表面活性剂作用下致密水湿砂岩的渗吸特征

于馥玮 苏航

摘 要：针对致密油藏低孔低渗的特点，笔者通过核磁共振测试的方法开展了致密水湿砂岩的自发渗吸实验，研究了表面活性剂作用下的致密岩心自发渗吸驱油机理及其对不同孔隙中油相的动用程度。实验证明，小孔隙吸水大孔隙排油是致密水湿砂岩渗吸驱油的主要机理，渗吸对小孔隙中原油的动用程度远高于其他孔隙，达到了70%以上，渗吸采油可以成为致密油藏开发的一种有效开采方式。研究也发现，十二烷基硫酸钠与其他表面活性剂相比表面活性剂，在促进油滴活化，提高洗油效率等方面效果更明显，提高了渗吸效率，乳化作用可能在渗吸采油中发挥着重要的作用。

关 键 词：致密水湿砂岩; 自发渗吸; 表面活性剂; 核磁共振

中图分类号：TE 122 文献标识码： A 文章编号： 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

从我国目前致密油开发的现状来看，我国致密油普遍存在单井产量低、产能递减快、采收率低等特点。储层孔隙度小，渗透率低是致密油藏的典型特征，致密油开发过程中普遍应用的压裂技术，使其形成了裂縫-基质的渗吸系统。[1-4]同时研究表明，致密油藏多纳米级孔喉系统，流体在其中流动空间是一些大小不等、彼此曲折相通的毛细管网络，油水界面导致的毛管效应远远大于常规油藏，在油气排驱过程中起着主导作用。[5，6]因此，渗吸等物理化学效应在原油排驱中起着重要作用，渗吸采油的方法可能成为致密油开发的一种有效方法。笔者针对致密岩心进行了相关表面活性剂渗吸实验，研究了致密水湿砂岩的渗吸特征。

1 实验部分

1.1实验材料

（1）岩心。岩心为吉林油田致密水湿砂岩，岩心参数见表1。

（2）油。实验用油为航空煤油，为便于实验现象观察，用苏丹IV染液染色。

（3）水。实验用水为质量分数为8%的氯化钾及8%的氯化锰混合溶液，加入氯化锰的目的是为了在核磁共振测试时屏蔽氢信号。

（4）表面活性剂分别为阴离子表面活性剂：十二烷基硫酸钠;非离子表面活性剂：OP-10;阴非离子表面活性剂：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠;两性离子表面活性剂：椰油酰胺丙基甜菜碱。使用8%的氯化钾与8%的氯化锰溶液配制质量分数为0.05%的表面活性剂溶液。

1.2 渗吸实验方法

目前国内渗吸实验的主要存在两种方法，即体积法与质量法。[7]体积法在测量过程中，渗吸出的原油附着在表面难以脱下或附着在渗吸瓶其他位置不能到达测定区域，都会导致测量结果的不准确性。质量法的测量又是在忽略油和水压缩性及未考虑油藏条件下原油和水密度变化，也具有一定的误差。并且在渗吸过程中，若将渗吸瓶中的岩心取出，也会对渗吸过程产生极大的干扰。在综合考虑这些情况的基础上，本次实验中不对岩心渗吸过程进行定量表征，只考虑最终渗吸结果。

1.3 实验步骤

与常规的岩心处理方法不同，本文中岩心抽真空后直接饱和油。这样做的主要目的是一方面是排除束缚水对渗吸过程的干扰，主要实验步骤如下：

（1）岩心经过钻取、冲洗、烘干、冷却、测量气测渗透率后，进行抽真空饱和油。称量岩心饱和油后的湿重，并进行核磁共振测试;

（2）将岩心分别放入配好的表面活性剂溶液及盐水中，观察不同时间岩心渗吸情况;

（3）渗吸时长为25 d。渗吸结束后，将岩心驱出，进行核磁共振测试。

致密水湿砂岩岩心参数如表1。

表1 致密水湿砂岩岩心参数

Table 1 The description of the tight core

2 表面活性剂对致密水湿砂岩渗吸 的影响

前人研究表明[8-11]水相在多孔介质中的渗吸驱油过程是一个液-液、液-固界面相互作用的结果，有利的渗吸体系与介质表面应该存在有利的润湿条件和界面张力，这是使渗吸体系顺利吸进多孔介质，从介质中驱替油的必要条件。因此，表面活性剂溶液的平衡界面张力和接触角是反映表面活性剂溶液影响渗吸过程的基本物理化学参数。本文也通过油水界面张力参数和接触角参数来评价表明活性剂对渗吸的影响。

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