气湿反转解除裂缝-基质液锁的实验研究

地层凝析液和外来流体在致密砂岩凝析气藏储层中形成液锁效应大大降低气井产量是其开采过程中面临主要问题之一。通过填砂管模型模拟压裂后形成的支撑裂缝与基质岩心驱替实验,评价气润湿反转剂CRS-850对裂缝-基质双重介质"液锁"损害解除效果,得出如下结论:氟碳类气润湿反转剂CRS-850可实现岩心表面润湿性由强水湿性转变为气相润湿,处理后岩心端面"气-液-固"平均润湿角从33. 3°增大到101. 2°;气润湿反转剂显著提高岩心内部液相渗流能力,增加气驱渗透率,岩心气驱渗透率恢复效果显著,在气驱盐水基础上提高了501. 69%～673. 91%,表明气润湿反转剂有利于致密砂岩储层解除"液锁"损害;气润湿反转剂可进一步解除填砂模型模拟压裂后形成的支撑裂缝液锁损害,填砂管模型渗透率越低,气驱排水率越高,润湿性改变后的气驱排水率提高幅度也越大;同时,气润湿反转剂有利于解除压裂后形成的裂缝-基质岩心双重介质中液相损害,有效恢复率达19. 47%。     

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.     

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。     

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。     

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.     

水平井气润湿反转堵水实验研究

在油气采收过程中,水平井比直井更容易出现产出液含水率过高的现象。水平井在低渗透率油气田开发中的应用越来越普及,而针对水平井的特点,成熟的堵水方法和技术较少。通过对具有代表性的岩样进行气润湿反转实验,确定适用的气润湿反转化学剂,并对其进行热稳定性及地层配伍性实验评价,建立可视水平井堵水物理模型,进行气润湿反转剂使用前后的对比实验研究,得到水侵量、水侵速度及含水率的变化特征曲线。研究表明,气润湿反转剂堵水技术可用于水平井,可延缓见水时间,提高无水采收率,降低含水率。     

特低渗透油藏CO2—水交替注入特征和效果

采用吉林油田特低渗透储层的岩心进行不同驱替方式的长岩心驱油实验.研究表明,气、水比为2∶1驱油实验的最终采收率最大(为60.45％),水驱油实验的最终采收率最小(为39.56％).不同气、水比驱油实验最终采收率与总注人流体中CO2所占体积比例呈正相关关系,不同驱替实验的见水时间不同.气、水的交替注入会导致见水时间滞后,产出端见气时的注入体积约为0.2倍孔隙体积.水驱油和CO2驱油实验的总压力梯度的变化趋势较一致,气、水比为1∶1和1∶2驱油实验与气、水比2∶1驱油实验的总压力梯度的变化趋势差别较大.     

阳离子型Gemini润湿反转剂提高砂岩岩心原油采收率

本文研究了阳离子Gemini型表面活性剂(GS12-2-12)对砂岩岩心原油采收率的影响。结果表明:GS12-2-12在岩石表面能够产生动态吸附,动态吸附量为0.3 0.7 mg/g。在润湿反转剂驱替后,亲水/亲油岩心表面都呈现向中间润湿状态转变的规律,接触角最大变化有50°。在此过程中,原油与岩心表面的黏附功有下降趋势,此趋势有助于减弱"贾敏"效应,降低油水运动阻力,驱油效率提高5%。在用可视化光刻蚀微观驱油模型研究润湿反转剂驱油过程中观察到了明显的油膜剥离现象,发现这种剥离式驱替方式启动了水驱难以启动的残余油。     

泡沫驱前预注低矿化度水提高油湿砂岩原油采收率

为提高泡沫驱原油采收率,通过室内岩心驱替实验研究了预注低矿化度水再进行泡沫驱的驱油效果以及原油组成及注入水矿化度对该驱替方式驱油性能的影响。研究结果表明,低矿化度水驱能反转岩石润湿性,将油湿岩石改变为水湿岩心。采用矿化度130000 mg/L的模拟地层水水驱至98%后注入2 PV的低矿化度水(矿化度2784 mg/L)再按气/起泡剂溶液体积流量1∶1交替注入氮气和质量分数为0.1%的起泡剂溶液2 PV,泡沫驱最高封堵压力为0.242 MPa,低矿化度水驱后泡沫驱比水驱提高采收率14.20%。低矿化度水驱与泡沫驱能产生协同作用,低矿化度水驱后续泡沫驱过程生成了稳定泡沫,提高了泡沫在多孔介质中的封堵能力,从而大幅度提高原油采收率。随着原油酸性组分含量和注入水矿化度的降低,岩心亲水性会更强且泡沫驱性能更好。图4表3参13     

