动态接触角研究

动态接触角研究是研究流体渗流微观规律的基础,在选择提高采收率的方法及模拟油藏动态试验等方面具有重要意义。国外从分子理论和动力学角度对动态接触角与驱替速率、液体的毛细管数、黏度比之间的关系进行理论研究,实验研究结论为:较低驱替速率时,动态接触角的余弦差与驱替速率呈线性关系;较高驱替速率时,动态接触角的正切与驱替速率的对数呈线性关系;表面活性剂使液-液界面的动态接触角变小,滞后接触角增大;固体表面粗糙度对动态接触角的影响不大。国内目前主要采用实验方法研究动态接触角,根据插板法实验得出中性玻璃片在气／水和气／油系统中前进接触角的余弦与驱替速率呈线性关系;后退接触角的余弦与驱替速率呈两段线性关系,驱替速率高时的斜率比驱替速度低时的斜率大。图5参17     

动态接触角研究

动态接触角研究是研究流体渗流微观规律的基础，在选择提高采收率的方法及模拟油藏动态试验等方面具有重要意义。国外从分子理论和动力学角度对动态接触角与驱替速率、液体的毛细管数、黏度比之间的关系进行理论研究，实验研究结论为：较低驱替速率时，动态接触角的余弦差与驱替速率呈线性关系；较高驱替速率时，动态接触角的正切与驱替速率的对数呈线性关系；表面活性剂使液-液界面的动态接触角变小，滞后接触角增大；固体表面粗糙度对动态接触角的影响不大。国内目前主要采用实验方法研究动态接触角，根据插板法实验得出中性玻璃片在气／水和气／油系统中前进接触角的余弦与驱替速率呈线性关系；后退接触角的余弦与驱替速率呈两段线性关系，驱替速率高时的斜率比驱替速度低时的斜率大。图5参17     

防垢剂吸附性能实验研究

通过静态烧杯实验和动态岩心驱替实验对井下挤注用防垢剂的吸附性能进行了研究.静态实验结果表明,SA1320C、BHF-06和BHF-02三种防垢剂均为平衡吸附型防垢剂;温度对防垢剂吸附性能的影响较小;三种防垢剂的饱和吸附量都随着平衡浓度的升高而近似呈线性关系增大.动态岩心驱替实验结果表明,防垢剂在岩心中的吸附量与注入时间/注入孔隙体积倍数在实验初始阶段成线性关系,吸附量达到饱和需要一定的时间.现场挤注应用时,应综合考虑各种因素的影响,优选药剂,优化施工参数,使防垢效果和经济效益达到最佳.     

驱替速率对自吸相对渗透率和残余饱和度的影响

自吸动力网络模型是建立在复杂的薄膜流动、膨胀和流体的吸跃迁的客观描述基础上的.该模型表明,薄膜膨胀是受毛管力的控制的非经性的扩散过程;前缘驱替与跃迁的竞争与速度相关,这就决定了速率与相对渗透率和残余饱和度有关.为了对比目前使用的拟静模型,模型中跃进只受接触角控制,动力网络模型把驱替速率作为一种附加的跃迁抑制机理.网络模型用于分析驱替速率、接触角、孔喉比、孔喉形状对相对渗透率的影响.计算的相对渗透率和残余饱和度与实验室对强水湿的贝雷砂岩实测数据进行了对比.驱替速率对特定岩石和湿相影响的程度取决于孔喉比的大小,孔喉比越大,影响程度越高.     

