浅析低渗透油藏渗吸采油技术现状

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　　摘  要：低渗透油田开发过程中，应用油层毛管力的渗透作用，使水沿裂缝壁面进入基质，从而使基质中原油被驱替出来，这种采油技术称之为渗吸法采油。由于渗吸采油主要依靠毛管力实现“吸液排油”，而毛管力又受孔喉半径、界面张力和岩石润湿性的影响。为进一步加深对低渗透油藏开发特点认识，通过开展多元流体对致密油藏渗吸效率影响研究，并且在表面活性剂中添加一定生气剂，补充地层压力，达到增能吞吐的作用，为提高原油采收率技术决策提供理论基础。
　　关键词：渗吸;采油技术;表面活性剂
　　1渗吸采油原理
　　在多孔介质内两相流体驱替过程中，润湿相驱替非润湿相过程称为吸入过程，该吸入过程常伴随自发渗吸过程，即在没有外力条件下润湿相可以依靠两相界面上的毛管力将非润湿相排出。在低渗透油藏开发过程中，应用油层毛管力的渗透作用，使水从裂缝进入基质，从而使基质中原油被驱替出来，这种采油技术称之为渗吸法采油，其具体实施方法有注水井转油井和高含水油井转注水井。
　　自发渗吸过程中润湿相置换非润湿相机理可以概括为：润湿相在附着张力作用下，向巖样深部吸入，在不断吸入的同时，润湿相前缘在弯月面的固体壁上。当四面同时吸入时，岩样孔隙系统呈现瞬时封闭状态。此时，孔隙系统中非润湿相能量增大，具有向岩样外部流出的趋势。润湿液进一步自喉道进入孔隙，由于界面增大，吸入能量降低，非润湿相即可向岩样外部溢出。当润湿相重新进入第二个喉道时，切断了非润湿相，这部分被切断的非润湿相将残留在孔隙系统中构成残余非润湿相的一部分。当岩样喉道大小分布不均一时，细喉道吸入润湿相而粗喉道排出非润湿相的过程可以同时发生，这种能量不平衡使非润湿相流体从大孔隙中排出也是一种重要现象。当润湿相吸入切断了排出通道时，非润湿相就会被捕集下来而形成残余饱和度。
　　2渗吸液类型
　　2.1常规水溶液
　　近年来，国内在渗吸理论研究方面也取得了很大进展。经过对火山岩孔隙介质自发渗吸驱油实验研究，发现水在孔道中自发渗吸驱油有活塞式和非活塞式等两种方式。在活塞式渗吸驱油过程中，水在孔道中均匀推进，驱油比较彻底，非活塞式驱油，水沿孔道边缘前进，将原油从孔道中央排出。后一种情况因为含有较多残余油而使自发渗吸驱油效率低下。根据孔隙结构，发现逆向渗吸驱油可以有两种形式，水从孔道细端吸入，原油从孔道粗端排出;在较粗孔道中，水从边缘夹缝吸入，油从孔道中央排出。另外，介质表面润湿程度对自发渗吸驱油的影响。结果表明，孔隙尺寸越小，越容易发生活塞式驱油。储集层中喉道和基质微孔隙中水驱油为活塞式，非活塞式水驱油主要发生在孔隙中，它是残余油形成于孔隙的重要原因之一。自吸水驱油方式将因润湿相不同而异，孔隙介质亲水性越强，非活塞式驱油越严重。
　　介质润湿性对渗吸程度有较大影响。一般强水湿岩心渗吸程度大于中等水湿岩心渗吸程度，而中等水湿岩心渗吸程度要大于弱水湿岩心渗吸程度。强亲水砾岩低孔低渗油藏岩心渗吸速度快，渗吸采收率高。中一弱亲水细一粉砂岩岩心渗吸速度较慢，渗吸采收率较低，而亲油性细一粉砂岩岩心未见渗吸发生。渗吸主要影响因素有：①岩样润湿性，岩石润湿性主要受油层岩石表面性质、流体性质以及岩石中流体分布状态三种因素控制。②岩石物性，当气测渗透率小于0.01 x 10-3μm2时，岩石没有渗吸能力。③岩石非均质性，对裂缝性低渗透油藏而言，水驱初期，驱替作用为主，渗吸作用较弱;水驱中期驱替和渗吸都起作用;水驱后期和末期，渗吸作用逐渐增大，即随着驱替过程进行，在采出原油中驱替作用逐渐减弱，渗吸作用逐渐增加，即在驱动力作用下水主要进入较大毛细管孔道。随着驱油过程进行，大毛细管中油越来越少，靠毛管力渗吸采油作用逐渐增加。由此可见，充分发挥水驱裂缝油藏渗吸作用对于提高该类油藏原油采收率具有重要实践意义。
