潤濕反轉醇類溶液解堵實驗效果與評價

侯博恒 王曉磊 趙立強 張鋒 張赟新

1油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 2新疆油田公司采氣一廠

潤濕反轉醇類溶液解堵實驗效果與評價

侯博恒1王曉磊2趙立強1張鋒2張赟新2

1油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室 2新疆油田公司采氣一廠

含氟表面活性劑醇類溶液是基于潤濕反轉提出的解除反凝析及水鎖傷害的解堵溶液，其中表面活性劑是實現潤濕反轉的關鍵因素。針對盆5凝析氣田傷害特征，提出基于潤濕反轉的解堵方法。室內實驗表明，含氟表面活性劑FT具有憎油憎水、低表面張力等特性，能有效改變巖心潤濕性為中性潤濕；采用含氟表面活性劑FT醇類復配溶液能將巖石變為中性氣濕，起到預防和長效解除反凝析及水鎖傷害的作用，實現恢復甚至提高凝析氣井產能的目的。

潤濕反轉；反凝析；水鎖；表面活性劑；潤濕角

1 實驗背景

盆5凝析氣藏屬于典型的帶邊底水飽和凝析氣藏，地露壓差小，反凝析污染與水鎖污染嚴重，同時還存在鉆完井液及潛在敏感性傷害，傷害類型復雜，極大地限制了油氣井生產能力的發揮。

針對盆5凝析氣田傷害特征，提出基于潤濕反轉的解堵方法。實驗測定了潤濕反轉劑FT基本性能，采用觀察法和毛細管上升法評價了其潤濕反轉效果，通過巖心驅替實驗評價了新型潤濕反轉劑醇類溶液解除反凝析及水鎖傷害的效果。

2 實驗效果與評價

2.1 溶液基本性能

含氟表面活性劑醇類溶液是基于潤濕反轉提出的解除反凝析及水鎖傷害的解堵溶液，其中表面活性劑是實現潤濕反轉的關鍵因素。實驗采用的潤濕反轉劑FT為含氟表面活性劑，能與任意比例的醇類溶液混合，以碳氟鏈結構代替常規的碳氫鏈結構，具有憎水憎油特性，能在強酸、強堿和高溫等異常環境下表現出良好的穩定性。注氣或醇類是解除凝析氣藏液相傷害的常用手段，實驗采用的潤濕反轉劑醇類溶液為0.1%FT與乙醇的混合溶液，具有降低油水界面張力和改變巖石潤濕性的雙重作用。

2.2 潤濕反轉效果評價

2.2.1 觀察法

地層水、凝析油在巖心表面的鋪展情況與巖石表面對地層水與凝析油的潤濕性密切相關，采用觀察法可定性評價潤濕含氟表面活性劑的潤濕反轉效果。

實驗材料：膠頭滴管、地層水、凝析油、巖心171—7、0.1%FT溶液、烘箱。

實驗結果表明，未經潤濕反轉劑FT處理的171—7巖心具有強親油、弱疏水的特點；經潤濕反應劑醇類溶液處理后的171—7巖心潤濕性明顯改變，表現出良好的疏水、疏油性。

2.2.2 毛管上升法

采用毛細管上升實驗測定經潤濕反轉劑處理前后的玻璃毛細管油水潤濕角，定量評價潤濕反轉效果。潤濕角是評價潤濕反轉效果的重要參數，定義為過氣、液、固三相交點沿液滴表面所做切線與液固界面所夾的角，這里用符號θ表示。

實驗原理：將毛細管插入潤濕相液體中，則管內液氣界面為凹形，液體受到一個附加向上的壓力，使濕相液面上升一定的高度。設毛細管半徑為r，液面上升高度為h，表面張力為σ，潤濕角為θ，油水密度分別為ρo，ρw，結合毛管公式，可得

將公式（1）變形，接觸角θ可表示為

實驗材料：毛細管（內徑0.9 mm）、蒸餾水、凝析油、燒杯。

經0.1%潤濕反轉劑FT處理后的毛細管潤濕性有極大的改變，處理前后油、水自吸高度分別由1.89 cm降至0.2 cm，2.1 cm降至0.42 cm。計算表明，處理前油、水潤濕角分別為51.0°和49.7°；處理后油、水潤濕角分別為86.2°和82.6°。說明處理前后玻璃管潤濕性有顯著改變，表現出良好的疏水、疏油特點，即潤濕反轉劑FT具憎油憎水特性，能夠將巖石潤濕性變為中性潤濕，相關實驗數據見表1。

表1 潤濕反轉效果實驗評價

2.3 解堵效果評價

潤濕反轉溶劑FT醇類溶液潤濕反轉效果評價實驗表明，0.1%FT醇類溶液能夠有效改變巖心或毛細玻璃管潤濕性為中性潤濕，表現出良好的疏水、疏油性。為了評價潤濕反轉溶劑醇類溶液解除反凝析及水鎖傷害的效果，采用高溫、高壓恒流泵進行巖心驅替實驗。

實驗儀器主要包括氮氣瓶、高溫高壓恒流泵、巖心夾持器、燒杯、量筒等。

含氟表面活性劑FT醇類溶液巖心驅替實驗結果如圖1所示。初次油水污染隨著累積注入量的增加，水相滲透率逐漸增加，油相滲透率逐漸減小，說明該巖心為疏水親油型。經潤濕反轉劑處理后的巖心再次用油水污染，水相與油相滲透率均呈上升趨勢，說明巖心變成疏油疏水型，為中性潤濕。中性潤濕的巖心，油水流動能力有所增強，液相傷害在一定程度上得到解除，氣相滲透率顯著增高。因此，采用含氟表面活性劑與醇類組合的新型潤濕溶劑體系能將巖石變為中性潤濕，增強油水流動能力，顯著提高氣相滲透率，起到預防和長效解除液相傷害的作用。

圖1 解除液相傷害效果評價

3 結語

含氟表面活性劑FT具有憎油憎水、低表面張力等特性，能有效改變巖心潤濕性為中性潤濕；采用含氟表面活性劑FT醇類復配溶液能將巖石變為中性氣濕，起到預防和長效解除反凝析及水鎖傷害的作用，實現恢復甚至提高凝析氣井產能的目的。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.016