Алматы 2017 январь



Pdf көрінісі
бет36/92
Дата03.03.2017
өлшемі28,19 Mb.
#7549
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   92

 

ЛИТЕРАТУРЫ 

[1] Организация перевозок и управление движением. Учебник. — Алматы. КазАТК, 2008г. 

[2] Обеспечение  безопасности  дорожного  движения  на  магистральных  улицах  крупных  городов. 

Монография. Алматы, 2013, 236 с. 

[3] Организация  движения  городского  электрического  транспорта.  Учебник  для  колледжей.  Алматы, 

2015г. 

Камзина А.Д., Жанибеков А. 



Алматы қаласының көлік жүйесін дамыту мәселелері мен келешегі 

Түйіндеме. Одан әрі дамыту перспективаларын бағалай отырып, сол немесе өзге де бағыттары қалалық 

жолаушылар көлігінің болуы  қажет екенін  де  естен шығармау  керек, ең алдымен, олардың  сапасының белгілі 

бір  деңгейде  көлік  кәсіпорындары  өз  шығындарын  төмендету  қажет  ететін  көлік  қызметтерін  тұтынушылар 

мүдделерінің  арасында  балансының  және  мүдделі  кіреді.  Қала  көлігінің  жүйесін  басқару  сапасын  арттыруға 

бағытталуы тиіс теріс факторлардың әсерін төмендету тиімді ұйым жүйенің жұмыс істеуін арттыру кезінде кө-

лік қызметтерін ұсынатын кәсіпорын-тасушыларды мүдделерін ескеру. 



Негізгі сөздер: қалалық жолаушылар көлігі; жолаушылар ағынын; автомобилизация 

 

Kamzina A., Janibekov A. 



Problems and prospects in development of transport system of the city of almaty 

Summary.  Estimating  prospect  of  these  or  those  directions  of  further  development  of  urban  passenger 

transportation,  it  is  necessary  to  remember  that,  first  of  all,  finding  of  balance  between  consumer  interests  of  the 

transport services needing a certain level of their quality and the transport enterprises interested in decrease in own costs 

for transportations is necessary. The effective organization of management of system of an urban transportation shall be 

oriented  to  decrease  in  influence  of  negative  factors  of  functioning  of  system,  accounting  of  interests  of  the  entities 

carriers in case of increase in the quality level of the provided transport services. 



Key words: city passenger transport; passenger traffic; automobilization. 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 



 Технические науки 

 

218                                                                                            



№1 2017 Вестник КазНИТУ 

 

УДК 622.276.72 



Г.А. Баймаханов, Р. Шакирзянов, Ж. Курмангазы  

(Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И Сатпаева,  

Алматы, Республика Казахстан, Galymbek01@rambler.ru) 

 

ИССЛЕДОВАНИЯ  РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ  

ДЛЯ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ 

 

Аннотация. В статье  исследовано  применение разработок суспензионного состава РПНП (полиакрила-

мид+ПАВ) для повышения нефтеотдачи, позволяющего упростить ввод полимера в воду и ускорить его раство-

рение.  Также  изучены  физико-химические  процессы,  происходящие  при  контакте  высокоминерализованной 

пластовой воды с различными по составу полимерными растворами полиакриламида (ПАА) и карбоксиметил-

целлюлозы (КМЦ) и установлено повышение гидродинамического воздействия на пласт на основе водораство-

римых полимеров. 



Ключевые слова: полимер, нефть, пласт, полиакриламид, суспезия, вязкость. 

 

В  последние  годы  при  оценке  состояния  и  перспектив  развития  нефтяной  отрасли  отмечается 



истощение ранее введенных в эксплуатацию крупных месторождений и снижение  объема прироста 

запасов на месторождениях с осложненными геолого-физическими характеристиками. В связи с этим 

особое внимание отводится вопросу применения новых технологий нефтедобычи, позволяющих зна-

чительно  увеличить  нефтеотдачу  разрабатываемых  пластов,  на  которых  традиционными  методами 

извлечь остаточные запасы нефти уже невозможно.одним из реагентов, который широко использует-

ся  в  технологиях  повышения  нефтеотдачи  пластов,  является  синтетический  водорастворимый  поли-

мер полиакриламид (ПАА). Спектр технологий на основе ПАА включает закачку в пласт воды, загу-

щенной полимером, создание в пласте оторочек раствора полимера со сшивающим агентом, создание 

в  пласте  оторочек  осадкогелеобразующими  составами.одной    из    важнейших    характеристик  ПАА 

является  быстрая  и  качественная  растворимость  его  в  воде.  однако  ввод  ПАА  в  воду  в  сухом  виде 

значительно усложняет процесс гидратации и имеет ряд существенных недостатков, таких как техно-

логические трудности при дозировании и приготовлении растворов, что выливается в использование 

специальной техники и установок, невозможность введения полимера «в поток» при закачке в сква-

жину /1/. 

