой нефти (после его закачки в призабойную зону пласта скважины совместно с водорастворимым ингибитором солеотложения) с использованием полученных закономерностей изменений диэлектрических свойств нефтей и реагентов в области частот ориентационной поляризации молекул нужно провести измерения е' и tgS продукции скважины после закачки в нее

соответствующего реагента. Полученные значения сопоставляются с калибровочными tg5In(C) и е'с(С). Разработанная методика прошла опытно-промышленные испытания. Ход частотных зависимостей тангенса угла диэлектрических потерь для растворов реагента в нефти, исследованных реагентов использованы для построения градуировочных кривых.

Разработанная методика качественного и количественного определения содержания маслорастворимых реагентов в добываемой нефти после закачек в призабойную зону пласта скважин ингибиторов парафина и солеотложения пригодна для применения на месторождениях, где добывается нефть с показателем (а+с)/п >9. Сферу применения методики можно расширить, если нефть с низким показателем (а+с)/п перед исследованиями их диэлектрических характеристик с целью определения в них содержания реагентов в концентрациях 0.005-0.1 % смешивать, например, в соотношении 1:1 с нефтями с высоким показателем (а+с)/п.

С помощью разработанной методики можно определить содержание в нефтях малых количеств любых маслорастворимых реагентов, а также определить время окончания выноса реагента и начала повторной обработки призабойной зоны.

Для достижения требуемого комплекса ценных свойств в ряде случаев возникает необходимость совместного использования различных реагентов. Иногда реагент представляет собой сложный компаунд. В таких случаях возникает проблема определения совместимости различных реагентов. В термодинамическом смысле под совместимостью двух реагентов понимается образование истинного раствора одного реагента в другом. Это возможно, если энергии межмолекулярного взаимодействия этих реагентов сравнимы. Положение максимума тангенса угла диэлектрических потерь на оси частот Г определяется энергией

межмолекулярного взаимодействия. Поэтому в основу методики определения совместимости реагентов взято положение о молекулярном совмещении реагентов, когда добавление в раствор первого реагента второго реагента не приводит к образованию двух максимумов реагентов и их растворов в диапазоне частот 10-290 МГц при соответствующих значениях температуры и давления. Если для системы реагент-реагент обнаруживается наличие двух значений Гт и (максимумы отвечают 1£8т индивидуальных реагентов), то это означает, что оба реагента в смеси ведут себя независимо друг от друга. Наличие одного максимума и, соответственно, одного значения и, если величина tg§re(fm) непрерывно изменяется с изменением концентрации, то это признак совместимости реагентов.

tgS 10*

80 60 40 20 0

80 100 120 140 160

f ,МГц

Рис.6 Зависимость tg5(f) для смеси реагентов 50% дипроксамин + 50% диметилдиоксан.

Т=293°К.

tgS Ю1

60 40 20

0

80 100 120 140 160

f, МГц

Рис.7 Зависимость tg5(f) для смеси реагентов от частоты поля, 7=293" К. 20% дипроксамин + 80% диметилдиоксан.

Для борьбы с осложнениями при добыче и подготовке нефти внедряются в широких масштабах реагенты, состоящие из смесей поверхностно-активных веществ - ПАВ (анионоактивных, катионоактивных, неиногенных) как низкомолекулярного, так и полимерного или олигомерного происхождения, селективных растворителей, придающих компаундам комплекс необходимых для промыслового использования технологических свойств и способствующих эффективному воздействию реагентов на тот или иной процесс.

Ингибиторы солеотложения представляют органические фосфаты, выступающие в роли кристалл (»образующего фактора.

Исследованы частотно-температурные зависимости диэлектрических характеристик и на этой основе определены совместимости ингибиторов коррозии и ингибиторов солеотложения, а также ингибиторов коррозии с деэмульгаторами и ряда других реагентов.

Разработанная методика определения совместимости реагентов также может быть использована как технологический способ подбора значений концентраций составляющих сложного технологического компаунда, состоящего, например, из двух реагентов. Можно найти интервал соотношений, в которых должны быть взяты исходные составляющие для того, чтобы получилась совместимая технологическая смесь. На ркс.6 и 7 пригедепы зависимости Д*155 смеси, состоящей из дипроксамина и диметилдиоксана при нормальном атмосферном давлении и температуре Т=293°К. Как видно из рис.6, при соотношениях 50 % дипроксамина и 50 % диметилдиоксана для смеси наблюдается два максимума на кривой 1§5(£), со значениями ^,1=127 МГц и Гщ2= 140 МГц. А при соотношении 20 % днпроксамин и 80 % диметилдиоксан эти максимумы сливаются и получается кривая с одним максимумом при Гт=132 МГц (рис.7). При дальнейшей разработке физико-химических основ рассматриваемого метода и анализе экспериментальных данных и результатов промысловых исследований это положение может получить весьма широкое распространение.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

На основе анализа теоретических представлений и экспериментальных, в том числе и промысловых данных, проведено научно-методическое обоснование возможности разработки и практического использования электрофизических методов контроля применения химреагентов и технологических жидкостей. Выполнены практические работы по реализации этих методов применительно к условиям месторождений Ноябрьского нефтегазового региона. В

соответствии с этим общим положением можно сделать следующие конкретные выводы по диссертационной работе на основании результатов работы:

1. Показана связь между резонансной частотой поглощения электромагнитной энергии и энергетическими характеристиками взаимодействия полярных молекул, что положено в основу определения эффективных технологических характеристик химреагентов.

2. Разработана конструкция, изготовлен и используется в измерениях измерительный конденсатор, который позволяет проводить измерения диэлектрических характеристик нефтей, химреагентов и их растворов в нефтях, технологических компаундов и жидкостей, пластовых вод в диапазоне частот (30-300) МГц при баротермических условиях Ноябрьского нефтяного региона.

