致密砂岩气藏润湿性对液相圈闭损害的影响

致密砂岩储层易因外来工作液入侵造成严重的液相圈闭损害,岩石表面润湿性对于液相圈闭损害程度具有重要影响。使用氟碳表面活性剂Zonyl8740处理岩心,降低岩心表面能,制得不同润湿程度的岩心。通过岩心驱替和毛管自发渗吸实验分别研究了气湿岩心和液湿岩心的束缚水饱和度、自吸油水动态;建立初始含水饱和度岩心流动实验,对比了钻井液加入气湿反转剂前后液相圈闭损害率。实验表明,致密砂岩表面由液湿反转为优先气湿可大幅度减弱毛管自吸效应、降低自吸液量和最终滞留饱和度。气湿反转剂可有效减少钻井液对储层液相圈闭损害。对预防致密砂岩储层液相圈闭损害具有一定指导意义。     

新型耐温耐盐气润湿岩心的制备及性能评价

为了解非离子型气湿反转剂在改变砂岩表面润湿性方面的作用效果,获得气润湿性良好的砂岩地层,提高凝析气藏的生产能力,分别采用接触角法和Owens二液法考察了非离子型表面活性剂处理前后砂岩岩心的气润湿程度和表面自由能,研究了无机盐、温度和pH值对气润湿性的影响及气润湿反转的有效期。结果表明,质量 分数为0.3%的非离子型氟碳表面活性剂（FG24）可将岩心表面的润湿性由液润湿性反转为强气润湿性,水相和油相在岩心表面的接触角由处理前的36.0°和0°分别增至141.3°和108.0°,且岩心的表面自由能由71.0 mN/m急剧降至3.29 mN/m。在pH值为1～10、无机盐溶液质量浓度为100 g/L、温度140℃范围内,油水相在岩心表面的接触角均大于90°;岩心可在60 d 内保持强气润湿性。FG24 可将岩心表面反转为強气湿性,并具有良好的耐盐性和耐温性。图4 表1 参14     

气润湿反转提高采收率实验研究

注气开采是三次采油的一种重要开发方式,在气驱水的过程中,气润湿反转可以使毛细管压力由气驱阻力变为动力,从而提高气驱油效率.用N2和CO2做气驱水实验,研究气润湿反转对提高采收率的影响.实验所用岩心为长庆油田的低渗透率岩心,所用气润湿反转剂属阳离子型氟化物.对气润湿反转前后的岩心做气驱水实验,绘出气润湿反转前后水的采出程...     

一种新型气湿反转剂的合成与性能评价

气湿反转剂通过改变低渗凝析油气藏近井地带的润湿性,将液润湿转变为气润湿,能够有效解决油气藏的水锁危害.将多巴胺接枝到以甲基丙烯酸十二氟庚酯和丙烯酸为单体合成的含氟丙烯酸酯聚合物中,得到了一种具有强黏附性的气湿反转剂.通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、紫外可见光谱分析,证实了多巴胺确实引入到了合成的合氟丙烯酸酯聚合物中.接触角测量结果表明,该气湿反转剂能够有效地将岩心的润湿性由液湿改变为气湿.通过岩心自发渗吸实验发现,在气/水体系和油/气体系中,经该气湿反转剂处理后,岩心中液体的饱和度分别由处理前的59％和50.9％降到了38.9％和48.1％.岩心耐冲刷性实验结果表明,经该气湿反转剂处理的岩心表面耐冲刷性好.     

润湿性改变对压裂液返排的影响

压裂破胶液长期滞留会对储层造成二次伤害。受储层物性和地层水影响,单纯通过添加表面活性剂的手段,难以保证持久的低界面张力,达不到高效、快速返排的目的。介绍了一种“双疏表面”润湿处理剂FCS,采用测量固液界面接触角的方法,评价“双疏表面”的润湿性;通过对致密砂岩驱替,计算渗透率损害率,评价“双疏表面”的形成对压裂液返排效率的影响。实验结果表明,经过FCS 处理的致密砂岩表面,形成了一层致密的分子膜,使岩石表面变成“双疏”表面,油、水固液接触角均大于90°。对比岩心驱替结果,经“双疏”处理后的岩心破胶液伤害率为18.3%,低于单纯添加助排剂的液相伤害率。固液界面接触角和岩心驱替结果证明,改变岩石表面的润湿性,使之成为“双疏表面”,不仅是一种促进压裂破胶液高效返排的行之有效的途径,也有助于后续驱替洗油,提高“三次采油”的采收率。      

改性淀粉凝胶体系控制二氧化碳窜逸技术研究

针对CO_2驱油过程中发生的窜逸问题,进行改性淀粉凝胶体系控制气窜技术研究。通过非正交实验,对改性淀粉凝胶体系进行了优化,并考察了在一定注入条件下,该体系在闭合裂缝和填砂裂缝中的注入性以及在渗透率级差组合岩心中的选择封堵性能。研究表明:改性淀粉凝胶进入闭合裂缝和填砂裂缝岩心的平均深度为岩心长度的52%和55%,一次气驱基础上平均提高采出程度为12.3和14.5个百分点。在渗透率级差为100和大于1000的并联岩心中注入堵剂后,综合采出程度分别提高了21.5和19.0个百分点。气窜被控制后,可有效启动裂缝以外或岩心低渗部分基质中的剩余油。改性淀粉凝胶体系成交时间可控,注入性能良好,封堵强度合适,具备矿场实施的可行性。     

塔里木盆地M区块致密砂岩气藏水锁损害影响因素评价

致密砂岩气藏在勘探开发过程中极易产生严重的水锁损害,造成气井产能下降。文中以塔里木盆地M区块致密砂岩为研究对象,采用真空饱和、恒压驱替、核磁共振相结合的手段开展了不同因素对水锁损害率的影响实验。实验结果表明：岩心初始含水饱和度越低,水锁损害率越高,当初始含水饱和度为15%和35%时,驱替120 min后水锁损害率分别为74.5%和59.1%;含裂缝岩心水锁损害程度明显低于基质岩心,岩心中黏土矿物质量分数、实验流体矿化度和黏度越高,水锁损害率也越高,而实验流体表面张力越小,水锁损害率越低。塔里木盆地M区块施工时,应选择合适的作业流体和施工压差,尽可能减少作业时间,降低水锁损害程度。另外,可以通过增大生产压差、水力压裂、注入解水锁剂及干氮气等措施解除水锁损害。     

改性淀粉凝胶体系控制CO2窜逸技术研究

针对CO₂驱油过程中发生的窜逸问题,进行改性淀粉凝胶体系控制气窜技术研究。通过非正交实验,对改性淀粉凝胶体系进行了优化：4.00%淀粉+4.00%丙烯酰胺单体+0.05%交联剂+0.18%成胶控制剂。考察在一定注入条件下,该体系在闭合裂缝和填砂裂缝中的注入性以及在渗透率级差组合岩心中的选择封堵性能。研究表明：改性淀粉凝胶进入闭合裂缝和填砂裂缝岩心的平均深度为岩心长度的52%和55%,一次气驱基础上平均提高采出程度为12.3和14.5个百分点。在渗透率级差为100和大于1000的并联岩心中注入堵剂后,综合采出程度分别提高了21.5和19.0个百分点。气窜被控制后,可有效启动裂缝以外或岩心低渗部分基质中的剩余油。改性淀粉凝胶体系成交时间可控,注入性能良好,封堵强度合适,具备矿场实施的可行性。     

