МЕХАНИЗМ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОЧАСТИЦ SiO2

Для поддержания добычи и увеличения нефтеотдачи на месторождениях требуются все более совершенные методы. В последнее время для этих целей предлагают использовать нанотехнологии, в частности, наночастицы различных материалов. В настоящий момент существуют различные наночастицы, но одними из самых дешевых и легкодоступных из них являются наночастицы диоксида кремния. Суспензия на основе воды и наночастиц SiO2 при закачке в продуктивный пласт может быть весьма эффективной. Для использования такой технологии требуется полное понимание механизмов нефтеотдачи и в данной статье, на основе современных исследований, раскрыты основные механизмы увеличения нефтеотдачи при использовании наночастиц SiO2. Исследования показывают, что при применении наночастиц SiO2, основной эффект достигается путем изменения смачиваемости, уменьшения межфазного натяжения и закупоривания поровых каналов. Предполагается, что изменение смачиваемости связано с проникновением наночастиц между горной породой и каплей нефти, отделяя их между собой. Данный механизм сопровождается увеличением расклинивающего давления, при этом изменяя краевой угол смачивания. Также при этом возникает уменьшение капиллярного давления в порах, что облегчает извлечение нефти. Уменьшение межфазного натяжения возникает из-за адсорбции наночастиц на границе раздела 2-х фаз, при этом понижая свободную поверхностную энергию. Данный эффект достигается путем уменьшения площади интегрирования двух фаз, при этом капли нефти разделяются на более мелкие глобулы. Эмульгирование нефти в водной фазе позволяет глобулам легче мигрировать по поровым каналам. Под закупориванием поровых каналов понимается образование конгломератов из наночастиц, которые перекрывают устья пор. При закупоривании происходит перенаправление потока жидкости, при этом вытесняется остаточная нефть из незадействованных поровых каналов. Представляется, что данный механизм нефтеотдачи и является основной причиной увеличения нефтеотдачи.

In order to maintain the production and enhance the oil recovery more sophisticated methods are required. Recently, nanotechnology is proposed to solve this problem, in particular the nanoparticles of different materials. Currently, there are various nanoparticles, but one of the cheapest and readily available ones are silica nanoparticles. The water and SiO2 nanoparticles based suspension injection may be effective due to the various recovery mechanisms. The using of technology requires a thorough understanding of these mechanisms. This article, based on recent researches, provides a clarification of the basic mechanisms of enhanced oil recovery method using SiO2 nanoparticles. Investigations show that, the main effect during the application of SiO2 nanoparticles is achieved by changing the wettability, interfacial tension reduction and plugging of the pore channels. It is assumed that the wettability change is appeared due to the entering of nanoparticles between the rock and the oil drop and separating them with each other. This mechanism is accompanied by an increase in the disjoining pressure, thus changing the contact angle. Also, the reduction of capillary pressure in the pores occurs, which facilitates the extraction of oil. Reduction of the interfacial tension arises due to the adsorption of the nanoparticles on the interface, thus lowering the surface free energy. This effect is achieved by reducing the integration area of the two phases, and the oil droplets are segregated into smaller globules. Emulsification of the oil in the aqueous phase allows to globules migrate in the pore channels easier. Plugging the pore channels meant the formation of conglomerates of nanoparticles, which seal off the pore throats. By plugging, fluid flow redirection occurs, at this time residual oil is forced out of the unused pore channels. According to some researchers, the mechanism of recovery is the main reason for increasing oil recovery.