С целью устранения недостатков в научно-образовательном центре «Промысловая химия» при 

РГУ  нефти  и  газа  имени  и.М.  Губкина  был  разработан  состав,  представляющий  собой  суспензию 

ПАА  в  углеводородной  жидкости  -  керосине,  стабилизированную  поверхностно-активными  веще-

ствами  (ПАВ),  названный  РПНП.  Состав  представляет  собой  маловязкую,  легкоподвижную  суспен-

зию, имеющую  высокую  седиментационную  устойчивость  и  низкую  температуру  застывания.  С  це-

лью устранения недостатков был разработан состав, представляющий  собой  суспензию  ПАА в уг-

леводородной  жидкости  -  керосине,  стабилизированную  поверхностно-активными  веществами 

(ПАВ),  названный  РПНП.  Состав  представляет  собой  маловязкую,  легкоподвижную  суспензию, 

имеющую  высокую  седиментационную  устойчивость  и  низкую  температуру  застывания.  Техниче-

ские свойства состава РПНП представлены в таблице 1. Было  выявлено, что состав РПНП обладает 

меньшим по сравнению с сухим ПАА временем гидратации. В отличие от ПАА, который не распус-

кается в холодной воде, состав РПНП имеет конечное одинаковое значение вязкости, как в холодной 

воде (t=4 °c), так и в воде с комнатной температурой (t=25  °c)  после часа перемешивания. При про-

хождении через пористую среду раствор исходного ПАА теряет  более 60%  своей вязкости, что свя-

зано  с  большой  адсорбцией  полимера  на  породе  и  механического  разрушения  при  движении  через 

пористую среду. Водный раствор РПНП при той же концентрации полимера теряет 30–40% от своей 

вязкости,  что  говорит  о  том,  что  измельченный  полимер  в  меньшей  степени  адсорбируется  на  по-

верхность породы, и, таким образом, фронт полимерного заводнения может распространяться равно-

мерно, без потери вытесняющей способности, на большее расстояние. 

 

 



 

 

 



 



 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017                                          



219 

 

Таблица 1. Физико-химические свойства РПНП 



 

Наименование показателей 

Значения 

Плотность при 25°С, кг/м

3

 , 


900–950 

Эффективная вязкость при скорости сдвига 170 с

-1

 , при температуре 25 °С, мПа*с 



30–70 

Температура застывания, °С 

Минус 37 

 

Раствор  РПНП  обладает  достаточно  высокой  нефтевытесняющей  способностью,  увеличение 



коэффициента  нефтеизвлечения  составляет  более  4%.  А  в  результате  меньшей  адсорбции  полимера 

на поверхности породы можно создать фронт равномерный вытеснения от нагнетательной до  добы-

вающей скважины. Существует возможность перевода сухого ПАА в суспендированный вид с полу-

чением  стабильной,  обладающей  хорошими  низкотемпературными  характеристиками,  суспензии  - 

РПНП.  РПНП  позволит  значительно  упростить  технологию  приготовления  загущенной  ПАА  воды 

посредством  упрощения и облегчения процесса дозирования и растворения полимера, в том числе и 

минуя  процесс  его  растворения  в  предварительных  емкостях.  Предлагается  также  рассмотреть  воз-

можность технологии закачки раствора РПНП «в поток» в систему  ППД. С помощью фильтрацион-

ных исследований было установлено, что водные растворы суспензии ПАА обладают малой адсорб-

цией на породе, малой механической деструкцией  при фильтрации через пористую среду, что  обес-

печивает нужную глубину обработки в промысловых условиях. 

Структура  извлекаемых  запасов  нефти  в  настоящее  время  -более  60  %  относится  к  категории 

трудноизвлекаемых.  Запасы  нефти  таких  месторождений,  с  приемлемыми  технико-экономическими 

показателями, могут быть выработаны только при условии применения физико-химических методов 

воздействия на нефтяной пласт /2/. В этой  связи, особую актуальность приобретает выбор наиболее 

эффективной  технологической  схемы  воздействия  на  пласт, направленный  на  максимальное  сниже-

ние  остаточных  запасов  нефти.  В  мировой  и  отечественной  практике  широко  используется,  в  каче-

стве агентов поддержания пластового давления (ППД) и повышения коэффициента извлечения нефти 