双疏性表面处理预防致密储层水相圈闭损害实验研究

传统的屏蔽暂堵技术不能有效防止致密储层中工作液的侵入,而以往靠降低界面张力排驱液相的方法效果短暂。在工作液中加入氟表面活性剂,增大润湿接触角,是一种降低毛管力减弱毛管自吸的新方法。润湿实验筛选出能将致密砂岩由液润湿改变为气润湿的氟表面活性剂。100℃下将岩心片浸泡在含所选氟活性剂的滤液中处理40 min,岩心片与滤液和水的接触角分别为120°和110°。毛管自吸、岩心流动实验表明,处理后岩心总吸水量降低了60%,自吸速率较处理前降低了40%～50%,驱替速率约是处理前的2倍。表明,氟活性剂能够有效改变储层岩心的润湿性,具有预防水相圈闭损害的应用潜力。     

Enhanced gas-condensate production by wettability alteration to gas wetness

Many gas-condensate reservoirs experience a sharp drop in gas production due to condensation near the wellbore as pressure drops lower than the dew point. Wettability alteration approach has been demonstrated successful in laboratory. However few experiments have been conducted in real reservoir rock with a low permeability. The gas-condensate reservoirs impaired by condensation near the wellbore usually have low permeabilities. In this study, we conducted experiments in the rock sampled from the target gas field (Dongpu). Firstly a new and cheaper chemical was developed to change the rock wettability from preferential water- to gas-wetness effectively. This chemical was thermally stable at a temperature of 170 °C. Experimental results also showed that this chemical was effective at very high salinity. Secondly spontaneous water imbibition tests were run to show the effect of wettability alteration on recovery. Thirdly relative permeability data of gas and water were measured with and without wettability alteration to preferential gas-wetness. Experimental results demonstrated that the relative permeabilities of both the gas and the water phases were increased significantly after the wettability alteration to preferential gas-wetness. The residual water saturation was decreased and the gas production was enhanced greatly due to the wettability alteration.     

低渗透油藏渗流物理特征的几点新认识

对于低渗透油藏,油水界面张力、岩石润湿性和孔喉比是影响产量和采收率的重要因素,而润湿指数和润湿角通过毛管数与驱油效率有直接的定量关系。该文提出了一个关联着界面张力、润湿性和孔喉比的修正毛管数概念,建立了基于Amott润湿指数与USBM指数的润湿角表征方法,继而推导出低渗透储层毛管数表达式,并通过岩心实验确定出其与残余油饱和度的关系。以此为基础给出不同界面张力与润湿情况下的相对渗透率曲线、驱油效率和注入能力的计算公式,揭示了各种油藏物理参数之间的关联性,为优化低渗透油层化学驱改变界面张力、润湿性控制参数,进而为提高驱油效率和采收率提供了理论依据。     

注水开发油藏润湿性变化及其对渗流的影响

为提高水驱开发油藏采收率预测精度,研究了油藏岩石润湿性与相对渗透率之间的变化规律及其对两相渗流的影响。采用室内润湿性实验测定方法,对水驱开发油藏润湿指数与含水饱和度的关系进行了定量表征,导出了适合润湿性变化型油藏的两相渗流方程,建立了变润湿性水驱开发油田的采收率预测方法。润湿实验结果表明:所测岩心的润湿指数的对数与取心油层的含水饱和度呈近似线性关系。相对渗透率实验所测的代表低含水期到高含水期岩心的油水两相等渗点对应的含水饱和度由41%增加到53%,亲水程度增强。一维模型计算结果表明,含水率达到98%时,油润湿和强水润湿性油藏的预测采收率分别为52.7%和73.3%。研究揭示的水驱油藏岩石润湿性变化规律和建立的数学模型,可为更加准确地预测水驱油采收率提供参考。      

碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理实验

碳酸盐岩油藏低矿化度水驱应用潜力巨大,为了更好地推广其矿场应用而针对性开展作用机理的实验研究。首先,岩心驱替实验研究注入水矿化度和关键离子组成对采收率的影响;而后,润湿角测定实验分析注入水矿化度和关键离子组成对碳酸盐岩表面润湿性的影响;最终,根据实验结果建立碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理。研究发现：低矿化度水驱能有效改变碳酸盐岩表面润湿性进而提高油藏采收率,存在最优矿化度使得碳酸盐岩表面润湿性变化最大、采收率最高;Mg²⁺和SO₄^2-对碳酸盐岩表面润湿性和原油采收率的影响效果不同;随着溶液中Mg²⁺浓度升高,碳酸盐岩表面润湿性变化不断增强、原油采收率不断升高;随着溶液中SO₄^2-浓度增加,碳酸盐岩表面润湿性变化先增强后减弱、原油采收率先增加后稳定。碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理在于润湿性的改变：①SO₄^2-吸附在正电性的碳酸盐岩矿物表面,中和表面电荷,促进了Mg²⁺向矿物表面运动;②Mg²⁺与碳酸盐岩矿物表面的Ca²⁺发生取代反应,造成原油组分的解离。     

