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。     

致密油藏纳米微乳液性能评价与驱油机理分析

自发渗吸为致密油藏提高采收率的主要方式,但常规驱油所用的表面活性剂易被岩石吸附,吸附损失较大,在苛刻油藏中不能满足强化采油的使用要求,提高自发渗吸采收率效果不明显。以环辛烷、脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂、乙二醇、三乙醇胺为原料,制得以有机相为内相、表面活性剂为壳膜的纳米微乳液。通过界面张力及润湿反转实验揭示了其驱油机理,通过自发渗吸实验验证了提高采收率效果。结果表明,0.3%的纳米微乳液体系粒径尺寸约为10 nm,油水界面张力为3.56 m N/m,可将油湿石英片表面的润湿性（130.6°）反转为水湿表面（11.7°）,具有良好的润湿反转能力。岩心在该乳液中的最终自发渗吸采收率为43.2%,约为水的2.4倍,自发渗吸提高采收率效果显著。     

表面活性剂提高致密油藏渗吸采收率研究

为了明确表面活性剂改变岩石润湿性及降低界面张力的特性对致密油藏渗吸采油的作用效果,获得表面活性剂渗吸采油的有利条件,通过测量岩心接触角和表面活性剂溶液与油间的界面张力,研究了3 种常用表面活性剂重烷基苯石油磺酸盐（ZPS）、十二烷基苯磺酸盐（SDBS）和磺基甜菜碱（SB）对致密岩心渗吸采收率的影响,分析了自发渗吸机理。结果表明,阴离子表面活性剂改变岩心润湿性的能力好于非离子表面活性剂,两种阴离子表面活性剂（ZPS、SDBS）将岩心表面由油湿反转为水湿,非离子表面活性剂（SB）降低了岩心表面接触角,但未达到润湿反转的效果;油湿岩心介质在注入水溶液中不发生渗吸,表面活性剂引起的接触角改变可实现油湿岩心渗吸采油;岩心原始润湿性影响渗吸采收率,渗吸采收率增幅从大到小依次为水湿岩心>中性岩心>油湿岩心;三种表面活性剂均可使界面张力降至最佳渗吸界面张力范围10^-1～10^-2mN/m,油水界面张力的降低有利于提高岩心自发渗吸采收率。图1 表1 参12     

低渗透致密砂岩储层孔隙结构对渗吸特征的影响

为深入研究低渗透致密储层中不同孔隙结构的渗吸机理及对渗吸过程的影响,以邦德系数、无因次时间下的自吸驱油效率为评价指标,通过压汞、扫描电镜和核磁共振等多种实验手段,在对鄂尔多斯盆地东部X区长6段低渗透致密砂岩储层孔隙结构分类的基础上,研究不同孔隙结构对渗吸特征和自吸驱油效率的影响。结果表明:低渗透致密砂岩储层可以分为中大孔型和微孔缝型2种孔隙组合。不同孔隙结构组合的岩心中,中大孔喉的比例决定自吸驱油效果,残余油主要滞留在微孔喉中。中大孔型岩心中大孔喉比例高,地层水和表面活性剂中自吸驱油效率高,自吸过程受到毛管力作用较弱,表面活性剂改善驱油效果和渗吸方式明显;微孔缝型岩心中大孔喉比例小,毛管阻力影响大,地层水和表面活性剂中自吸驱油效率低。表面活性剂可以明显改变渗吸方式,提高自吸驱油效率,但仍有一部分残余油滞留束缚在微小孔喉中。     

子长油区致密砂岩储层渗吸驱油主控因素分析研究

对于致密砂岩储层渗吸驱油的研究,多致力于各影响因素与岩心驱油效率、驱油速率等之间的关系,为进一步量化表征各影响因素对于致密砂岩储层渗吸驱油影响的强弱,以鄂尔多斯盆地子长油区天然致密砂岩样品为例,通过自发渗吸实验,研究了岩心尺寸、品质系数、界面张力、润湿性、矿化度、初始含水、原油黏度等因素对于渗吸驱油作用的影响,并通过实...     