(КИН),  закачка  оторочек  различных  химреактивов,  в  том  числе,  композиций  на  основе  водораство-

римых  полимеров.  Использование  водорастворимых  полимеров  позволяет  в  значительной  степени 

нивелировать проводимость фильтрационных путей для нефти и  воды, выровнять фронт вытеснения 

нефти водой, продлить безводный период эксплуатации скважин, что в результате способствует уве-

личению  нефтеизвлечения.  Широкое  распространение  полимерного  заводнения  обусловлено  несо-

мненными его достоинствами. Метод хорошо подходит для извлечения нефти с высокой вязкостью, в 

условиях  различных  стадий  разработки  месторождений  с  неравномерной  проницаемостью,  различ-

ных  по  свойствам  и  строению  коллекторов,  осуществляется  при  небольших  расходах  реагента,  не 

требует  применения  дорогостоящего  и  сложного  оборудования.  Недостатки  метода,  такие  как,  сни-

жение  стабильности  растворов  полимеров  при  высоких  температурах  (термодеструкция)  и    минера-

лизации пластовых флюидов, как правило, устранимы за счет тщательного подбора состава полимер-

ной композиции, а также проведения ее модификации /3/. 

Во  всех  проектах  опытно-промышленной  и  промысловой  эксплуатации  планируется,  либо  уже  ис-

пользуется метод гидродинамического воздействия (заводнение) с применением высокоминерализованных 

солевых растворов. Как известно, при заводнении КИН в лучших условиях составляет не более 55-65 % и 

при этом значительная часть нефти (до 70 % от остаточных запасов) остается в неохваченных заводнением 

участках пласта вследствие макронеоднородности и высокой подвижности воды относительно нефти. Все-

стороннее  изучение  проблемы  совместимости  пластовых  вод  и  закачиваемых  высокоминерализованных 

растворов с учетом индивидуального химического состава, ионной силы смешиваемых растворов, возмож-

ности  протекания  конкурирующих  реакций,  а  также  низких    температур  позволило  установить,  что  при 

совмещении  этих  растворов происходит  значительное  снижение  фильтрационных  характеристик пород – 

коллекторов  по причине их интенсивной сульфатизации и кальцинирования . Для исключения нежелатель-

ного кристаллообразования и ухудшения фазовой проницаемости по нефти, а также повышения эффектив-

ности метода гидродинамического воздействия в качестве агентов нефтевытеснения было предложено ис-

пользовать растворы полимеров. Широкое применение полимеров для повышения эффективности метода 

заводнения основано на способности их водных растворов, даже при низкой концентрации полимера, зна-

чительно снижать соотношение вязкостей нефти и воды, анизотропию самого пласта и изменять реологиче-

ские свойства и структуру фильтрационных потоков  пластовых флюидов. Для точности прогнозирования 

применения  любого  метода  увеличения  нефтеотдачи  необходимо  тщательно  изучить  выбранный  способ 


 



 Технические науки 

 

220                                                                                            



№1 2017 Вестник КазНИТУ 

 

вытеснения  в  лабораторных  условиях.  Так  как  на  практике  обычно  применяются  растворы  полимеров  с 



концентрациями от 0,4 до 10 г/л для исследования реологических свойств растворов ПАА и КМЦ в различ-

ных условиях были использованы растворы с концентрациями 0,5; 1; 2; 3; 4 и 5 г/л. Одним из важных пара-

метров  гидродинамического  воздействия  является  соотношение  вязкостей  нефти  и  агента  ППД.  Чем  оно 

меньше, тем эффективнее процесс перемещения нефти в пласте. В таблице 2 приведены значения соотно-

шения вязкостей нефти и исследуемых растворов полимеров, а также применяемого в настоящее время в 

системе  разработки  высокоминерализованного    раствора  ППД.  Видно,  что  наиболее  эффективными  для 

использования в качестве агентов нефтевытеснения с точки зрения обсуждаемого параметра являются рас-

творы полиакриламида с концентрациями 1,0 и 2,0 г/л и раствор карбоксиметил-целлюлозы с концентраци-

ей 5,0 г/л. Установлено, что температура оказывает значительное влияние на исследуемый параметр. Так, 

для растворов ПАА установленных эффективных концентраций с понижением температуры соотношения 

вязкостей  нефти  и  вытесняющего  раствора  уменьшаются,    а  в  случае  раствора  с  концентрацией  1  г/л 

уменьшаются в 2 раза (табл. 2). По сравнению с высокоминерализованным раствором ППД значения соот-

ношения вязкостей нефти и агента ППД для растворов ПАА и КМЦ при температурах соответствующих 

пластовым, в 3 и 1,5 раза ниже соответственно (табл. 2). 