接触角测量的新方法

当液相的表面张力已知时,接触角的测量为计算固相本身的表面张力提供了可能性。反过来固相表面张力是决定固－液润湿性能的重要因素,如果固－液完全润湿（接触角θ＝0）,则固体的表面张力一定与液体的表面张力相等,通常认为接触角越小,润湿性能越好,且润湿速度越快。在原油注水开采中,本来岩石是亲水性的,当它与原油接触后,原油中含有的天然活性物依极性相近规则吸附于砂岩表面上,使砂岩表面为亲油表面,这样不利于水驱油。为了改变岩石的亲油性,在注水或三次采油中加入活性剂,就使岩石表面发生再吸附,重新变成亲水表面,从而达到有利于驱油的目的。活性剂与岩石的接触角越小,润湿性能越好,水驱油的效果越好。怎样准确的测量固体与液体的接触角成为至关重要的因素。通过实验研究发现：采用K－12接触角测量仪,可以准确地测量出固体与液体之间的接触角。     

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。      

致密砂岩油藏高温高压动态渗吸特征及影响因素

为解决致密砂岩油藏水驱过程中基质动用程度低的问题,开展了4种典型表面活性剂作用下的注水吞吐动态渗吸岩心实验,研究了表面活性剂质量分数、驱替速度、注入量、闷井时间、渗透率、裂缝对动态渗吸效果的影响。研究结果表明:动态渗吸驱油效率随驱替速度的加快先提高后降低,随表面活性剂质量分数、注入量和闷井时间的增加而提高,但驱油效率的增幅不断降低;采用AEO-2型阴离子表面活性剂的渗吸效率最高,其最佳注入方式为0.3%质量分数、0.1 mL/min驱替速度、1.2倍孔隙体积注入量和18 h闷井时间;渗透率、裂缝与动态渗吸效率呈正相关性,开展大规模体积压裂和酸化改造是提高动态渗吸效果的重要因素。矿场试验结果显示,油井经过注水吞吐动态渗吸后,平均产油量提高幅度达166%,平均含水率下降幅度达25.8%,增油降水效果显著,具有较大的应用和推广前景。     

致密砂岩油藏动态渗吸驱油效果影响因素及应用

渗吸驱油作为致密砂岩油藏高效开发的一项重要技术措施,近年来受到越来越多的关注。致密砂岩油藏渗吸驱油效果的影响因素较多,以鄂尔多斯盆地某区块致密砂岩储层为研究对象,通过岩心动态渗吸驱油实验,评价了渗吸液类型、渗吸液浓度、渗吸液注入量、驱替流速、反应时间以及岩心渗透率对储层岩心动态渗吸驱油效果的影响。结果表明：渗吸液中加入非离子表面活性剂HYS-3能够显著提高动态渗吸驱油效率;渗吸液中表面活性剂的浓度越高、渗吸液注入量越大、反应时间越长、岩心渗透率越高时,动态渗吸驱油效率越高;随着驱替流速的增大,岩心动态渗吸驱油效率呈现出先增大后减小的变化趋势;动态渗吸驱油实验最优参数为：驱替流速为0.2 mL/min,渗吸液为0.5% HYS-3,渗吸液注入量为1.0 PV,反应时间> 48 h。矿场应用试验结果表明,实施注水吞吐动态渗吸驱油方案措施后,S油田5口井的日产油量是措施前的2倍多,含水率明显下降,增油效果显著。     

水预润湿对液体管道流动阻力特性的影响

为了探讨水预润湿历史对液体流动阻力特性的影响,选取26#白油为实验液体、自来水为预润湿液体,采用接触角测定仪和循环管路实验平台,分别测量了白油在304不锈钢管和有机玻璃管水预润湿前后的接触角以及水预润湿条件下两种管段内的流量和压降。实验结果表明,白油在水预润湿304不锈钢管的接触角远大于未预润湿时,相同流量下的压降和摩阻系数均比未预润湿时小;而白油在水预润湿有机玻璃管的接触角反而不如水在其表面的接触角,相同流量下的压降和摩阻系数均比未预润湿时大。由此可见,水预润湿历史对流动阻力的影响与液-液-固界面接触角的大小相关,并非均有益于减阻。     