表面活性剂复配提高超低渗油藏渗吸采收率

超低渗油藏开发主要靠压裂渗吸开采基质原油,但通常水驱渗吸采收率低,而表面活性剂复配可以提高渗吸采收率。通过对复配体系的性能分析,探讨表面活性剂体系复配对超低渗油藏渗吸采收率的影响规律。针对阴离子表面活性剂HABS、非离子表面活性剂APG1214及两者复配体系,采用渗吸瓶试法测定不同体系处理岩心的渗吸采收率效果;研究了渗吸体系与原油之间的界面张力、岩心经渗吸体系浸泡前后的接触角变化、体系乳状液稳定性3种因素对采收率的影响。结果表明,岩心在复配体系中的自发渗吸采收率最高(10.43%),而HABS体系仅为4.57%,KCl体系只有2.2%,APG1214体系不能发生渗吸。复配体系与原油间的界面张力能达到10-2mN/m数量级,并可将强水湿岩心转变为润湿角接近90o的弱亲油岩心,同时复配体系易与油生成乳液且乳液易聚并。岩心驱油实验中,复配体系的注入压力最小,采收率增幅最大。超低渗油藏渗吸采油率的提高需要低界面张力、偏中性润湿的超低渗岩心,易生成可聚并的乳状液,乳状液过于稳定不利于渗吸采油。图4表2参16     

低渗储层动静态渗吸采油效果实验研究

渗吸采油是低渗、超低渗储层有效开发方式之一,明确动、静态渗吸采油特征差异,评价影响渗吸效果的主控因素敏感性一直是该类储层渗吸采油研究的核心。基于低渗储层基质岩心,开展了动、静态渗吸对比实验,分别评价了初始渗透率、孔隙结构、渗吸压力、裂缝、边界条件及渗吸介质等因素对低渗储层渗吸驱油效果的影响。研究结果表明：1)在静态渗吸实验方法下,随着渗吸压力的增大,采出程度呈现先增大后减小的趋势;孔隙结构越好,较高初始渗吸速度的持续时间越长,渗吸驱油效率越高;随着初始渗透率、渗吸表面积及界面张力的变大,渗吸采收率呈上升趋势。2)在动态渗吸实验方法下,采出程度、驱油速度与渗吸压力呈正相关趋势,其余因素对渗吸驱油效果的影响规律与静态渗吸驱油规律基本一致。3)相较于静态采收率,动态采收率在渗吸-驱替的协同作用下明显更高;此外,驱替作用对采收率的贡献程度与渗透率、孔隙结构、渗吸压力以及岩心端面开放程度呈正相关趋势,与表面活性剂溶液界面张力呈负相关趋势。该研究成果对低渗储层渗吸采油方式优化具有一定借鉴价值。     

表面活性剂对页岩油储层高温高压渗吸驱油效果的影响因素

为了搞清表面活性剂对页岩油储层高温高压渗吸驱油效果的影响,利用核磁共振技术手段,在模拟地层温度和压力的条件下,对页岩岩心在表面活性剂溶液中的渗吸驱油效果进行了研究。结果表明：复合表面活性剂FST-1可以有效降低油水界面张力并具有良好的润湿反转效果,当其质量分数为0.2%时,渗吸驱油效率达到最大;实验温度和压力越高,复合表面活性剂FST-1对页岩岩心的渗吸驱油效果越好,在温度为80℃、压力为15 MPa条件下最终渗吸驱油效率可以达到30.94%;页岩岩心表面越亲水,渗吸驱油效果越好;对于渗透率为0.008×10^-3～0.615×10^-3μm²的页岩岩心,渗吸驱油效率均能达到25%以上。研究认为复合表面活性剂FST-1能够通过降低油水界面张力和改变岩石润湿性的作用提高页岩岩心的渗吸驱油效率。研究成果可为页岩油藏的高效合理开发提供理论依据。     

