高温低渗油藏中表面活性剂溶液渗吸效果影响因素研究

谢 坤，卢祥国，陈 欣，胡广斌，张 脊

(1.东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆 163318；2.中国石油 大庆头台油田公司，黑龙江 大庆 166521)

高温低渗油藏中表面活性剂溶液渗吸效果影响因素研究

谢 坤1，卢祥国1，陈 欣1，胡广斌2，张 脊2

(1.东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆 163318；2.中国石油 大庆头台油田公司，黑龙江 大庆 166521)

高温低渗油藏；渗吸采收率；表面活性剂溶液；黏附功降低因子；毛管力与重力比值

1 实验条件

1.1 实验材料

表面活性剂包括大庆东昊公司生产的重烷基苯磺酸盐(简称“ZWB”，有效含量50%)和大庆炼化公司生产的石油磺酸盐(简称“SYH”，有效含量40%)。实验用油取自头台油田茂503区块茂503井，83.3 ℃下原油黏度为4.2 mPa·s。实验用水为头台油田茂503区块茂503井注入污水，其离子组成见表1。

表1 实验用水水质分析

实验岩心为石英砂-环氧树脂胶结岩心[10-11]，孔隙度为12%～15%，岩心气测渗透率值及外观几何尺寸见实验结果分析。

1.2 实验仪器和步骤

采用TX-500C旋滴界面张力仪测试渗吸液与原油间界面张力；采用德国Dataphysics生产的OCA20视频光学接触角测量仪测量渗吸液与岩心表面接触角；采用高温玻璃渗吸瓶进行渗吸实验。

实验步骤：

(1)将岩心烘干称重，抽真空饱和实验用水后称湿重，计算孔隙体积；

(2)在油藏温度83.3 ℃条件下进行油驱水，使岩心饱和实验用油并静置24 h老化原油，随后取出岩心浸泡在实验油中待用，计算含油饱和度；

(3)将饱和好原油的岩心全部浸泡于装有已加热至油藏温度渗吸液的渗吸瓶中，在油藏温度条件下进行渗吸实验；

(4)记录不同时间段内渗吸排出油量变化，计算渗吸采收率。

1.3 实验原理

(1)黏附功降低因子

毛管力驱油过程中，需要克服黏附功才能使吸附于岩石孔隙表面的原油脱离，因此黏附功越小，洗油效率越高。表面活性剂的加入可在降低油水界面张力的同时改善水的接触角，进而降低黏附功。降低幅度可用黏附功降低因子E表示[12]，即

(1)

式中：Ws为表面活性剂-油-岩石体系中油在岩石表面的黏附功；Ww为水-油-岩石体系中油在岩石表面的黏附功；σw为油水界面张力；σs为表面活性剂溶液与原油间界面张力；θw为水在岩石表面的接触角；θs为表面活性剂溶液在岩石表面的接触角；Eσ为界面张力因子；Eθ为润湿性因子。

(2)

2 结果分析

2.1 表面活性剂溶液体系组成对渗吸效果的影响

在表面活性剂类型和浓度不同条件下，岩心渗吸采收率实验结果见表2，渗吸采收率与时间关系见图1(岩心几何尺寸为Φ2.5cm×5cm)。

表2 表面活性剂溶液体系组成对岩心渗吸采收率的影响

图1 不同表面活性剂溶液体系下渗吸采收率随时间的变化关系

2.2 裂缝发育程度对渗吸效果的影响

对于低渗透裂缝性油藏，其基质岩石块体的几何尺寸随裂缝发育程度增加而减小，所以本文通过改变岩心长度来模拟不同裂缝发育程度。相关岩心渗吸采收率实验结果见表3，渗吸采收率与时间关系见图2。

表3 裂缝发育程度对岩心渗吸采收率

图2 不同岩心长度下渗吸采收率随时间的变化关系

2.3 岩心渗透率对渗吸效果的影响

在岩心渗透率不同条件下，岩心渗吸采收率实验结果见表4，渗吸采收率与时间关系见图3(岩心几何尺寸为Φ2.5 cm×5 cm)。

表4 岩心渗透率对渗吸采收率的影响

图3 不同渗透率岩心的渗吸采收率随时间的变化关系

3 结 论

(1)在选择渗吸采油用表面活性剂时，应在改变界面张力降低黏附功、提高洗油效率的同时兼顾界面张力对渗吸动力(毛管力)的影响，不必一味追求过低油水界面张力，否则渗吸过程中毛管力作用将减弱，渗吸作用降低，渗吸采收率降低。

(3)实验岩心渗透率范围内，随岩心渗透率增加，渗吸强度增大，油水交渗速度加快，达到平衡时间缩短，渗吸采收率增加。

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责任编辑：贺元旦

2015-03-25

大庆头台油田开发有限责任公司重大科技攻关课题“扶余油层二元吞吐渗吸采油室内评价”

谢坤(1991-)，男，硕士研究生，主要从事提高采收率理论和技术方面的研究。E-mail:xiekun725@163.com

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

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