淺析低滲透油藏滲吸采油技術現狀

崔筱杭

摘? 要：低滲透油田開發過程中，應用油層毛管力的滲透作用，使水沿裂縫壁面進入基質，從而使基質中原油被驅替出來，這種采油技術稱之為滲吸法采油。由于滲吸采油主要依靠毛管力實現“吸液排油”，而毛管力又受孔喉半徑、界面張力和巖石潤濕性的影響。為進一步加深對低滲透油藏開發特點認識，通過開展多元流體對致密油藏滲吸效率影響研究，并且在表面活性劑中添加一定生氣劑，補充地層壓力，達到增能吞吐的作用，為提高原油采收率技術決策提供理論基礎。

關鍵詞：滲吸;采油技術;表面活性劑

1滲吸采油原理

在多孔介質內兩相流體驅替過程中，潤濕相驅替非潤濕相過程稱為吸入過程，該吸入過程常伴隨自發滲吸過程，即在沒有外力條件下潤濕相可以依靠兩相界面上的毛管力將非潤濕相排出。在低滲透油藏開發過程中，應用油層毛管力的滲透作用，使水從裂縫進入基質，從而使基質中原油被驅替出來，這種采油技術稱之為滲吸法采油，其具體實施方法有注水井轉油井和高含水油井轉注水井。

自發滲吸過程中潤濕相置換非潤濕相機理可以概括為：潤濕相在附著張力作用下，向巖樣深部吸入，在不斷吸入的同時，潤濕相前緣在彎月面的固體壁上。當四面同時吸入時，巖樣孔隙系統呈現瞬時封閉狀態。此時，孔隙系統中非潤濕相能量增大，具有向巖樣外部流出的趨勢。潤濕液進一步自喉道進入孔隙，由于界面增大，吸入能量降低，非潤濕相即可向巖樣外部溢出。當潤濕相重新進入第二個喉道時，切斷了非潤濕相，這部分被切斷的非潤濕相將殘留在孔隙系統中構成殘余非潤濕相的一部分。當巖樣喉道大小分布不均一時，細喉道吸入潤濕相而粗喉道排出非潤濕相的過程可以同時發生，這種能量不平衡使非潤濕相流體從大孔隙中排出也是一種重要現象。當潤濕相吸入切斷了排出通道時，非潤濕相就會被捕集下來而形成殘余飽和度。

2滲吸液類型

2.1常規水溶液

近年來，國內在滲吸理論研究方面也取得了很大進展。經過對火山巖孔隙介質自發滲吸驅油實驗研究，發現水在孔道中自發滲吸驅油有活塞式和非活塞式等兩種方式。在活塞式滲吸驅油過程中，水在孔道中均勻推進，驅油比較徹底，非活塞式驅油，水沿孔道邊緣前進，將原油從孔道中央排出。后一種情況因為含有較多殘余油而使自發滲吸驅油效率低下。根據孔隙結構，發現逆向滲吸驅油可以有兩種形式，水從孔道細端吸入，原油從孔道粗端排出;在較粗孔道中，水從邊緣夾縫吸入，油從孔道中央排出。另外，介質表面潤濕程度對自發滲吸驅油的影響。結果表明，孔隙尺寸越小，越容易發生活塞式驅油。儲集層中喉道和基質微孔隙中水驅油為活塞式，非活塞式水驅油主要發生在孔隙中，它是殘余油形成于孔隙的重要原因之一。自吸水驅油方式將因潤濕相不同而異，孔隙介質親水性越強，非活塞式驅油越嚴重。