松辽盆地北部致密砂岩高温高压吞吐渗吸实验

为明确致密砂岩储层的吞吐渗吸采油机理,优选最佳吞吐渗吸介质,建立了可准确模拟致密储层动态高温高压吞吐渗吸采油过程的物理模拟实验方法和装置,并选取松辽盆地北部致密砂岩储层天然岩心,开展了孔渗物性、油水黏度比、润湿性、渗吸体面比、渗吸介质及生产压差等因素对致密储层吞吐渗吸开发效果的影响实验研究。结果表明：松辽盆地北部致密砂岩储层吞吐渗吸采出程度随着孔渗物性的增加而增大,随着油水黏度比和渗吸体面比的增大而减小;相同物性级别的亲水岩心渗吸驱油效果好于亲油岩心;裂缝的存在可增加渗吸开发效果;在渗吸置换作用的范围内,提高生产压差对增加渗吸驱油效果的作用不显著,但可提高返排效率。研究认为,活性水的渗吸驱油效果好于低矿化度清水,低矿化度清水好于模拟地层水,胍胶压裂液滤液对储层有一定的伤害,其吞吐渗吸驱油效果较差,建议缩短压裂液在地层中的滞留时间。研究成果可为松辽盆地北部致密砂岩油藏吞吐渗吸开发技术的高效应用提供借鉴和指导。     

无机盐对亲水砂岩化学渗吸的影响

利用国产露头砂岩岩心,研究了亲水条件下,无机盐对岩心采用表面活性剂溶液进行自发渗吸驱油的规律和采收率的影响。研究表明,无机盐对亲水砂岩的化学渗吸行为和最终渗吸采收率存在一定影响,具体表现为表面活性剂溶液中添加C2＋或SO4^2-后,随着2价离子浓度增加,采收率先小幅下降后快速增加,采收率与2价离子浓度呈类似“u”型变化特征,较高浓度的2价离子对化学渗吸具有一定促进作用。添加适量的Ca2＋或SO4^2-,可以促进岩心的化学渗吸,从而提高岩心渗吸采收率。     

微观孔隙结构对致密砂岩渗吸影响的试验研究

目前对于渗吸的研究多集中于润湿性和界面张力,微观孔隙结构作为影响自发渗吸的主要因素之一常被忽略。利用核磁共振技术对致密砂岩渗吸过程中的油水分布变化进行了研究,同时采用恒速压汞、氮气吸附、高压压汞等试验手段求取了平均孔喉比、比表面、孔隙尺寸等表征微观孔隙特征的参数,并在此基础上分析研究了微观孔隙结构对渗吸的影响。试验结果表明:在致密砂岩渗吸过程中,中等尺寸的孔隙采出程度最大;孔隙度与渗吸采收率相关性不大,而渗透率越大,储层品质越好,渗吸采收率越高;平均孔喉比和比表面均与渗吸采收率负相关,比表面越大,中小喉道分布越多,孔喉比越大,越不利于渗吸流体的吸入和非润湿相的排出;中等孔隙比例越大,渗吸采收率越高,而由于黏滞力的作用部分小孔隙无法进行有效的渗吸,小孔隙比例增大对于渗吸采收率的提高不利。因此,储渗性能较好、中等孔隙占比较高的致密砂岩储层更适宜采用渗吸采油。      

致密油藏孔喉分布特征对渗吸驱油规律的影响

自发渗吸是致密油藏中一种重要开发机理,构建准确的渗吸驱油数学模型对明确致密油藏渗吸驱油规律具有重要意义.基于毛管束模型,考虑束缚水和残余油饱和度,利用二维高斯分布函数拟合从高压压汞测量得到的致密砂岩孔喉分布,构建岩心尺度致密砂岩基质渗吸驱油数学模型,并通过致密砂岩渗吸实验对数学模型进行验证,开展渗吸规律影响因素分析,明...     

低渗透油藏自发渗吸驱油实验研究

通过低渗透亲水岩心自发渗吸实验,探讨了低渗透油藏不同界面张力体系的渗吸驱油过程。研究结果表明,注入水渗吸体系因毛细管力较高、毛细管力与重力比值较大,其渗吸过程为毛细管力支配下的逆向渗吸。与注入水渗吸结果相比,化学剂溶液因降低油水界面张力,在孔隙介质中能使更多的原油参与渗流过程,使更多的剩余油变为可动油,提高了渗吸平衡时的原油采出程度,因而提高了低渗透油藏原油的采收率。     