3. Впервые определены зависимости диэлектрических характеристик от частоты и баротермических условий для нефтей, отечественных и импортных реагентов, их растворов в нефти, компаундов и др. применительно к Ноябрьскому нефтегазовому региону.

4. Предложен метод определения эффективных рабочих интервалов температуры и частоты как ширины "резонансной" кривой по экспериментальным зависимостям при Т=сопб1 и 1§8(Т) при £=соп$1 для нефтей, реагентов других технологических жидкостей. Метод эффективных рабочих частот положен в основу ряда конкретных высокочастотных диэлькометрических методик.

5. На основе теоретического анализа и обобщения, выполненных лабораторных и промысловых опытов предложены и подтверждены практическим применением для условий Ноябрьского нефтегазового региона следующие высокочастотные диэлькометрические методики:

- ВЧ- диэлькометрическая методика подбора потенциально эффективных реагентов для борьбы с АСПО;

- ВЧ- диэлькометрическая методика определения содержания реагента в нефти;

- ВЧ- диэлькометрическая методика оценки совместимости реагентов и реагентов с некоторыми жидкостями;

- ВЧ- диэлькометрическая методика входного контроля реагентов.

6. Показана высокая эффективность разработанных методик при определении перспективности химреагентов, внедряемых на месторождениях ОАО «Ноябрьскнефтегаз», контроля совместимости реагентов при использовании комплексных технологий, определении остаточных количеств реагентов с целью оценки периодичности обработок скважин.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Саяхов Ф.Л., Гафиуллин М.Г., Сафин С.Г. Подбор эффективных реагентов и определение их совместимости методом. высокочастотной диэлькометрии. - Основные направления научно-технических работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. Сб.науч.трудов СибНИИНП. Тюмень, 1993. С. 169-175.

2. Саяхов ФЛ., Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г., Васюков М.И., Черкасов А.Б. Высокочастотная диэлькометрическая методика подбора и оценки эффективности реагентов для борьбы с АСПО. - М.: ВНИИОЭНГ, НТЖ Нефтепромысловое дело, вып.4,1993. С.32-38.

3. Саяхов Ф.Л., Гафиуллин М.Г., Сафин С.Г. Высокочастотный диэлькометрический метод определения выноса реагентов. - М.: ВНИИОЭНГ, НТЖ Нефтепромысловое дело. 1994, №2. С.18-21.

4. Кошелев Б.Г., Саяхов Ф.Л., Гафиуллин М.Г., Сафин С.Г. Методика определения содержания реагента в нефти. - М.: ВНИИОЭНГ, НТЖ Нефтепромысловое дело. 1994, №6. С.12-13.

5. Гафиуллин М.Г., Саяхов Ф.Л. Молекулярно-физические основы ВЧ-диэлькометрических методик контроля свойств технологических жидкостей дня обработки призабойной зоны пласта.- Прикладная физика и геофизика. Межвуз.сб.науч.раб. Уфа, 1995. С.20-34.

6. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г. Электрофизические методы контроля и управления свойствами технологических жидкостей в нефтедобыче. - М.: ВНИИОЭНГ, 1995, 64 с.

7. Гафиуллин М.Г., Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г. Электрофизические методы исследований в добыче нефти. - НТЖ, ВНИИОЭНГ. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 1995, №12. С.2-4.

8. Макеев Г.А., Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г. Эффективность геолого-технических мероприятий на Сугорминском нефтяном месторождении. -М.: ВНИИОЭНГ, Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. 1995, №5. С.32-34.

9. Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г. Использование широкой фракции углеводородов при интенсификации процессов нефтедобычи - форма утилизации ценного углеводородного сырья. - М.: ВНИИОЭНГ, Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1995, №8. С. 13-15.

10. Мухаметзянов Р.Н., Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г. и др. Применение осадкообразующей композиции и ПАВ для увеличения

нефтеотдачи высокотемпературных пластов. - Нефтяное хозяйство. 1994. №7. С.21-22.

11. Сафим С.Г., Гафиуллин М.Г., Макеев Г.А. Особенности разработки Крайнего месторождения. - НТЖ. Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - М.: ВНИИОЭНГ, 1997. №2, с.39-41.

12. Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г., Саяхов Ф.Л. и др. Некоторые результаты применения технологий выравнивания профилей вытеснения на месторождениях АО Ноябрьскнефтегаз. - НТЖ. Нефтепромысловое дело - М.:ОАО ВНИИОЭНГ,1996. №12. С. 14-16.

13. Овсюков A.B., Гафиуллин М.Г., Максимова Т.Н. и др. Возможность применения гелеобразующих композиций на основе цеолитсодержащего компонента. - НТЖ. Нефтепромысловое дело -М.:ОАО "ВНИИОЭНГ",1997. №1, С. 28-31.

14. Овсюков A.B., Максимова Т.Н., Блинов С.А., Гафиуллин М.Г. и др. Исследование водокзолирующих свойств гелеобразующих композиций на основе цеолитосодержащего компонента. - НТЖ. Нефтепромысловое дело. 1997, №2. С.5-7.

15. Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г. Вопросы коррозии скважинного оборудования при работах по интенсификации нефтедобычи. - НТЖ. Защита от коррозии и охрана окружающей среды. - М.: ОАО ВНИИОЭНТ, 1995. №11-12. С.2-4.

16. Саяхов Ф.Л., Сафин С.Г., Гафиуллин М.Г., Белоногов В.В. Разработка и внедрение электрофизических методов исследований в нефтегазодобыче. - Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России. Сб.тезисов. - М.: ГАНГ, 1997. С.85-86.