介質潤濕性對滲吸程度有較大影響。一般強水濕巖心滲吸程度大于中等水濕巖心滲吸程度，而中等水濕巖心滲吸程度要大于弱水濕巖心滲吸程度。強親水礫巖低孔低滲油藏巖心滲吸速度快，滲吸采收率高。中一弱親水細一粉砂巖巖心滲吸速度較慢，滲吸采收率較低，而親油性細一粉砂巖巖心未見滲吸發生。滲吸主要影響因素有：①巖樣潤濕性，巖石潤濕性主要受油層巖石表面性質、流體性質以及巖石中流體分布狀態三種因素控制。②巖石物性，當氣測滲透率小于0.01 x 10-3μm2時，巖石沒有滲吸能力。③巖石非均質性，對裂縫性低滲透油藏而言，水驅初期，驅替作用為主，滲吸作用較弱;水驅中期驅替和滲吸都起作用;水驅后期和末期，滲吸作用逐漸增大，即隨著驅替過程進行，在采出原油中驅替作用逐漸減弱，滲吸作用逐漸增加，即在驅動力作用下水主要進入較大毛細管孔道。隨著驅油過程進行，大毛細管中油越來越少，靠毛管力滲吸采油作用逐漸增加。由此可見，充分發揮水驅裂縫油藏滲吸作用對于提高該類油藏原油采收率具有重要實踐意義。

2.2表面活性劑溶液

自發滲吸是裂縫油藏采油機理，從弱水濕到強水濕的不同潤濕性巖心，滲吸速度和滲吸采出程度相差將近幾個數量級。強水濕條件下，滲吸過程首要驅動力是毛管力，自發滲吸在油濕油藏和碳酸鹽巖油藏中變得不再重要。油藏介質潤濕性測定，碳酸鹽巖中8%是水濕，8%是中等潤濕，84%是油濕。硅酸鹽地層中43%是水濕，7%是中等潤濕，50%是油濕。在裂縫性油藏中，波及效果和滲吸過程對巖石表面油濕轉變作用較差是造成殘余油飽和度較高的主要原因。因此，表面活性劑滲吸驅油逐漸得到重視，這方面工作也逐漸開展起來。

目前，對于表面活性劑在滲吸驅油中作用，大致分為兩個方面。一是以降低界面張力為目標，以使被毛管力圈閉油變為可動油而采出。在過去20年中，研究人員致力于用表面活性劑提高裂縫性油藏采收率;另一方面，則著重于將潤濕性改變為水濕，以利于加強滲吸作用。與表面活性劑改善介質潤濕性促進滲吸作用相比較，降低界面張力會減弱滲吸作用效果。因此，表面活性劑選擇時要考慮界面張力和潤濕性對滲吸采油的影響。

3表面活性劑對滲吸過程的影響

水相在多孔介質中的滲吸驅油過程是液一液、液一固界面相互作用的結果。因此，有利的滲吸體系與介質表面應該存在有利的潤濕條件，油水界面之間應該存在有利的界面張力，這是使滲吸體系順利吸進多孔介質，從介質中驅替油的必要條件。因此，表面活性劑溶液的界面張力參數（動界面張力和平衡界面張力等）和潤濕性參數（接觸角）是反映表面活性劑影響滲吸過程的基本物理化學參數。

3.1表面活性劑對油水界面張力的影響

表面活性劑溶液對界面張力的影響，主要體現在降低界面張力的能力和效率兩方面。降低界面張力的能力是指該表面活性劑能把流體之間的界面張力降到的最低值，也就是該表面活性劑溶液與原油之間的最低界面張力。表面活性劑降低界面張力的效率則是指它把油水的界面張力降低到一定程度所需要的濃度。表面活性劑降低界面張力的能力和效率可以有很大的差異，這主要取決于其分子結構。

3.2表面活性劑對界面潤濕性的影響

滲吸過程中，水或表面活性劑溶液依賴毛管力進入到巖石孔喉，這是一種毛細潤濕現象，有效的滲吸作用依賴于有利的潤濕條件。改善潤濕性有兩個途徑，固體表面改性和添加潤濕劑。潤濕劑主要是表面活性劑，它通過降低界面張力或在固體表面形成一定結構的吸附層改善介質的潤濕條件。潤濕性改善，可以使表面活性劑吸附在原來吸附原油的表面，原油則被表面活性劑溶液置換，從而改善了油水在孔隙中的分布，增加滲吸波及體積，提高滲吸速度，改善滲吸采收率。因此，改善滲吸作用的表面活性劑體系要具有較好的吸附性能，能有效地改善液固界面的潤濕性，這是改善滲吸效果的關鍵因素。

參考文獻

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