低渗透裂缝性油藏 CO2驱两级封窜驱油效果研究

为了解决低渗透裂缝性油藏实施CO_2驱油过程中发生的气体窜逸问题,提出了在用改性淀粉凝胶体系调堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道的"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油技术,即选择改性淀粉凝胶体系(4%改性淀粉+4%丙烯酰胺+0.05%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺+0.18%成胶控制剂叔丁基邻苯二酚)和乙二胺分别作为裂缝、基质中高渗通道的封堵剂。分别考察了改性淀粉凝胶体系对岩心裂缝、乙二胺对基质中高渗通道的封堵、驱油效果,研究了"改性淀粉凝胶+乙二胺"两级封窜驱油作用。结果表明,45℃下,单独使用改性淀粉凝胶可对渗透率0.65×10~(-3)μm~2岩心的填砂裂缝进行有效封堵,封堵后CO_2气驱时岩心进出口压差基本恒定,凝胶具有良好的封堵强度,气体流速降低81%,采出程度提高25%;单独使用加入乙醇保护段塞的乙二胺体系可对渗透率1.37×10~(-3)μm~2的岩心的相对高渗带形成封堵,气体流速降低85%,采出程度提高5.3%,但是不加乙醇保护段塞的乙二胺很难注入低渗岩心;渗透率4.5×10~(-3)μm~2填砂裂缝岩心在用改性淀粉凝胶体系封堵裂缝的基础上继续用乙二胺封堵高渗通道,注入压力分别高达3.5 MPa和5.6 MPa,注入改性淀粉凝胶后再注入乙二胺后岩心采出程度分别提高29.2%和23.3%,两级封窜驱油效果明显。     

低渗透储层水锁效应实验

水锁效应即毛细管弯液面两侧非润湿相压力与润湿相压力之差。水锁伤害主要由毛管压力和贾敏效应产生的附加压力引起。水锁效应的影响因素主要包括含水饱和度、压力、岩石润湿性、水相侵入深度和压差等。室内岩心水锁模拟实验结果表明,岩心水锁渗透率伤害率随着渗透率增加而明显降低,且驱替至油相渗透率稳定所需时间越长,水锁伤害越严重;含水饱和度越低,水锁伤害越严重,此时油相渗透率降低,且驱替压力升高。防水锁剂的最佳使用浓度(质量百分数)为10%,可使岩心油相渗透率伤害率降低50%～80%,驱替压力降低60%。添加醇等助剂时,5%防水锁剂可达到与10%防水锁剂相当的效果。     

凝析油气藏气湿反转解水锁的实验研究

气湿反转是目前解决油气藏水锁损害的有效方法之一.通过溶胶-凝胶法和氟烷基甲基丙烯酸共聚物Zonyl 8740的修饰,使岩心表面的润湿性发生了气湿反转.通过做接触角测量实验,发现溶胶的陈化时间、溶胶-凝胶处理时间、热处理温度、氟化浓度和氟化时间对岩心的浸润性有明显的影响.毛细管上升实验结果表明,用溶胶和Zonyl 8740处理后,气/水体系和油/气体系中的润湿性由优先液湿转变为气湿.利用扫描电子显微镜对处理岩心表面的形貌和能谱进行分析显示,用溶胶和Zonyl 8740共同处理岩心后,岩心表面具备了微细的粗糙结构和低表面能物质.岩心驱替实验结果表明,通过Zonyl 8740处理后,岩心中水的渗透率比未处理时增大了4倍.     

Wy-气润湿性岩石吸附甲烷的实验和量子化学研究-李颖颖，宣扬，蒋官澄，王大喜，刘冰

为解决凝析气藏开采中反凝析液堵塞损害和低渗特低渗储层液相圈闭损害,气润湿方法近年来成为研究热点,然而岩石的润湿性改变后,其表面对 CH4的吸附能力变化不容忽视。为此,对气润湿反转前后固体对 CH4的吸附能力变化进行了实验和量子化学研究。采用 AST系列煤层气吸附/解吸实验装置对气润湿反转前后石英砂对 CH4的吸附能力进行测试,并依据所提出的液湿和气润湿岩石表面原子簇模型,利用量子化学从头计算法（HF-3-21G）计算了两种润湿性表面与 CH4分子的相互作用关系,包括吸附势阱和吸附距离。在同等平衡压力条件下,气润湿石英砂对 CH4 的吸附量约比液湿石英砂低 1 个数量级;量子化学研究结果表明,气润湿反转后的固体表面对 CH4分子的吸附能力减弱,吸附距离增加约 1nm,CH4分子在液湿岩石和气润湿岩石表面均为单分子层物理吸附。     

