170460. lajstromszámú szabadalom • Eljárás porozus kőzetek nedvesítési hajlamának meghatározására vízoldható polimerek segítségével

3 170460 4 tarozását korántsem tekinthetjük minden szempontból megoldott feladatnak, noha ismeretesek az alábbi eljárások: a) Peremszög mérés: elméleti szempontból a 5 legjobban kidolgozott módszer, azonban csak abban az esetben alkalmazható, ha a vizsgálandó kőzetből pórusmentes csiszolat készíthető. Porózus kőzetek nedvesítési hajlamának meghatározására egyáltalán nem alkalmas. 10 b) Spontán felszívásos és kiszorításos mérések: ez a módszer rendkívül pontatlan, segítségével csak olyan információ nyerhető, amely valószínűsíti az olajnedves, vagy víznedves jelleget. c) Kapilláris nyomásgörbék alatti terület mérése: 15 az eljárás pontos és megbízható eredményeket biztosít. Igen nagy hátránya azonban, hogy egyetlen mérés 1-2 hónapot vesz igénybe, tehát nem alkalmazható olyan esetben, ahol sorozatelemzésre, vagy gyors adatszolgáltatásra van szükség. 20 d) Relatív áteresztőképességi görbék felvétele: nem ad konkrét felvilágosítást a víznedves, intermedier, vagy olajnedves jellegről. Ezen túlmenően a relatív áteresztőképességi görbék felvétele ma még technikai vonatkozásban is sokat vitatott téma. 25 e) Festékadszorpciós mérések: az eljárást eddig csak ismert, mesterségesen összeállított, nem konszolidált homokágyak vizsgálatára használták. Természetes porózus kőzetek nedvesítési viszonyainak ilyen módon történő meghatározására nem volt 30 kísérlet. 0 Mágneses magrezonancia mérések: elvileg lehetővé teszi a vízzel és olajjal borított pórusfelületek arányának meghatározását. A módszert eddig szintén csak mesterséges ágyon próbálták ki. Az 35 eljárást egyetlen laboratórium sem használja, részben a felszerelés költségessége, részben az eredmények bizonytalansága miatt. A fentiek alapján megállapítható, hogy nem áll 40 rendelkezésünkre a porózus kőzetek nedvesítési hajlamának meghatározására olyan módszer, amely gyors, megbízható, nem igényel különösebb és költséges felszerelést, berendezést, valamint lehetővé teszi a mérések steril és tároló körülmények 45 között történő végrehajtását. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, amely az ismert eljárások hátrányait kiküszöböli és egyszerű eszközök felhasználásával lehetővé teszi a porózus kőzetek nedvesítési hajlamának meghatá- 50 rozását. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a vízoldható polimerek, célszerűen poliakrilamidok a) viznedves kőzetfelületen kemiszorpcióval irreverzibillisen adszorbeálódnak, ezzel szemben b) olajnedves kőzetfelületen fizikai szorpciójuk közelítőleg zérus és tökéletesen reverzibilis. A vízoldható polimerek, célszerűen poliakrilamidok adszorpciójának következménye, hogy a kőzet pórusfelületén kialakuló polimer gélréteg csökkenti a rendszer szabad áramlási keresztmetszetét, azaz növeli az áramlási ellenállást. A rendszer áteresztőképességének csökkenése arányos az irreverzibilisen visszatartott polimer mennyiségével, pontosabban a víznedves felületek nagyságával. Az alkalmazott polimer jellegéből következik, hogy igen kismennyiségű polimervisszatartás az áramlási sajátságok nagymérvű megváltozását eredményezi porózus rendszerben, amely makroszkopikusan kényelmesen mérhető. Tekintettel arra, hogy víznedves felületen a polimer visszatartás irreverzibilis, a rendszer ellenállásváltozása polimermentes folyadékokkal, így pl. rétegvízzel, sósvizzel és desztillált vízzel szemben is fennmarad. Ez utóbbi folyadékokkal szemben mért áteresztőképesség csökkenést viszont az jellemzi, hogy függvénye a folyadékok ionerősségének. A jelenség oka abban keresendő, hogy az irreverzibilisen kötött gélréteg a mindenkori sókoncentrációnak megfelelő, azzal dinamikus egyensúlyban levő expanziós-kontrakciós mozgást végez. Ennek következménye, hogy a legnagyobb visszamaradó változás porózus rendszerben a desztillált vízzel szemben lép fel, ahol a legnagyobb a pórusfelületen kötött polimer gélréteg vastagsága. Ez utóbbi jelenség megléte kifejezetten víznedves rendszerre jellemző. A porózus közegben áramló polimer oldat és a polimer oldatot követő, vagy vivő vizes fázisok mozgásának leírására a Darcy összefüggésben szereplő valamennyi tényező egyenként külön-külön és együttesen is felhasználható. A folyadékok mozgásának leírása azonban célszerűen a látszólagos áteresztőképesség, a mobilitás, a mobilitásarány, a látszólagos viszkozitás és a viszkozításarány segítségével történik. Abszolút víznedves és abszolút olajnedves rendszerben ezen tényezőkre jellemző változásokat az 1. táblázat foglalja össze: 1. táblázat A polimer oldat és a vivőfázisok (rétegvíz, sósvíz, disztilláltvíz) áramlási jellemzőinek változása víznedves és olajnedves rendszerben. Áramlási jellemző Polimer oldat Víznedves Olajnedves rendszer Vivőfázisok Víznedves Olajnedves rendszer Mobilitás változás Mobilitásarány változás igen nagy igen nagy közepes közepes nagy nagy nincs nincs