稠油油藏火驱驱替特征实验研究

火驱驱替特征是火驱的复杂物化过程和油藏地质条件综合作用的结果,是火驱方案设计和跟踪调控的重要基础。利用一维热跟踪补偿燃烧管实验装置,对比分析了不同性质稠油线性火驱的驱替特征,并与烟道气驱驱替特征进行对比。结果表明：原油黏度对火驱产液速率影响较大,黏度较低时火驱初期产液速率较高,大部分原油在中前期采出;黏度较大时,初期产液速率较小,甚至不产液,大部分原油在火驱中后期产出。火驱阶段含水率主要由地层初始含水饱和度（火驱前含水饱和度）决定。当地层初始含水饱和度高于束缚水饱和度时,火驱初期含水率较高,之后逐渐降低并趋于稳定。火驱初期（注气量小于1 PV）的生产动态特征与烟道气驱相近。在持续开发过程中,火驱仍保持稳定的采油速度,而烟道气驱采出程度增幅放缓。火驱开发的原油采出程度与累积注气量呈近似线性的关系,表明要保证火驱开发的效果则需保证相应的注气量。     

气湿性评价方法研究

通过室内模拟实验,对毛细管力上升法、接触角法和Washburn法等3种气湿性评价方法进行了研究,并讨论了这些方法的特点。结果表明:毛细管力法是一种简单、准确的方法,但气湿性较强时,无法定量地评价气湿性的程度;接触角法可以简单、直观地判断固体表面的气湿性,并且能根据液相接触角的大小,定量地评价表面气湿性;Washburn法能够很简便地评价粉体表面是否存在气湿性,但气湿性较强时,则不能进行定量评价。     

Investigating wettability contact angle measurement in Kuwaiti heavy oil reservoir and modeling using 2D imaging technologies

Wettability contact angle characterization will be investigated by 2D technologies and a deterministic model is developed. Deterministic approach is a robust technique using 2D image capturing and image analyses that are applied on a Kuwaiti silty sandstone reservoir to accurately quantify wetting contact angle trends in the rock sample. And, then, generate all possible pore contact angles. In this study, heavy oil recovery prediction model is also developed by constructing mathematical model based on statistical grouping and averaging for all measured pore-walls available and quantifying wetting contact angle follows morphological approach that has greater confidence.     

裂缝性碳酸盐岩油藏可视化模型水驱油实验

为了更好地认识裂缝性碳酸盐岩油藏的渗流机理,结合油藏实际地质特征,利用真实岩心设计制作了可视化网络裂缝模型,考察了注入速度、模型倾斜角度等因素对注水效果的影响,以及水驱油过程中的油水运动分布特征。观测到由于受裂缝性油藏非均质性的影响,水驱后残余油存在形式主要有孤滴状、角隅状及膜状等,每种残余油的形成机理也不同。实验结果表明:水驱油时,驱替速度与采出程度不成正比,而是存在一个最佳驱替速度,即临界驱替速度;剩余油的形成和分布主要受岩石表面润湿性、裂缝连通性和重力分异的影响;水驱油效率与裂缝地层倾斜角度有关,地层倾斜角度越小,采出程度越高。裂缝性油层较厚时,水驱后油层顶部可能会有大量剩余油,仍具有较大开发潜力。     

渝东南地区页岩润湿性的定量表征研究

以渝东南地区五口井页岩为研究对象,采用光学接触角测试方法测试其润湿性,并对比分析页岩润湿性特性与地层压力系数、解析速率、黏土含量、TOC之间的相关性,找出不同页岩储层间润湿性变化特点,总结影响页岩润湿性变化的可能因素。最终得出研究结果:①常压井的白油/岩石的平均接触角相对较低,即更具有亲油性;超压井的水/岩石的接触角较低,即更具有亲水性;②在解析速率方面,发现高解析速率的页岩气井的亲水、亲油的程度均高于低解析速率的页岩气井;③页岩TOC越高,其亲油程度越高,但亲水性影响不大,表明有机质含量与亲油性存在直接联系。最后,利用杨氏方程,通过界面张力来定量表征岩石的润湿性特点,可用于接触角法评价页岩润湿性的应用研究。     

