«Нефтепро-
мысловое дело»

Исследования влияния хлористого кальция на реологические свойства смеси соляно-кислотных растворов цвиттерионных и анионных поверхностно-активных веществ

УДК: 622.276.6
DOI: 10.33285/0207-2351-2022-4(640)-18-22

Авторы:

¹ Самарский государственный технический университет, Самара, Россия

Ключевые слова: реологические свойства, вязкоупругие поверхностно-активные вещества, электролиты, сульфосукцинаты этоксилированных жирных спиртов, кокамидопропилбетаин, соляно-кислотные растворы, хлористый кальций, мицеллообразование, кислотные композиции

Аннотация:

В настоящее время применение вязкоупругих поверхностно-активных веществ (ВУ ПАВ) в качестве химических отклонителей, используемых при кислотной обработке, становится все более распространенным. Одним из факторов, определяющих эффективность кислотных композиций на основе ВУ ПАВ, являются их реологические свойства, при этом важно достичь необходимых реологических характеристик при минимальной концентрации ПАВ. В связи с этим к растворам ВУ ПАВ часто добавляют вспомогательные химические вещества – модификаторы реологических свойств, среди которых наиболее доступными являются электролиты. В настоящей статье представлены результаты исследования влияния добавок хлористого кальция на изменение реологических свойств смеси кокамидопропилбетаина и сульфосукцината этоксилированных жирных спиртов в соляно-кислотных растворах. Данное сочетание ПАВ является перспективным для разработки кислотных составов, обладающих эффектом "самоотклонения". По результатам исследований установлено, что дополнительное введение хлористого кальция в состав кислотной композиции позволяет снизить концентрацию дорогостоящих ПАВ в составе кислотной композиции, повысить вязкость частично нейтрализованных растворов, расширить область проявления вязкоупругих свойств и сместить пик вязкости в область более высокого остаточного содержания соляной кислоты, что является более предпочтительным для повышения технологической эффективности кислотных обработок. Таким образом, добавка электролита к смеси указанных ПАВ является эффективным способом изменения и регулирования реологических характеристик, и соответственно, достижения необходимых технологических свойств модифицированных кислотных композиций на их основе.

Список литературы:

1. Пестриков А.В., Политов М.Е. Cамоотклоняющиеся кислотные системы на основе вязкоупругих ПАВ: эксперимент и модель // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. – 2013. – № 4. – С. 529–562.

2. Rheology of a Viscoelastic Zwitterionic Surfactant Used in Acid Stimulation: Effects of Surfactant and Electrolyte Concentration / W. Al-Sadat, M.S. Nasser, F. Chang [et al.] // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2014. – Vol. 124. – P. 341–349.

3. Келланд М.А. Промысловая химия в нефтегазовой отрасли / пер. с англ. под ред. Л.А. Магадовой. – СПб.: Профессия, 2015. – 606 с.

4. Пат. 2428563 Рос. Федерация, МПК Е21В 43/22. Модификация реологических свойств вязкоупругого поверхностно-активного вещества / М.Н. Гурмен, К.Н. Aредд; патентообладатель: Шлюмбергер текнолоджи Б.В. (NL). – № 2008127318/03; заявл. 01.12.2006; опубл. 10.09.2011, Бюл. № 2.

5. Chellamuthu M., Rothstein J.P. Extersional rheology of branched wormlike micelle solutions // AIP conf. Proc . – 2008. – Vol. 102. – P. 863–865.

6. Diverting Mechanism of Viscoelastic Surfactant-based Self-diverting Acid and Its Simulation / Ming Liu, Shicheng Zhang, Jianye Mou [et al.] // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2013. – Vol. 105. – P. 90–99.

7. De Gennes P.G. Reptation of a polymer chain in the Presence of Fixed Obstacles // J. Chem. Phys. – 1971. – Vol. 55. – P. 572–579.

8. Исмагилов И.Ф. Супрамолекулярная система на основе цилиндрических мицелл анионного ПАВ и наночастиц оксида кремния: дис. … канд. хим. наук: 02.00.11. – Казань: КГТУ, 2016. – 123 с.

9. Nachbar L.S. Effects of formulations conditions on micellar interactions and solutions rheology in multi-component micellar systems // Thesis for Master Degree of Science in Materials and Engineering. – Massachusetts Institute of Technology, 2011. – P. 1–100.

10. Viscoelastic micellar solutions: microscopy and rheology / T.M. Clausen, P.K. Vinson, J.R. Minter [et al.] // J. of Phys. Chem. – 1992. – Vol. 96. – P. 474–484.

11. Исследование реологических свойств водных и солянокислотных растворов смеси цвитерионного и анионного ПАВ / А.М. Мохсен, В.В. Коновалов, М.А. Хуссейн, П.В. Склюев // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. – 2019. – № 1. – С. 33–40.

12. Бабицкая К.И. Интенсификация добычи высоковязкой нефти и ограничения водопритока мицеллярными растворами селективного действия: дис. … канд. техн. наук: 25.00.17. – Самара: СамГТУ, 2017. – 124 с.