Введення
Запасивуглеводневої сировини не безмежні, і потрібно не тільки дбайливе їхвикористання, але більш повне, без втрат, їх вилучення з надр.
Значначастина розвіданих і розроблюваних нафтових родовищ відноситься дородовищам з важко запасів. Це обумовлено низькоюпроникністю колекторів та їх високою неоднорідністю. Розробкародовищ з такими колекторськими властивостями здійснюється низькими темпамиі, як показує досвід, кінцева нефтеотдача в таких випадках не перевищує 30%від початкових балансових запасів [1]. Основна частина нафтових родовищкраїни, в даний час, вступила в завершальну стадію розробки,характеризується високою обводненість видобутої продукції і падінням темпіввидобутку. Розробка нафтових родовищ ведеться шляхом підтримання пластовоготиску закачиваемой в пласт води, що призводить до закономірного обводненнюпродукції видобувних свердловин, різкого зниження дебіту по нафті і, як наслідок,зупинці таких свердловин. Протікання такого процесу пов'язано, в першу чергу,з неоднорідністю колектора по проникності, пористості, початковоїводонасиченому, наявністю тріщин, як техногенного, так і природногопоходження. При цьому необхідно відзначити, що залишкові запаси нафтизосереджені саме в нізкопроніцаемие частини колектора, як правило,стають недоступні при використанні традиційних методів видобутку [2].
Для вирішенняцих проблем у нафтовидобувній галузі все більше застосування знаходять розчиниполімерів, що характеризуються високою в'язкістю, тиксотропна,псевдопластічностью. Потреба в полімерах заснована на їхній здатностівпливати на реологічні властивості водних систем і утворювати гелірізної щільності [3,4].
1. Будова полісахаридів
Основними структурними одиницями екзополісахаридів (ЕПС) єодин або декілька моносахаридів, Палаючого поліфункціональними сполуками,характеризующимися наявністю не менше двох гідроксильних і карбонільної,альдегідної або кетонної груп.
Полісахариди, що складаються з одного і того ж типу моносахаридів, називаютьсягомополісахаріди наприклад, декстран, курдлан, пуллулан, склероглюкан.Більшість відомих мікробних ЕПС є гетерополісахарідов, тобто в їхскладу входять різні моносахариди. До їх числа відносяться ксантан, альгінат,емульсан та інші.
Полісахариди можуть бути нейтральними, кислими і основними.
Нейтральні ЕПС не містять кислих і основних груп, складаються лишез нейтральних моносахаридів (наприклад, склероглюкан)
До складу кислих ЕПС поряд з нейтральними компонентами входятьуроновие кислоти, залишки піровиноградної та інших оксикислот.
ЕПС, що мають у своєму складі незаміщені аміногрупи , проявляютьосновні властивості.
Унікальніфізико-хімічні властивості мікробних ЕПС визначається головним чиномструктурою біополімерів, тобто широкий спектр фізико-хімічних властивостейполісахаридів обумовлений різноманіттям і існуванням вищих рівнівструктурної організації полісахаридів в розчинах [5].
2. Вимоги до полімерів, використовуваних у нафтовій промисловості
В результатібагаторічних досліджень і промислових випробувань водорозчинних полімерів убурінні і інтенсифікації нафтовидобутку сформульовані вимоги [6,8], якимповинні задовольняти водорозчинні полімери, що застосовуються в цих процесах:
В·полімерповинен швидко і повністю розчинятися у воді (0,5 кг полімеру в 1 м 3 води протягом 1 год в умовах мінімальної механічноїдеструкції);
В·ступіньгідролізу полімеру не повинна перевищувати 20 - 30%;
В·фізико-хімічнівластивості полімеру не повинні сильно змінюватися в часі і при впливітемператури;
В·реагентповинен бути стійкий до висолювання в пластових водах;
В·реагентповинен ефективно загущающих воду при невеликих концентраціях;
В·розчинполімеру повинен фільтруватися через пористе середовище без загасання, тобто неповинен забивати поверхню фільтрації;
В·реагентповинен являти собою лінійний полімер з мінімальним числом поперечнихзв'язків;
В·полімерповинен випускатися у вигляді дрібнодисперсного порошку з концентрацією основноїречовини 90 - 100%;
В·реагентповинен володіти фактором опору, але разом з тим адсорбція полімеру зрозчину в пористому середовищі повинна бути мінімальною, щоб забезпечити просуванняоблямівки реагенту на значну відстань по пласту;
В·реагентне повинен викликати корозію устаткування;
В·реагентне повинен бути токсичним.
В'язкістьтампонажного розчину не повинна бути вище 200 Спа, так як при прокачуваннібільш в'язких рідин створюються невиправдано високі тиску на пласти.В'язкість не повинна бути занадто низькою, так як в противному випадку розчинбуде легко фільтруватися в пористі породи. Особливо небезпечно це при тампонуваннянафтоносних пластів, так як відфільтрувати в пласт тампонажний розчинможе закупорити його і перешкодити притоку нафти в свердловину [6,8,9].
В'язкістьбурових розчинів є одним з наболее важливих його характеристик. Їїзначення має забезпечити бурового розчину здатність виносити шлам наповерхню і підтримувати його в підвішеному стані.
Крім виносушламу на денну поверхню в процесі буріння буровий розчин також повиненутворювати на стінках свердловини кірку з низькою проникністю з метоюзміцнення породи і попередження поглинання розчину. Це якістьпромивальної рідини визначається його фільтраційними властивостями.
Структурно-механічнівластивості полімерних тампонажних розчинів можна регулювати в широких межах,використовуючи Високополімерні добавки і наповнювачі, що утворюють коагуляційногоструктуру.
Щільністьзастосовуваного розчину полімеру повинна бути такою, щоб стовп рідини всвердловині не створював небезпечних перевантажень на пласт, з іншого боку, вона не повиннабути занадто низькою, щоб тиск флюїдів в пласті не перевершувалогідростатичного тиску стовпа рідини в свердловині [9].
Важливимтехнологічним властивістю тампонажного розчину є фільтратоотдача, дозниження якої варто прагнути [7,10].
Біополімеризастосовуються в процесах нафтовидобутку в менших масштабах, хоча вони володіютьпоряд незаперечних переваг перед синтетичними полімерами. Це пояснюєтьсявідносною дорожнечею реагентів [11].
3. Застосування біополімерів в нафтовій промисловості
Біополімери застосовуються в нафтовій галузі як реагенти длявирівнювання фронту заводнения, в якості бурових розчинів, промивних ітампонажних рідин.
Карта цінність полісахаридів полягає в можливостізмінювати реологічні властивості їх водних розчинів, або через освітугелю, або через зміни їх характеристик плинності Поведінка полісахаридів врозчині може бути ньютонівських, псевдоптастічним або пластичним; багатополісахариди проявляють тиксотропії, тобто розчини характеризуються високоюв'язкістю при низьких навантаженнях (швидкостях зсуву) і зниженою в'язкістю, колиприкладається підвищена навантаження.
До переваг біополімерів в порівнянні з іншими реагентами,наприклад з кремнійорганічними сполуками, можна віднести їх безпеку,як для людини, так і для навколишнього середовища.
Перевагою виробництва полісахаридів мікробним способомє [5]
1.Гарантірованност'виробництва і якості, що не залежать від зовнішніх факторів, що впливають наврожайність і властивості рослинних полісахаридів;
2.Виробництвополімеру може бути проконтрольовано в межах точних обмежень і масштабвиробництва може бути пристосований до ринку;
3.Розташуваннявиробництва може бути влаштовано з використанням зручних або дешевих субстратів.
Однак, є і ряд обмежень по розміщенню виробництва [5]
1.Високавартість установки і пуску ферментаційного обладнання;
2.Великіпотреби в розчиннику;
3.Потребав значній кількості енергії;
4.Потребав кваліфікованих кадрах та забезпеченні культури виробництва.
4. Основні представники біополімерів
ксантан
к...
