低渗透砂岩油藏渗吸采油影响因素研究

低渗透砂岩油藏渗吸采油影响因素研究

李丞

大庆油田第一采油厂第三油矿聚中十六队黑龙江大庆 163000

摘要：随着化石能源开发政策的不断调整，低渗透、致密、页岩等非常规油气藏的开发逐渐提上日程。低渗透油藏因渗透率低，原油流动性差，开发成本高，效果差等诸多不利因素，成为制约该类油田开发的主要原因。目前低渗透油藏主要通过压裂提高储层渗透率改善原油流动通道进行开发。储层裂缝与基岩之间的流体交换成为压裂后原油进入裂缝的主要方式。渗吸是湿相依靠毛管力自发进入毛细管将非湿相替换出来的过程，是在低渗透油藏开发中普遍存在的一种自发现象。

关键词：低渗透砂岩油藏渗吸采油;影响因素

引言

随着对石油需求不断增加，对石油的开采程度持续深入，因此，对石油开采技术水平的要求不断提升。当前，中低渗油层在我国油气储备中所占比例持续攀升，低渗透油层存在油藏类型单一、储层物性差、非均质性严重、储层敏感性强等特点，采取适宜的采油技术，合理地开发中低渗油层逐渐成为油层开发研究的重要手段。国内外油田现场开发实践表明，在一定条件下，充分发挥毛细管力的渗吸作用可有效开发此类油藏，对于水湿裂缝性油藏而言，压裂液渗吸剂可以充分发挥其界面活性、表面活性及毛管自吸作用，协同作用置换原油到高渗透裂缝之中，进而在水驱过程中携带出原油。然而，现有压裂用渗吸剂耐温抗盐性能较差，易水解失效，地层吸附损耗大。因此，耐温抗盐性能更好、耐水解性更强、耐地层吸附性能更优且渗吸效率更高的压裂液渗吸剂对提高致密油藏采收率有着重大意义。

1降低界面张力性能

油水界面张力是筛选超低渗油藏渗吸剂体系的重要指标之一。低界面张力不仅可以有效降低原油毛细管阻力，促进基质残余油启动，使更多的剩余油转换为可动油，而且随着界面张力的降低使得黏附功也随之减小，提高了原油的剥离效率，从而提高原油的渗吸采收率。渗吸剂体系界面张力与浓度的变化关系如图2所示。各体系界面张力随浓度的增大均是先降低后逐渐增大。G12-7N与HAS-6体系在0.1%~0.3%浓度范围内均是可以达到10-2mN/m数量级，超过此4应用化工范围界面张力开始反弹，且HAS-6体系界面张力升高速率比G12-7N体系要快，这主要是由于该体系是阴离子表面活性剂，而离子类表面活性剂当浓度达到一定时，表面活性离子在吸附于表面时，带同电性的头基排斥力增大，使得在溶液表面吸附层中的排列变得不再紧密有序，最终导致界面张力快速升高。HAS-G复配体系界面张力在0.1%~0.3%浓度范围内均可达到10-3mN/m超低界面张力，0.3%浓度界面张力最低为6.9×10-3mN/m，阴非离子复配体系大幅提高溶液界面活性主要是由于非离子表面活性剂中非极性分子通过疏水效应易于“插入”到排列较为疏松的离子表面活性剂吸附层中，从而降低头基的静电斥力，增加表面疏水链密度，降低体系的界面张力。

2提高渗吸采收率机理分析

对于超低渗储层，当渗吸剂体系界面张力达到超低界面张力或低于10-2mN/m时，随着界面张力的降低增加了原油的变形能力，更利于原油的启动。将岩石润湿性由油湿改性至水湿是提高渗吸采收率的另一个原因，毛管力随接触角的降低而增大，毛管力越大越有利于小孔隙渗吸排油。同时，渗吸剂体系适当的乳化能力也有利于渗吸采收率的提高，较弱的乳化能力使得剩余油在剪切力下以形成小油滴的方式通过孔喉，且乳液液滴在孔喉中易聚并，连续的油相可减小油滴的滞留。

