ВЛИЯНИЕ СОСТОЯНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА НА ПРОЦЕСС АДСОРБЦИИ ВЕЩЕСТВА

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрено изменение концентрации вещества на сорбенте по радиусу при различных значениях скин- фактора, а также изучения влияние скорости фильтрации на величину адсорбции твердыми фазами

ABSTRACT

This article considers the change in the concentration of the substance on the sorbent along the radius at different values of the skin factor, as well as studying the effect of the filtration rate on the amount of adsorption by solid phases

Ключевые слова: нефть, ПАВ, адсорбция, сорбент.

Keywords: oil, surfactant, adsorption, sorbent.

Для изучения влияния скорости фильтрации на величину адсорбции твердыми фазами рассмотрим стационарное уравнение диффузии массы при наличии зависимости  [1]:

                                                    (1)

Рассмотрим случай стационарного режима фильтрации раствора с расходом ,

тогда имеем:

,()                                                       (2)

Поставляем выражение  из (1) в уравнение (2) и интегрируем при граничных условиях

 при ,  при . Тогда имеем

,

где  ,

 На рисунке 1 а-в представлены графики изменения относительной концентрации  от радиуса пласта (отнесенного к радиусу скважины ) при различных значениях безразмерных параметров  и .

Из анализа кривых следует, что интенсивность снижения концентрации вещества от расстояния существенно зависит от параметра , прямо пропорционального расходу жидкости  и дисперсии и обратно пропорционального коэффициенту молекулярной диффузии  и радиусу скважины. Рост отношения расхода жидкости   к коэффициенту диффузии (параметр ) приводит к интенсивному падению концентрации по радиусу пласта.

а)

б)

в)

Рисунок 1. Зависимости относительной концентрации от расстояния (отнесенного к радиусу скважины) для (а), (б) ,  (в) при различных значениях : (1-черные), (2-синие),  (3-зеленые), (4-красные)

Массообмен между веществом и твердой фазой описывается уравнением кинетики или изотермой (в условиях равновесия) [2] .

В равновесных условиях, когда контакт между раствором и твердой фазой поддерживается достаточно длительное время, соотношение между концентрациями вещества в растворе  и на сорбенте  определяется изотермой сорбции или ионного обмена. Для физической адсорбции часто используют изотерму Ленгмюра:

где - обменная емкость сорбента при насыщении в условиях равновесия с раствором концентрации , - константа, характеризующая сорбирующую способность твердой фазы.

Результаты расчетов изменения отношения  от расстояния для различных значений параметров  и представлены на рисунке 2.

Значительное влияние на величину концентрации вещества на сорбенте оказывает параметр , этот особенно видно при больших значениях константа  (рисунок 2 г - красные линии).

При этом существенное меняется ход кривых. При больших значениях параметра  концентрации вещества по радиусу практически остается постоянной величиной (рисунок 2 г - красные линии). Иная картина наблюдается при малых значениях , где процесс адсорбции прекращается на незначительных расстояниях от поверхности скважины.

Если вдавливание жидкости в пласт реализуется под действием постоянного давления (репрессии), то расход жидкости определяем по формуле     (

Тогда параметры  и  определяются по формулам:

,

а)

б)

в)

Рисунок 2. Изменения отношения  от расстояния для  (а), (б),  (в) и различных значений параметров  : (1-черные), (2-синие),  (3-зеленые), (4-красные)

На рисунке 3 и 4 показаны изменения приведенной концентрации  и  по радиусу при различных значениях показателя скин- фактора , где в расчетах принято , ,

Рисунок 3. Изменение концентрации вещества в растворе  по радиусу при различных значениях скин- фактора :  (черные), (синие), (зеленые), (красные)

Рисунок 4. Изменение концентрации вещества на сорбенте  по радиусу при различных значениях скин- фактора : (черные), (синие), (зеленые), (красные)

Видно, что с ростом показателя скин- фактора в околоскважинной зоне темп падения концентрации вещества в растворе и на сорбента по радису уменьшается. При больших значениях показателя скин-фактора по всей зоне сорбирующая способность вещества твердой фазой практически остается постоянной (рисунок 4 - красные линии).  

Таким образом, ухудшение состояния призабойной зоны пласта, что связано с снижением гидродинамического притока жидкости может привести к усилению процесса адсорбции вещества твердой фазой и снижению темпа падения концентрации вещества в растворе по радиусу этой зоны.

Список литературы:

1. Г.А.Бабалян, И.И. Кравченко.  Адсорбции ПАВ в процессах добычи нефти. М.Недра, 1971.159с.
2. Досказиева Г.Ш., Имангалиева Г.Е., Тулегенова О.Ш. Математическое моделирование процессов изменения фильтрационных-емкостных свойств (ФЕС) околоскважинной зоны пласта - Атырау/: - Атырауский Университет Нефти и Газа имени Сафи Утебаева, 2019.- 103 с.