 

Таблица 2. Соотношение динамической вязкости нефти Иреляхского месторождения и 



растворов ППД 

 

№ 



Раствор, концентрация 

η=η


н

в



 

10 


о

С 

20 



о

С 



Раствор для ППД, минерализация 284,92 г/л 

10,58 


9,02 

Раствор ПАА, 0,5 г/л 



15,38 

12,44 


Раствор ПАА, 1,0 г/л 

3,43 

7,03 


Раствор ПАА, 2,0 г/л 

0,37 

0,43 


Раствор КМЦ, 0,5 г/л 

31,79 

27,20 


Раствор КМЦ, 1,0 г/л 

30,23 

23,78 


Раствор КМЦ, 2,0 г/л 

21,29 

18,41 


Раствор КМЦ, 3,0 г/л 

15,62 

15,85 


Раствор КМЦ, 4,0 г/л 

11,17 

12,39 


10 

Раствор КМЦ, 5,0 г/л 

6,90 

5,910 


 

Для исключения возможности снижения емкостных свойств коллектора при использовании ме-

тода  полимерного  заводнения  необходимо  исследовать  особенности  взаимодействия    растворов  по-

лимеров и пластовой воды, так называемую их совместимость. Для  определения степени  совмести-

мости растворов полимеров с пластовой водой  в свободном объеме,  были приготовлены смеси пла-

стовой  воды  с  растворами  ПАА  (1,0  г/л)  и  КМЦ  (5,0  г/л)  в  следующих  соотношениях:  1:9,  2:8,  3:7, 

4:6, 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 9:1 соответственно и исследованы их реологические характеристики при темпе-

ратурах 10 и 20 

о

С (рис. 1 и 2). 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



Рис. 1. Зависимость динамической вязкости раствора КМЦ (5 г/л) от количества добавленной пластовой воды: 

1- при 10 

о

С, 2- при 20 



о

С 

 



 



 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017                                          



221 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

Рис. 2. Зависимость динамической вязкости раствора ПАА (1 г/л) от количества добавленной пластовой воды: 

1- при 10 

о

С, 2- при 20 



о

С 

 



Из  рис.  1  и  2  видно,  что  характер  изменения  динамической  вязкости  растворов  полимеров  от 

концентрации  не  зависит  от  температуры.  Снижение  вязкости  растворов  исследованных  полимеров 

при  добавлении  пластовой  воды,  прежде  всего,  объясняется  ее  высокой  минерализацией  (более  200 

г/л). Известно, что понижение вязкости растворов полимеров, наблюдающееся в присутствии некото-

рых  электролитов  и  связано  с  их  сорбцией  на  активных  полярных  группах полимера,  что  и  препят-

ствует  образованию  поперечных  связей,  отвечающих  за  вязкость  раствора.  Для  объяснения  химиче-

ской природы эффекта так называемого высаливания был проведен химический анализ полученных 

смесей  растворов  полимеров  с  пластовой  водой.  В  процессе  исследований  установлено  заметное 

снижение концентрации анионов (содержание хлорид- и гидрокарбонат-анионов уменьшается на 75 и 

94 % в случае с  ПАА, на 77 и 89 % - с КМЦ соответственно), что  связано с электростатической ад-

сорбцией анионов на положительных группах макромолекул полимеров (табл. 3). Таким образом, на 

основании  исследований  зависимости  вязкости  от  температуры  и  механизма  взаимодействия  поли-

меров  с  пластовой  водой  в  свободном  объеме  выбраны  рациональные  концентрации  полимеров    в 

растворах для применения в качестве агентов ППД, что составляет для раствора ПАА –1,0 и 2,0 г/л, а 

для КМЦ – 5,0 г/л. 

 

Таблица 3. Химический состав смесей растворов ПАА и КМЦ с пластовой водой 



 

Соотношение ПВ: поли-

мер 

рН 


Ca

2+

, моль/л 



Общая жесткость, моль/л 

HCO3


-

, моль/л 

Cl

-

, моль/л 



Пластовая вода 



4,99 

5,93 


0,00732 

6,89 


ПАА, 1 г/литр (рН=7) 

1:9 


0,37 


0,55 

0,00122 


0,238 

3:7 


4,5 

0,344 


3,57 

0,00073 


0,405 

5:5 


0,341 


2,71 

0,00146 


0,928 

7:3 


3,588 


3,44 

0,00098 


1,357 

9:1 


4,644 


4,39 

0,00049 


1,738 

КМЦ, 5 г/литр (рН=7) 

