高溫低滲油藏中表面活性劑溶液滲吸效果影響因素研究

謝 坤，盧祥國，陳 欣，胡廣斌，張 脊

(1.東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318；2.中國石油 大慶頭臺油田公司，黑龍江 大慶 166521)

高溫低滲油藏中表面活性劑溶液滲吸效果影響因素研究

謝 坤1，盧祥國1，陳 欣1，胡廣斌2，張 脊2

(1.東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318；2.中國石油 大慶頭臺油田公司，黑龍江 大慶 166521)

高溫低滲油藏；滲吸采收率；表面活性劑溶液；黏附功降低因子；毛管力與重力比值

1 實驗條件

1.1 實驗材料

表面活性劑包括大慶東昊公司生產(chǎn)的重烷基苯磺酸鹽(簡稱“ZWB”，有效含量50%)和大慶煉化公司生產(chǎn)的石油磺酸鹽(簡稱“SYH”，有效含量40%)。實驗用油取自頭臺油田茂503區(qū)塊茂503井，83.3 ℃下原油黏度為4.2 mPa·s。實驗用水為頭臺油田茂503區(qū)塊茂503井注入污水，其離子組成見表1。

表1 實驗用水水質(zhì)分析

實驗巖心為石英砂-環(huán)氧樹脂膠結(jié)巖心[10-11]，孔隙度為12%～15%，巖心氣測滲透率值及外觀幾何尺寸見實驗結(jié)果分析。

1.2 實驗儀器和步驟

采用TX-500C旋滴界面張力儀測試滲吸液與原油間界面張力；采用德國Dataphysics生產(chǎn)的OCA20視頻光學(xué)接觸角測量儀測量滲吸液與巖心表面接觸角；采用高溫玻璃滲吸瓶進行滲吸實驗。

實驗步驟：

(1)將巖心烘干稱重，抽真空飽和實驗用水后稱濕重，計算孔隙體積；

(2)在油藏溫度83.3 ℃條件下進行油驅(qū)水，使巖心飽和實驗用油并靜置24 h老化原油，隨后取出巖心浸泡在實驗油中待用，計算含油飽和度；

(3)將飽和好原油的巖心全部浸泡于裝有已加熱至油藏溫度滲吸液的滲吸瓶中，在油藏溫度條件下進行滲吸實驗；

(4)記錄不同時間段內(nèi)滲吸排出油量變化，計算滲吸采收率。

1.3 實驗原理

(1)黏附功降低因子

毛管力驅(qū)油過程中，需要克服黏附功才能使吸附于巖石孔隙表面的原油脫離，因此黏附功越小，洗油效率越高。表面活性劑的加入可在降低油水界面張力的同時改善水的接觸角，進而降低黏附功。降低幅度可用黏附功降低因子E表示[12]，即

(1)

式中：Ws為表面活性劑-油-巖石體系中油在巖石表面的黏附功；Ww為水-油-巖石體系中油在巖石表面的黏附功；σw為油水界面張力；σs為表面活性劑溶液與原油間界面張力；θw為水在巖石表面的接觸角；θs為表面活性劑溶液在巖石表面的接觸角；Eσ為界面張力因子；Eθ為潤濕性因子。

(2)

2 結(jié)果分析

2.1 表面活性劑溶液體系組成對滲吸效果的影響

在表面活性劑類型和濃度不同條件下，巖心滲吸采收率實驗結(jié)果見表2，滲吸采收率與時間關(guān)系見圖1(巖心幾何尺寸為Φ2.5cm×5cm)。

表2 表面活性劑溶液體系組成對巖心滲吸采收率的影響

圖1 不同表面活性劑溶液體系下滲吸采收率隨時間的變化關(guān)系

2.2 裂縫發(fā)育程度對滲吸效果的影響

對于低滲透裂縫性油藏，其基質(zhì)巖石塊體的幾何尺寸隨裂縫發(fā)育程度增加而減小，所以本文通過改變巖心長度來模擬不同裂縫發(fā)育程度。相關(guān)巖心滲吸采收率實驗結(jié)果見表3，滲吸采收率與時間關(guān)系見圖2。

表3 裂縫發(fā)育程度對巖心滲吸采收率

圖2 不同巖心長度下滲吸采收率隨時間的變化關(guān)系

2.3 巖心滲透率對滲吸效果的影響

在巖心滲透率不同條件下，巖心滲吸采收率實驗結(jié)果見表4，滲吸采收率與時間關(guān)系見圖3(巖心幾何尺寸為Φ2.5 cm×5 cm)。

表4 巖心滲透率對滲吸采收率的影響

圖3 不同滲透率巖心的滲吸采收率隨時間的變化關(guān)系

3 結(jié) 論

(1)在選擇滲吸采油用表面活性劑時，應(yīng)在改變界面張力降低黏附功、提高洗油效率的同時兼顧界面張力對滲吸動力(毛管力)的影響，不必一味追求過低油水界面張力，否則滲吸過程中毛管力作用將減弱，滲吸作用降低，滲吸采收率降低。

(3)實驗巖心滲透率范圍內(nèi)，隨巖心滲透率增加，滲吸強度增大，油水交滲速度加快，達到平衡時間縮短，滲吸采收率增加。

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責(zé)任編輯：賀元旦

2015-03-25

大慶頭臺油田開發(fā)有限責(zé)任公司重大科技攻關(guān)課題“扶余油層二元吞吐滲吸采油室內(nèi)評價”

謝坤(1991-)，男，碩士研究生，主要從事提高采收率理論和技術(shù)方面的研究。E-mail:xiekun725@163.com

1673-064X(2015)05-0080-05

TE357.46

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