于馥瑋 蘇航

摘 要：針對致密油藏低孔低滲的特點(diǎn)，筆者通過核磁共振測試的方法開展了致密水濕砂巖的自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)，研究了表面活性劑作用下的致密巖心自發(fā)滲吸驅(qū)油機(jī)理及其對不同孔隙中油相的動用程度。實(shí)驗(yàn)證明，小孔隙吸水大孔隙排油是致密水濕砂巖滲吸驅(qū)油的主要機(jī)理，滲吸對小孔隙中原油的動用程度遠(yuǎn)高于其他孔隙，達(dá)到了70%以上，滲吸采油可以成為致密油藏開發(fā)的一種有效開采方式。研究也發(fā)現(xiàn)，十二烷基硫酸鈉與其他表面活性劑相比表面活性劑，在促進(jìn)油滴活化，提高洗油效率等方面效果更明顯，提高了滲吸效率，乳化作用可能在滲吸采油中發(fā)揮著重要的作用。

關(guān) 鍵 詞：致密水濕砂巖; 自發(fā)滲吸; 表面活性劑; 核磁共振

中圖分類號：TE 122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）06-1240-04

Study on Imbibition Characteristics of Water-wet Tight Sandstones

YU Fu-wei， SU Hang，

（Department of Petroleum Engineering， China University of Petroleum， Beijing 102249，China）

Abstract： Some spontaneous imbibition experiments were carried out by NMR， the flooding mechanism of water-wet tight sandstone and the oil flow in different pore in the presence of surfactant were studied. The experiment results show that， the water can get into the small pores and the oil can flow out from the macrospores; the imbibition can be an effective development way for tight oil reservoir. Compared with other surfactants， sodium dodecyl sulfate is more effective for promoting the droplets activation， improving the efficiency of oil washing and accelerating the speed of imbibition.

Key words： Water-wet tight sandstone;Spontaneous imbibition;Surfactant;Nuclear magnetic resonance

從我國目前致密油開發(fā)的現(xiàn)狀來看，我國致密油普遍存在單井產(chǎn)量低、產(chǎn)能遞減快、采收率低等特點(diǎn)。儲層孔隙度小，滲透率低是致密油藏的典型特征，致密油開發(fā)過程中普遍應(yīng)用的壓裂技術(shù)，使其形成了裂縫-基質(zhì)的滲吸系統(tǒng)。[1-4]同時研究表明，致密油藏多納米級孔喉系統(tǒng)，流體在其中流動空間是一些大小不等、彼此曲折相通的毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)，油水界面導(dǎo)致的毛管效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)油藏，在油氣排驅(qū)過程中起著主導(dǎo)作用。[5，6]因此，滲吸等物理化學(xué)效應(yīng)在原油排驅(qū)中起著重要作用，滲吸采油的方法可能成為致密油開發(fā)的一種有效方法。筆者針對致密巖心進(jìn)行了相關(guān)表面活性劑滲吸實(shí)驗(yàn)，研究了致密水濕砂巖的滲吸特征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)材料

（1）巖心。巖心為吉林油田致密水濕砂巖，巖心參數(shù)見表1。

（2）油。實(shí)驗(yàn)用油為航空煤油，為便于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察，用蘇丹IV染液染色。

（3）水。實(shí)驗(yàn)用水為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氯化鉀及8%的氯化錳混合溶液，加入氯化錳的目的是為了在核磁共振測試時屏蔽氫信號。

（4）表面活性劑分別為陰離子表面活性劑：十二烷基硫酸鈉;非離子表面活性劑：OP-10;陰非離子表面活性劑：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉;兩性離子表面活性劑：椰油酰胺丙基甜菜堿。使用8%的氯化鉀與8%的氯化錳溶液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%的表面活性劑溶液。

1.2 滲吸實(shí)驗(yàn)方法

目前國內(nèi)滲吸實(shí)驗(yàn)的主要存在兩種方法，即體積法與質(zhì)量法。[7]體積法在測量過程中，滲吸出的原油附著在表面難以脫下或附著在滲吸瓶其他位置不能到達(dá)測定區(qū)域，都會導(dǎo)致測量結(jié)果的不準(zhǔn)確性。質(zhì)量法的測量又是在忽略油和水壓縮性及未考慮油藏條件下原油和水密度變化，也具有一定的誤差。并且在滲吸過程中，若將滲吸瓶中的巖心取出，也會對滲吸過程產(chǎn)生極大的干擾。在綜合考慮這些情況的基礎(chǔ)上，本次實(shí)驗(yàn)中不對巖心滲吸過程進(jìn)行定量表征，只考慮最終滲吸結(jié)果。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

與常規(guī)的巖心處理方法不同，本文中巖心抽真空后直接飽和油。這樣做的主要目的是一方面是排除束縛水對滲吸過程的干擾，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）巖心經(jīng)過鉆取、沖洗、烘干、冷卻、測量氣測滲透率后，進(jìn)行抽真空飽和油。稱量巖心飽和油后的濕重，并進(jìn)行核磁共振測試;

（2）將巖心分別放入配好的表面活性劑溶液及鹽水中，觀察不同時間巖心滲吸情況;

（3）滲吸時長為25 d。滲吸結(jié)束后，將巖心驅(qū)出，進(jìn)行核磁共振測試。

致密水濕砂巖巖心參數(shù)如表1。

表1 致密水濕砂巖巖心參數(shù)

Table 1 The description of the tight core

2 表面活性劑對致密水濕砂巖滲吸 的影響

前人研究表明[8-11]水相在多孔介質(zhì)中的滲吸驅(qū)油過程是一個液-液、液-固界面相互作用的結(jié)果，有利的滲吸體系與介質(zhì)表面應(yīng)該存在有利的潤濕條件和界面張力，這是使?jié)B吸體系順利吸進(jìn)多孔介質(zhì)，從介質(zhì)中驅(qū)替油的必要條件。因此，表面活性劑溶液的平衡界面張力和接觸角是反映表面活性劑溶液影響滲吸過程的基本物理化學(xué)參數(shù)。本文也通過油水界面張力參數(shù)和接觸角參數(shù)來評價表明活性劑對滲吸的影響。

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