1:9 



0,302 



0,437 

0,00083 


0,19 

3:7 


4,5 

1,372 


1,376 

0,00098 


0,555 

5:5 


2,452 


2,222 

0,00065 


0,904 

7:3 


3,424 


3,303 

0,00049 


1,301 

9:1 


4,055 


4,043 

0,00083 


1,539 

 

При исследовании нефтевытесняющих свойств растворов ПАА и КМЦ в условиях, приближен-



ных к пластовым, были получены зависимости коэффициента проницаемости от объема раствора по-

лимера, проходящего через образец керна-коллектора.Установлено, что для растворов КМЦ с увели-

чением  концентрации  полимера  происходит  снижение  коэффициента  проницаемости,  возможно, 

обусловленное повышением сдвиговых напряжений полимера при его фильтрации. Так, при прокач-

ке растворов КМЦ с различной концентрацией через  образцы в количестве, соответствующем более  


 



 Технические науки 

 

222                                                                                            



№1 2017 Вестник КазНИТУ 

 

чем 4-м  объемам  его порового пространства, коэффициент проницаемости  при использовании  рас-



твора с концентрацией 3 г/л уменьшается в 10 раз, с концентрацией 5 г/л – 5,5 раз, а  7 г/л – в 4,4 раза.  

Снижение  фильтрационных  характеристик  образцов  керна-коллектора  происходит  в  результате  ча-

стичной адсорбции и механического улавливания полимера пористой средой. 

Применение  раствора  полиакриламида  в  качестве  агента  вытеснения  нефти  приводит  к  более 

резкому  снижению  фильтрационных  характеристик  керна-коллектора,  чем  раствора  карбоксиметил-

целлюлозы.  Так  при  прохождении  растворов  ПАА  4-х  объемов  порового  пространства  образца 

наблюдается снижение коэффициента проницаемости до нуля, причем это снижение наблюдается для 

всех исследованных концентраций полимера (рис. 3). 

Определение  коэффициента  извлечения  нефти  (КИН)  в  зависимости  от  типа    полимера  и  его 

концентрации  в растворе (рис.3) показало, что растворы на основе ПАА и применяемый на Ирелях-

ском  месторождении  РС(Я) высокоминерализованный  солевой  раствор  ППД  характеризуются  прак-

тически  одинаковыми  значениями  КИН  (растворы  ПАА  от  37  до  40%,  раствор  ППД  -40%).  Низкие 

нефтевытесняющие  свойства  этих  растворов  обусловлены  химической  несовместимостью  агентов 

нефтевытеснения с пластовыми флюидами в существующих термобарических  условиях, результатом 

которой в первом случае является  выпадение твердого осадка сульфата кальция,  а во втором - поли-

мерных  частиц  на  поверхности  пористой  среды,  что  и  приводит  к  значительному  снижению  филь-

трационных характеристик  породы- коллектора и КИН. Однако, из рисунка 3 видно, что для  вытес-

няющих растворов на основе КМЦ значение коэффициента извлечения нефти в 1,4-1,7 раза больше, 

чем для солевого раствора ППД. Самым высоким значением КИН (68 %) характеризуется вытесняю-

щий  раствор  КМЦ  с  концентрацией  полимера  5  г/л,  который    и  по  показателю  соотношения  вязко-

стей растворов полимера и нефти в 1,5 раза превосходит раствор ППД. Экспериментальными иссле-

дованиями показано, что вытесняющие растворы на основе КМЦ по сравнению с растворами на ос-

нове ПАА имеют большую стабильность свойств при нефтевытеснении. 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

Рис. 3. Зависимость коэффициента извлечения нефти от концентрации раствора КМЦ при 10 

о

С 



 

Следовательно,  применение  раствора  карбоксиметилцеллюлозы  с  концентрацией  5  /л  в  каче-

стве базового нефтевытесняющего агента может быть наиболее целесообразно с точки зрения повы-

шения технико-экономических показателей месторождений, характеризующихся высокой минерали-

зацией  пластовых  флюидов  и  низкими  пластовыми  температурами.  Таким  образом,  при  изучении 

возможности применения растворов полимеров в качестве агентов вытеснения нефти на месторожде-

ниях  с  аномально  низкими  пластовыми  температурами  необходимо  проведение  исследований  их 

реологических    характеристик,  нефтевытесняющей  способности    применительно  к  конкретному  ме-

сторождению с учетом реальных пластовых температур, химической совместимости агента вытесне-

ния нефти с пластовыми флюидами и свойств породы-коллектора.  

 

 

 



 



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   92




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет