“智能水”可能有助于采油

现在有证据表明油和水确实混合在一起,有助于采油。赖斯大学布朗工程学院的科学家表明,当每个微滴具有正确的组成时,细微的盐水乳化原油即可。

了解它们如何结合对于提高采油率很重要,稻米化学和生物工程师Sibani Lisa Biswal和她的同事竭尽全力地描述了对石油采收最重要的三个要素:岩石,水和原油本身。

他们证实,如果将盐浓度合适的水与石油和岩石,碳酸盐或砂岩地层仔细匹配,则油井的生产率更高。如果低盐度盐水可以在特定的原油中形成乳状滴,则盐水似乎也会改变岩石的润湿性。润湿性决定了岩石释放油的难易程度。

合著者金松说,海水影响的最初迹象来自北海的水井。他说:“石油公司发现,当他们注入盐度相对较低的海水时,石油采收率令人惊讶地良好。”

他说,即使有了这种了解,研究仍然很有限。“通常在石油和天然气工业中,当他们研究低盐度的水时,他们倾向于专注于盐水的作用,而忽略了石油的作用,”获得博士学位的宋说。今年在赖斯任职,现在是壳牌公司的研究员。

莱斯大学的工程师研究了这种现象,将高盐度盐水与原油混合后似乎不会像低盐度盐水那样乳化。他们的结果对提高石油采收率有影响。

他说:“因此人们一直无法找到一个好的指标或低盐度水的有效性与实验条件之间的任何关联。” “我们的工作是首先确定油的某些特性,这些特性表明该技术在特定领域中的有效性。

该团队测试了注入的盐水如何分散以及如何影响油的界面张力以及与岩石的静电相互作用。比斯瓦尔说:“如何准确地表征润湿性是一个挑战。” “通常,我们假定地下储层岩石处于混合湿润状态,其中油浸湿区域和水浸湿区域。

她说:“如果可以将油湿地改为水湿地,那么将油保持在矿物表面的动力就更少了。” “在低盐度注水中,盐水能够驱替被捕集的油。当您从油湿变为水湿时,油会从矿物表面释放出来。”

研究人员在印第安纳州的石灰岩岩心上测试了两种盐水,一种是高盐度,一种是海水盐度的四分之一,分别针对来自墨西哥湾,东南亚和中东的六种原油和第七种添加了沥青质的原油进行了测试。他们发现,与低盐度样品不同,高盐度盐水明显抑制了水滴在原油中的乳化。

为了更好地了解乳液的热力学性质,莱斯研究科学家郭文华对100多种油和水的混合物进行了低温电子显微镜成像。由于油是不透明的,因此必须将样品放置在非常薄的容器中,然后用液氮冷冻以保持其稳定以便成像。

“这是第一次有人看到这些水原油内部液滴,” Biswal说。“ 当您将原油暴露于低盐度盐水中时,它们会自发地在原油内部产生。”

图像显示了大小从70纳米到刚好超过700纳米的液滴。Biswal说,化学表面活性剂(也称为肥皂)也擅长疏松储层中的油,但价格昂贵。她说:“您可以改变盐浓度来改变盐水的成分,并获得与添加去污剂相同的效果。” “因此,从根本上说,这是一种低成本的技术,旨在实现与清洁剂相同的目标。”

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