　　2.2表面活性剂溶液
　　自发渗吸是裂缝油藏采油机理，从弱水湿到强水湿的不同润湿性岩心，渗吸速度和渗吸采出程度相差将近几个数量级。强水湿条件下，渗吸过程首要驱动力是毛管力，自发渗吸在油湿油藏和碳酸盐岩油藏中变得不再重要。油藏介质润湿性测定，碳酸盐岩中8%是水湿，8%是中等润湿，84%是油湿。硅酸盐地层中43%是水湿，7%是中等润湿，50%是油湿。在裂缝性油藏中，波及效果和渗吸过程对岩石表面油湿转变作用较差是造成残余油饱和度较高的主要原因。因此，表面活性剂渗吸驱油逐渐得到重视，这方面工作也逐渐开展起来。
　　目前，对于表面活性剂在渗吸驱油中作用，大致分为两个方面。一是以降低界面张力为目标，以使被毛管力圈闭油变为可动油而采出。在过去20年中，研究人员致力于用表面活性剂提高裂缝性油藏采收率;另一方面，则着重于将润湿性改变为水湿，以利于加强渗吸作用。与表面活性剂改善介质润湿性促进渗吸作用相比较，降低界面张力会减弱渗吸作用效果。因此，表面活性剂选择时要考虑界面张力和润湿性对渗吸采油的影响。
　　3表面活性剂对渗吸过程的影响
　　水相在多孔介质中的渗吸驱油过程是液一液、液一固界面相互作用的结果。因此，有利的渗吸体系与介质表面应该存在有利的润湿条件，油水界面之间应该存在有利的界面张力，这是使渗吸体系顺利吸进多孔介质，从介质中驱替油的必要条件。因此，表面活性剂溶液的界面张力参数（动界面张力和平衡界面张力等）和润湿性参数（接触角）是反映表面活性剂影响渗吸过程的基本物理化学参数。
　　3.1表面活性剂对油水界面张力的影响
　　表面活性剂溶液对界面张力的影响，主要体现在降低界面张力的能力和效率两方面。降低界面张力的能力是指该表面活性剂能把流体之间的界面张力降到的最低值，也就是该表面活性剂溶液与原油之间的最低界面张力。表面活性剂降低界面张力的效率则是指它把油水的界面张力降低到一定程度所需要的浓度。表面活性剂降低界面张力的能力和效率可以有很大的差异，这主要取决于其分子结构。
　　3.2表面活性剂对界面润湿性的影响
　　渗吸过程中，水或表面活性剂溶液依赖毛管力进入到岩石孔喉，这是一种毛细润湿现象，有效的渗吸作用依赖于有利的润湿条件。改善润湿性有两个途径，固体表面改性和添加润湿剂。润湿剂主要是表面活性剂，它通过降低界面张力或在固体表面形成一定结构的吸附层改善介质的润湿条件。润湿性改善，可以使表面活性剂吸附在原来吸附原油的表面，原油则被表面活性剂溶液置换，从而改善了油水在孔隙中的分布，增加渗吸波及体积，提高渗吸速度，改善渗吸采收率。因此，改善渗吸作用的表面活性剂体系要具有较好的吸附性能，能有效地改善液固界面的润湿性，这是改善渗吸效果的关键因素。
　　参考文献
　　[1]  魏海峰，凡哲元，袁向春.致密油藏开发技术研究进展[[J].油气地质与采收率，2013，26（2）：62-66.
　　[2]  杜金虎.中国陆相致密油[M].北京.石油工业出版社，2016：114-153.
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