覆压对致密砂岩人工闭合裂缝渗透率的影响

目前低渗透致密油气藏开发主要采用体积压裂技术,形成的大规模缝网中有相当部分次级裂缝未被填砂,在地层受力不均的情况下会发生闭合或者剪切滑移,对储层渗透率改善具有重大影响。采用实验方法研究致密砂岩岩心人工闭合裂缝渗透率随覆压增大的变化规律,结果表明:人工裂缝即使在完全闭合的情况下仍然可以比岩心基质渗透率平均增大950.4倍;裂缝错位后的渗透率也比闭合时的渗透率有所增加,其增大程度与错位程度和裂缝壁面的粗糙度有关,错位程度和粗糙度越大,渗透率增加幅度就越大。实验还表明,覆压增大对人工裂缝闭合和错开时的岩心渗透率影响均不大,在6%范围以内。     

润湿反转剂提高灰岩裂缝油藏基质系统水驱采收率实验

大港油田官3断块属生物灰岩，裂缝发育，水驱条件下储量动用难。针对润湿反转剂的界面吸附和润湿反转特性，结合该断块灰岩油藏混合润湿的特点，进行了油藏岩心水驱效果评价及润湿反转剂提高水驱采收率方法的室内研究。结果表明，润湿反转剂具有低吸附、高活性的特点，可有效地提高基质系统原油采出程度，实验条件下，可提高水驱采收率8％以上。     

苏里格上古气藏液锁伤害机理及防治技术探讨

液锁效应是影响气井生产的重要因素,在低渗透、特低渗透的致密砂岩气藏中,由于孔喉细小,非均质性强,液锁效应更加显著。苏里格上古气藏在钻采过程中存在着不同形式的液锁伤害,本文系统分析了其损害机理和主要影响因素。液锁伤害程度主要与储层渗透率、孔隙度、初始含水饱和度及油水界面张力有关,还与储集层岩性、胶结物类型及含量、孔隙结构特征和侵入流体的性质有关。通过分析苏6区块28口老井在不同生产条件下的液锁解除实践,结合目前苏里格气田排水采气措施有效率有待提高的现状,提出开展液锁防治技术研究的必要性和储层气润湿反转、含氟烷基泡排剂研制以及利用气举开展液锁解除的工艺探讨,以期进一步提高苏里格上古气藏的综合开发效益。     

特低渗透砂岩油藏压裂液损害实验评价

以镇泾油田长8组砂岩油层为研究对象,探讨了压裂液损害评价方法,并进行压裂液滤液对基块岩样渗透率损害率和压裂破胶液动态滤失对造缝岩样返排恢复率测定的压裂液动态损害实验;考察了压裂液与地层流体、工作液之间的配伍性,压裂液和原油的润湿性,测定了压裂液乳化率和残渣。压裂液原胶液组成为0.4%HPG(瓜尔胶)+0.4%AS-6(季铵盐类黏土稳定剂)+0.3%CX-307(阴离子型破乳助排剂)+0.1%HCHO(杀茵剂)。实验结果表明,原油与破胶液按3:1、3:2、1:1体积比混合后的乳化率均在60%以上,而破乳率仅为12.00%～23.77%。压裂液残渣含量平均为703 mg/L,易阻塞储层渗流通道。裂缝岩样经压裂液驱替后的返排恢复率为1.48%～85.83%;当裂缝充填支撑剂后的返排恢复率为0.02%～42.9%,较单纯裂缝岩样低。基块岩样压裂液乳化损害程度强,平均损害率为89.83%;残渣液损害程度强,平均损害率为73.71%;压裂液滤液损害程度中等偏弱,平均损害率为44.85%。压裂液产生的润湿反转使岩石由水湿转化为油湿。固相侵入、碱敏、润湿反转是储层损害的主要因素。固相侵入的损害率为28.86%,润湿性相关的损害率为44.98%,基块岩样碱敏损害率26.38%、裂缝岩样为32.18%。建议采用清洁压裂降低残渣损害、选用合适的表面活性荆提高返排率,为该油田储层保护和有效开发提供支持。     