注入速度对砂岩渗吸性的影响

研究了盐水注入速度对亲水砂岩渗吸规律和采收率的影响,对比分析了静态渗吸与动态渗吸结果,研究结果表明,随着盐水注入速度的增加,动态渗吸采收率先快速增加后迅速下降,直至趋于稳定,采收率与注入速度呈单峰变化形态。动态渗吸采收率低于静态渗吸采收率,说明油藏渗吸需要足够时间才能充分发挥毛细管力渗吸作用。故采用渗吸技术时,注入速度应适当低速,生产上可采用间歇注采或者周期注采等措施以提高渗吸采收率。     

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。     

Performance comparison of novel chemical agents in improving oil recovery from tight sands through spontaneous imbibition

Tight sands are abundant in nanopores leading to a high capillary pressure and normally a low fluid injectivity.As such,spontaneous imbibition might be an effective mechanism for improving oil recovery from tight sands after fracturing.The chemical agents added to the injected water can alter the interfacial properties,which could help further enhance the oil recovery by spontaneous imbibition.This study explores the possibility of using novel chemicals to enhance oil recovery from tight sands via spontaneous imbibition.We experimentally examine the effects of more than ten different chemical agents on spontaneous imbibition,including a cationic surfactant(C12 TAB),two anionic surfactants(0242 and 0342),an ionic liquid(BMMIM BF4),a high pH solution(NaBO_2),and a series of house-made deep eutectic solvents(DES3-7,9,1 1,and 14).The interfacial tensions(IFT) between oil phase and some chemical solutions are also determined.Experimental results indicate that both the ionic liquid and cationic surfactant used in this study are detrimental to spontaneous imbibition and decrease the oil recovery from tight sands,even though cationic surfactant significantly decreases the oil-water IFT while ionic liquid does not.The high pH NaBO_2 solution does not demonstrate significant effect on oil recovery improvement and IFT reduction.The anionic surfactants(O242 and O342) are effective in enhancing oil recovery from tight sands through oil-water IFT reduction and emulsification effects.The DESs drive the rock surface to be more water-wet,and a specific formulation(DES9) leads to much improvement on oil recovery under counter-current imbibition condition.This preliminary study would provide some knowledge about how to optimize the selection of chemicals for improving oil recovery from tight reservoirs.     

束缚水饱和度、岩石性质对自吸的影响

自吸是裂缝性油藏采油的一个特别重要的方面。影响自吸的因素有很多,中主要研究束缚水饱和度和岩石性质自吸速度及采收率的影响。研究中使用的多孔介质分别为高渗砂岩、低渗砂岩、石灰岩。结果表明,束缚水饱和度对砂岩体系自吸速度有较强的影响。当束缚水饱和度Ｓｗｉ小于６％时,自吸速度随Ｓｗｉ增加而减小,在Ｓｗｉ为６％～１５％的范围内自吸速度达最低,当Ｓｗｉ在１５％～３０％的范围内,自吸速度随束缚水饱和度增高而升     

考虑接触面积与压差的致密砂岩气藏水相自吸行为

钻完井过程中,水相通过毛管自吸和正压差进入储层,会引起致密砂岩气藏水相圈闭损害,导致储层测井解释错判为水层,阻碍致密砂岩气藏的及时发现和准确评价。为了揭示致密砂岩气藏水相自吸行为,选取典型致密砂岩气藏柱塞岩样,分别模拟了钻开储层时水相接触岩石的岩样端面自吸、裂缝水淹后的岩样浸泡自吸和正压差下的毛管强制渗吸实验,分析了接触面积与压差对致密砂岩水相毛管自吸的影响。结果表明:自吸速率受到渗吸面积与裂缝发育程度的影响,裂缝越发育,接触面积越大,渗吸速率越快,渗吸越易达到平稳阶段;正压差促进岩石毛管渗吸作用,但受岩石物性影响明显,当岩石物性低到一定程度时,渗吸作用主要受到毛管力的控制;裂缝的存在既增加渗吸接触面积,又进一步强化正压差作用,使渗吸能力显著增加。结合实验研究认为,在钻完井过程中,预防致密砂岩气藏水相侵入应以封堵裂缝、控制压差来减少水岩接触面积和水相侵入量为主。      

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。