井下闭环可控弯接头导向节受力摩擦磨损研究

导向节是旋转导向钻井工具可控弯接头重要的组成部分.为研究导向节工作过程中钢球在滚道内所受接触应力、摩擦力及磨损的影响,根据Hertz(赫兹)接触理论,运用MATLAB软件计算了导向节中钢球与滚道之间接触应力的大小,建立了钢球与滚道之间的几何模型,分析了转角、轴间摆角和角速度对摩擦力的影响以及对体积磨损率大小的影响规律....     

提升管反应器不同喷嘴角度的气固流动特性研究

在大型循环流化床冷态模拟试验装置上对喷嘴与提升管竖直方向的不同夹角进行了考察。对3种不同夹角结构下的颗粒浓度轴径向分布、瞬时颗粒浓度信号以及概率密度进行了分析研究，结果表明：在预提升段和输送段3种结构并无明显差别，颗粒浓度以及瞬时信号波动的差别主要集中在喷嘴上方附近区域；相比于传统等径提升管而言，变径提升管内床层固含率增加，颗粒浓度分布更加均匀，颗粒浓度梯度减小，有利于气固两相的混合与接触；在变径提升管内，随着喷嘴角度的增大，气体在整个截面上的扩散速度增加，径向分布更加均匀，气固分离现象得到了有效抑制，气固湍动剧烈，接触效率较高。     

A rapid method for interfacial tension calculation between rock plug and crude oil based on contact angles,application for EOR

Interfacial tension and contact angle are two specific important parameters to take decisions for enhanced oil recovery, for instance, proper chemicals to use for surface tension reduction, expected wettability of solids, interaction between crude oil and rock. For this purpose, the article presents a method for easy calculation of the solid-liquid interfacial tension based on contact angle measurements applying Neumann's correlation and Young's equation. The main idea stands on the calculation of the rock parameters, like wettability, with known substances and extend these results to crude oils. It was possible, based on the results obtained, to establish a relationship between solid-liquid interfacial tension and contact angle for the crude oil – rock system, which can definitively be used for the calculation of interfacial tension of any other fluid spread out on the same kind of rock. A linear regression was obtained with an accuracy as good as R² = 0.9989. Viscosity as a function of contact angle could also be obtained for the studied crude oils in the same kind of rock.     

Characterization of reservoir systems at elevated pressure

The efficiency in enhanced oil recovery strongly depends on interphase behaviour of the participating fluids and solids. Analysis is carried out using experimental techniques for recording contact angles and interfacial tension at elevated pressure and relating these data by use of known approaches from literature. Even in fairly incompressible liquid–liquid–solid systems the solid–liquid interfacial energies are shown to change at rising pressure. Combination of measured contact angles of a ternary water–n–alkane–dolomite system with those of the respective binary systems enables estimation of surface and interfacial energies of rock surfaces. In the presence of gases, especially methane, the water–n-alkane interfacial tension as well as the contact angle of a (non-wetting) water drop on dolomite in n-alkane is decreased which is only possible if the interfacial energy of n-alkane–dolomite rises based on Young's law. In a water-wet system, wetting by water was also observed to improve under pressure which is attributed to a decreasing water–rock interfacial energy since the water–oil interfacial tension is increased at the same time.     

苏里格气田盒8致密气层弹性反演

叠前弹性阻抗反演是建立在非零偏移距的基础上,利用纵波速度、横渡速度、密度进行的一种信息量丰富、分辨率高、计算速度快的反演方法.针对苏里格地区盒8气层多解性特点应用了弹性阻抗反演的方法,为了对气水界面进行区分达到更好效果,对不同入射角度的选取也至关重要.首先利用测井及岩石物理性质进行相关性分析求取了最佳的弹性阻抗角度,并...