无机正电胶双聚钻井完井液技术研究

表面润湿性和电性是油藏岩石的两个重要表面特性。润湿性通过控制油藏岩石孔隙中流体的分布和非混相流体的流动、决定岩石孔道中毛细管力的大小和方向、控制油气层微粒的运移三个方面，影响油气采收率。地层微粒保持中性润湿可以避免地层微粒运移导致的油气层损害；地层表面保持中性润湿，有利于提高水驱的波及系数，有利于提高原油采收率。油藏岩石表面带电性影响原油在岩石孔隙中的渗流，电中性的岩石表面不仅使原油易于通过岩石多孔介质，而且使原油不产生电性润湿现象，因而有利于提高采收率。在综合分析钻井完井液性能与井壁稳定、油气层保护和提高油气采收率关系的基础上，提出了钻井完井液不仅应该满足钻井正常作业和保护油气层的要求、还应该有利于提高油气井产能的观点，并以无机正电胶、聚合醇和聚合物为主剂，开发了无机正电胶双聚钻井液体系。试验表明，该体系兼有正电胶钻井液和聚合醇钻井液的优点，具有独特的流变性、优良的润滑性、稳定井壁作用，以及显著的保护储层和提高油气采收率的功能。     

低渗透砂岩润湿性对水驱和复合驱采收率的影响

在砂岩岩心渗透率小于50×10-3μm2条件下,考察驱替相润湿接触角分别为37,86,126和167°的驱油效果,对应水驱采收率平均值依次为16.18%,15.47%,13.94%和9.02%,复合驱采收率依次为21.12%,17.33%,13.53%和5.26%。结果表明,除强亲油性外,其他润湿性对岩心水驱采收率的影响不显著。复合驱提高采收率幅度随润湿性由亲油到亲水变化逐渐提高,其平均值与润湿接触角呈二阶线性负相关关系,即润湿接触角越小,采收率越高,接触角为37°时提高采收率最大。低渗透孔隙微毛细管对原油的捕集作用是制约驱油效率的关键因素,应用复合驱应重点从降低油水界面张力和改变岩石润湿性2方面考虑克服毛管对原油的捕集束缚。     

砂岩模型两相驱替实验中油层润湿性的判断

在砂岩模型两相驱替实验过程中,判断油层润湿性应注意以下问题:(1) 应注意砂岩模型及实验流体的可靠性,充分考虑模型制作过程中各种因素及实验流体真实程度对润湿性的影响;(2) 应保证润湿性判断方法的正确性。在利用水驱油方式及水驱油之后的油、水分布状态判断岩石润湿性时,应综合其他方法进行判断;利用孔道中油水弯液面判断润湿性时,应同时观察大小孔道的弯液面,并防止润湿滞后的影响;在利用油水两相自吸量的比较判断润湿性时,应在孔隙空间内部流体状态相似下进行。     

砂岩模型两相驱替实验中油层润湿性的判断

在砂岩模型两相驱替实验过程中,判断油层润湿性应注意以下问题:(1) 应注意砂岩模型及实验流体的可靠性,充分考虑模型制作过程中各种因素及实验流体真实程度对润湿性的影响;(2) 应保证润湿性判断方法的正确性。在利用水驱油方式及水驱油之后的油、水分布状态判断岩石润湿性时,应综合其他方法进行判断;利用孔道中油水弯液面判断润湿性时,应同时观察大小孔道的弯液面,并防止润湿滞后的影响;在利用油水两相自吸量的比较判断润湿性时,应在孔隙空间内部流体状态相似下进行。     

Enhanced oil recovery from carbonate reservoirs by spontaneous imbibition of low salinity water

An experimental study was performed to investigate the impact of low salinity water on wettability alteration in carbonate core samples from southern Iranian reservoirs by spontaneous imbibition. In this paper, the effect of temperature, salinity, permeability and connate water were investigated by comparing the produced hydrocarbon curves. Contact angle measurements were taken to confirm the alteration of surface wettability of porous media. Oil recovery was enhanced by increasing the dilution ratio of sea water, and there existed an optimum dilution ratio at which the highest oil recovery was achieved. In addition, temperature had a very significant impact on oil recovery from carbonate rocks. Furthermore, oil recovery from a spontaneous imbibition process was directly proportional to the permeability of the core samples. The presence of connate water saturation inside the porous media facilitated oil production significantly. Also, the oil recovery from porous media was highly dependent on ion repulsion/attraction activity of the rock surface which directly impacts on the wettability conditions. Finally, the highest ion attraction percentage was measured for sodium while there was no significant change in pH for all experiments.     

稠油高温气体辅助蒸汽驱的可行性研究

针对目前稠油油藏开发效益差、产量低的现状,开展了适用稠油油藏的注气方式研究。从稠油粘温特性和流变特性入手,分析了蒸汽驱开采稠油的驱油机理以及目前开发中所存在的问题,并通过理论分析和室内实验,对利用氮气、二氧化碳气体的性质,辅助蒸汽高效开采稠油的可行性进行了深入研究。结果表明,加入氮气、二氧化碳的高温气体辅助蒸汽驱相比单纯蒸汽驱具有明显优势,原油采收率显著提高。