3 TPHS复配体系的界面活性与润湿性

表面活性剂之间通过复配可以弥补其性能单一的缺点。阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配使其具有良好的协同效应，既可弥补阴离子表面活性剂不耐钙镁离子的不足，又可以提高非离子表面活性剂的浊点。由于TPHS的亲水基为非离子基团，复配阴离子表面活性剂AOS可以提高表面活性剂的浊点，实验结果如表1所示，TPHS与AOS复配后，浊点大大提高；TPHS在地层吸附量较大，复配纳米SiO2在减少地层吸附的同时可以提高渗吸速率。0.1%TPHS、0.05%SiO2、0.1%TPHS+0.2%AOS和0.1%TPHS+0.2%AOS+0.05%SiO2体系与原油间的界面张力及其在亲水载玻片上的接触角测试。在80℃下，复合体系0.1%TPHS+0.2%AOS和0.1%TPHS+0.2%AOS+0.05%SiO2与原油间的界面张力均达到10-2mN/m数量级，与TPHS单一表面活性剂相比，复配体系更有效地降低了油水界面张力。在纳米SiO2与表面活性剂的协同作用下，低张力纳米流体（0.1%TPHS+0.2%AOS+0.05%SiO2）在亲水载玻片上的接触角远大于单独纳米SiO2或表面活性剂的溶液的。这是因为表面活性剂在纳米SiO2颗粒表面的吸附使得玻璃表面亲水性能减弱，因而使得接触角增大，这一现象说明低张力纳米流体有较好的润湿性能。

4岩石结构的自发渗吸的技术。

自发渗吸是普遍存在于岩石、土体、水泥、陶瓷、电极、砖体等材料微观孔隙结构中的一种水动力现象，驱动力来源于微小孔隙(10－2～102μm)产生的毛细管压力，属于非饱和渗流研究的范畴。多数情况下，自吸的水分以及内部的离子会降低材料的力学特性或间接地渗透污染地下水源，需要防止或减弱渗吸行为;少数情况下，能源开发中富集于储层微小孔洞内的油气多通过自发渗吸将其驱替出来，需要增强或促进渗吸行为。因此，研究岩石自吸机理对于岩体工程具有重要意义。分形几何表征模型中的参数分形维数Df、最大孔隙尺寸λmax、平均迂曲度τav、体积孔隙率φV、最小孔隙尺寸与最大孔隙尺寸比值β物理意义明确，其中前三个参数可以通过X－ＲayCT层析成像法借助一定的图像处理软件(如Avizo)进行精确表征，而φV可以借助MIP物理法进行精确测量，虽然λmin难于测量，但是具有分形特征的孔隙结构比值β一般在10－2～10－4之间，可近似取β=0。一般情况下，掌握不好有效介质近似理论或二元孔隙分布理论等精确表征孔隙结构水力特征参数的方法，很难应用常规的压汞数据代入平均几何表征模型中得到准确的吸水性系数值。而分形几何表征模型可以直接应用物理法或图像法表征的平均孔隙半径与最大孔隙半径，结合分形维数对孔隙结构吸水特性加以准确描述。相比平均几何表征模型，将deav视为压汞法所测得平均孔隙直径代入所得预测结果偏大的情况，分形几何表征模型，不仅预测结果优于平均几何表征模型，而且与较为烦琐的求解模式IFU有同等精度。另外，通过分形几何表征的模型可以间接得知，平均等效孔隙直径与孔隙结构非均质性、各向异性以及最大可渗孔隙直径、体积孔隙率有关联。对于孔隙连通以及孔吼特征较弱的孔隙介质，为获取参数deav提供了一种新方法。

结束语

（1）在一定界面张力范围内，较低界面张力时初期渗吸速度较快，较高界面张力时后期渗吸速度较快。渗吸效率随界面张力的增加先增大后降低，界面张力在10-1mN/m数量级时，渗吸效果较好。（2）在一定渗透率范围内，随渗透率的增加渗吸采收率和渗吸速度均增大。较高渗透率利于渗吸。（3）随原油黏度增加，渗吸采收率和渗吸速度均降低，高黏度原油条件不利于渗吸。（4）随渗吸液矿化度的增加，渗吸采收率和渗吸速度均升高，高矿化度条件利于渗吸。

参考文献

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