气润湿岩石表面气体吸附作用的量子化学研究

为解决凝析气藏开采中反凝析液堵塞损害和低渗特低渗储层液相圈闭损害,"气润湿"方法近年来成为研究热点,然而岩石的润湿性改变后,其表面对甲烷吸附能力的变化不容忽视。为此,依据所提出的液湿和气润湿岩石表面原子簇模型,利用量子化学从头计算法(HF-3-21G)对气润湿反转前后固体对CH4、CO2、H2O和N2的吸附能力变化进行了研究。结果表明,气润湿反转处理后,岩石表面对所测试的4种流体的吸附能力均减弱;在气润湿岩石表面,吸附能力由强到弱的顺序为:CO2H2OCH4N2,且CH4、H2O、CO2和N2分子在液湿岩石和气润湿岩石表面均为单分子层物理吸附。     

改变低渗透砂岩亲水性油气层润湿性对其相渗透率的影响

为了研究改变低渗透砂岩亲水性油气层润湿性对其气水相有效渗透率的影响，用自主研发的一种能改变亲水岩石表面性质（由亲水改为中性弱亲油）的润湿反转剂LW-1进行了实验研究。实验结果表明，用LW-1处理低渗透亲水气层岩心，改变其岩石表面的润湿性后，可使气体有效渗透率平均提高1．06倍；处理低渗透亲水油层岩心，改变其岩石表面的润湿性后，可使水相有效渗透率平均提高2．6倍。认为改变低渗透亲水油气层的岩石表面润湿性，是降低其遭受侵入水伤害程度、提高增注能力和改善压裂增产过程中侵入水返排效果的有效手段之一。     

气润湿性岩石吸附甲烷的实验和量子化学研究

为解决凝析气藏开采中反凝析液堵塞损害和低渗特低渗储层液相圈闭损害,气润湿方法近年来成为研究热点,然而岩石的润湿性改变后,其表面对CH₄的吸附能力变化不容忽视。为此,对气润湿反转前后固体对CH₄的吸附能力变化进行了实验和量子化学研究。采用AST系列煤层气吸附/解吸实验装置对气润湿反转前后石英砂对CH₄的吸附能力进行测试,并依据所提出的液湿和气润湿岩石表面原子簇模型,利用量子化学从头计算法（HF-3-21G）计算了两种润湿性表面与CH₄分子的相互作用关系,包括吸附势阱和吸附距离。在同等平衡压力条件下,气润湿石英砂对CH₄的吸附量约比液湿石英砂低1个数量级;量子化学研究结果表明,气润湿反转后的固体表面对CH4分子的吸附能力减弱,吸附距离增加约1nm,CH₄分子在液湿岩石和气润湿岩石表面均为单分子层物理吸附。     

气湿性纳米SiO_2颗粒对岩心润湿反转及解水锁机理

使用气湿反转剂能解除凝析气藏等温降压开采过程中产生的液锁损害,但目前的气湿反转剂存在价格高、用量大、气湿反转效果差等缺点。为此,通过采用改进的Stober法制备均一粒径的纳米SiO_2颗粒,再对其表面进行功能化修饰,合成出了具备气湿反转功能的纳米颗粒,其最佳合成条件为,正硅酸乙酯和氨水的用量均为1~2 m L,非离子型氟碳表面活性剂FG24的浓度为0.3%。通过接触角法、Owens二液法和自吸吸入法研究了纳米SiO_2颗粒对岩心润湿性的影响。研究表明,用0.3%气湿性纳米颗粒流体处理岩心,水相和油相在岩心表面的接触角可由未处理时的23°和0°增至157°和135°;岩心的表面能由67.9 m N/m降至0.23 m N/m;岩心的液相饱和度由87%和73%降至3.5%和32%,水相和油相的自吸速率由0.26和0.27 m L/min在2 h内降至0。实验还测定了气、油相在气(油)-纳米流体-岩心体系中的接触角,探索分析了气湿性纳米SiO_2颗粒的作用机理。结果表明,该纳米颗粒具备良好的气湿反转功能。