Факторы, влияющие на реологические характеристики аномальных нефтей

Пластовые нефти различных месторождений отличаются температурой, давлением, количеством и составом растворенного газа. Совокупность этих факторов определяет значения реологических параметров структурированной нефти.

Рассмотрим более подробно влияние каждого из этих факторов. Опыты показали, что основным из них является концентрация дисперсной фазы. В случае, когда парафины в нефти полностью растворены, дисперсная фаза представлена частицами асфальтенов. Концентрация частиц асфальтенов остается постоянной в довольно широких пределах изменения других факторов. С ростом содержания асфальтенов реологические параметры нефтей ухудшаются.

Асфальтены в нефти стабилизированы молекулами смол и частично молекулами других углеводородных соединений. Сольватный слой мицелл асфальтенов препятствует образованию пространственной структурной сетки. Следовательно, рост содержания стабилизаторов частиц асфальтенов, например, молекул смол, приводит к ослаблению структурно-механических свойств нефти. Наоборот, добавление в нефть компонентов, нарушающих условие стабилизации и утончающих сольватный слой мицелл, является причиной усиления этих свойств. Не все газовые компоненты нефти одинаково влияют на структурообразование. Наибольшее влияние на структурно-механические свойства нефти оказывает азот, в меньшей степени – метан и этан. Роль остальных газообразных углеводородов в структурообразовании незначительна.

В условиях высоких пластовых температур и давлений структурно-механические свойства нефти проявляются намного слабее. Таким образом, повышение температуры или давления в пласте иногда может явиться резервом улучшения показателей разработки месторождения аномальных нефтей. При понижении температуры в объеме нефти появляются кристаллы парафина. В этом случае дисперсной фазой коллоидной системы являются кристаллики парафина и мицеллы асфальтенов.

Зависимость структурно-механических свойств в таких случаях оказывается более сложной. Концентрация дисперсной фазы не остается постоянной и независимой от изменения остальных факторов. Концентрация кристаллов парафина определяется общим содержанием, степенью снижения температуры ниже температуры кристаллизации, количеством растворенного в нефти газа и углеводородным составом нефти. Изменение любого из этих факторов оказывает сильное влияние на структурно-механические свойства нефти.

Из-за множества влияющих факторов реологические параметры пластовых нефтей меняются в значительных пределах. Например, θ изменяется от сотых долей до 0, 5 дин/см², отношение µ₀/µ_m – от нескольких единиц до 30.