Новые представления о смачиваемости коллекторов нефти и газа, C. 80-85

UDK: 622.276.031

Ключевые слова: микроструктура, коллектор, углеводороды, смачиваемость, капиллярное давление, расклинивающее давление

Авт.: Н.Н. Михайлов, д.т.н. (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина), И.П. Гурбатова, к.т.н. (филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми), К.А. Моторова (МГУ имени М.В. Ломоносова), Л.С. Сечина (ИПНГ РАН)

Рассмотрен широкий круг физико-геологических факторов, определяющих смачиваемость коллекторов нефти и газа. Смачиваемость играет ключевую роль в любом процессе извлечения нефти и существенно влияет на коэффициенты извлечения нефти, относительные фазовые проницаемости, капиллярное давление, удельное электрическое сопротивление пласта и другие параметры. Пренебрежение эффектами смачивания обусловливает ошибочные распределения насыщенности при геологическом моделировании, а также некачественные прогнозы показателей разработки при гидродинамическом моделировании. Проанализированы существующие типы смачиваемости и области их существования: сильно гидрофильная, сильно гидрофобная поверхности, промежуточное, смешанное, пятнистое, избирательное смачивание. Рассмотрено явление гидрофобизации внутрипоровой поверхности за счет адсорбции поверхностно-активных (полярных) компонентов нефти на природно-гидрофильных минеральных поверхностях. На основе современных представлений о физике микропроцессов в пористых средах и этапах геологического формирования залежей обосновано существование нового типа гетерогенной смачиваемости – микроструктурной смачиваемости, характеризующейся приуроченностью гидрофильных и гидрофобных участков к отдельным порам и капиллярам. Гидрофобизация на уровне пор и каналов формирует микроструктурную смачиваемость, так как поры различного размера, формы и минерального состава по-разному гидрофобизированы и, следовательно, имеют различную смачиваемость. В процессе гидрофобизации уменьшается количество свободных пор, нефть (пленочная, менисковая, контактная) занимает поры разного размера, изменяется конфигурация порового пространства (в присутствии углеводородов конфигурация сглаживается). Эти явления обусловливают необходимости детального изучения физики гидрофобизации на микроуровне. Установлена взаимосвязь между размерами и формой пор и их смачиваемостью, характерная для всего диапазона изменения пор. Наряду с выявленными закономерностями адсорбции углеводородов в зависимости от формы, размера и распределения пор исследовано также влияние минералогического состава внутрипоровой поверхности на адсорбцию водной и нефтяной фазы. В результате этих исследований сделаны выводы, что состав породы также существенно влияет на адсорбционные процессы.