張艷麗，劉 濤，孫文昕，安會明

（蘭州城市學(xué)院培黎石油工程學(xué)院，甘肅蘭州 730070）

隨著化石能源開發(fā)政策的不斷調(diào)整，低滲透、致密、頁巖等非常規(guī)油氣藏的開發(fā)逐漸提上日程[1，2]。低滲透油藏因滲透率低，原油流動性差，開發(fā)成本高，效果差等諸多不利因素，成為制約該類油田開發(fā)的主要原因[3，4]。目前低滲透油藏主要通過壓裂提高儲層滲透率改善原油流動通道進(jìn)行開發(fā)[4-6]。儲層裂縫與基巖之間的流體交換成為壓裂后原油進(jìn)入裂縫的主要方式。滲吸是濕相依靠毛管力自發(fā)進(jìn)入毛細(xì)管將非濕相替換出來的過程，是在低滲透油藏開發(fā)中普遍存在的一種自發(fā)現(xiàn)象[7，8]。

本文通過低滲透砂巖巖樣的靜態(tài)滲吸實(shí)驗(yàn)[9]，研究了油水界面張力、巖心滲透率、原油黏度、滲吸液礦化度對滲吸過程的影響。結(jié)合滲吸機(jī)理通過滲吸速度和滲吸采收率的對比闡述了不同因素在滲吸過程中起的作用及對滲吸效果的影響規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

大慶四廠的原油、航空煤油、模擬地層水礦化度為80 000 mg/L、低滲透砂巖天然巖心參數(shù)（見表1）、烷基苯磺酸鹽表面活性劑。

表1 巖心物性參數(shù)

1.2 儀器

滲吸瓶、高精度分析天平、TX-500C旋滴界面張力儀、高溫高壓驅(qū)替設(shè)備、BROOKFIELD黏度計(jì)、真空泵等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

原油與煤油按照不同比例配制不同黏度模擬油待用。稀釋模擬地層水至不同礦化度待用。應(yīng)用模擬水配制不同濃度表面活性劑溶液呈現(xiàn)不同油水界面張力值，測量待用。巖心抽真空4 h后飽和模擬水，應(yīng)用高溫高壓驅(qū)替設(shè)備飽和模擬油，計(jì)算含油飽和度待用。將飽和油的巖心置于裝有滲吸液的滲吸瓶中，間隔一定時間取出擦拭巖心表面至無液珠并稱重，計(jì)算滲吸油量和滲吸采收率，至巖心質(zhì)量基本無變化為止。清洗巖心重復(fù)利用。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 界面張力對滲吸效率的影響

式中：W-附著功；σ-油水界面張力；θ-接觸角。

式中：ΔP-毛管力差；σ-油水界面張力；θ-接觸角；r1、r2-油水界面處毛細(xì)管半徑且r1＜r2。

不同滲透率巖心、不同界面張力條件下，滲吸量隨時間的延長而增大（見圖1（a）、（c）），40 h左右達(dá)到滲吸終點(diǎn)，滲吸量基本不再增加。滲吸過程中，較低界面張力時初期滲吸量增速較快，較高界面張力時后期滲吸量增速較快。公式（1）低界面張力利于降低原油的黏附功，公式（2）高界面張力利于提高毛管力，均利于滲吸。巖心中原油在低界面張力時易于變形，降低了流動阻力，滲吸初期巖心含油飽和度高，較低的流動阻力在滲吸過程中作用顯著，滲吸速度較大；高界面張力提高了滲吸動力，后期巖心含油飽和度降低，較高的滲吸動力在滲吸過程中作用顯著，滲吸速度較大。

不同滲透率巖心滲吸采出程度隨界面張力的增加均先增大后降低（見圖1（b）、（d））。適當(dāng)?shù)挠退缑鎻埩χ悼梢杂行Ы档驮土鲃幼枇驮龃鬂B吸動力。通過調(diào)整油水界面張力使兩方面協(xié)同配合，可達(dá)到較好滲吸效果。

2.2 滲透率對滲吸效率的影響

圖1 不同界面張力對滲吸的影響

隨滲透率的增加滲吸采出程度和采出速度均提高。一方面，滲透率增加比表面減小，降低了殘余油量，提高了滲吸采出程度。另一方面，隨滲透率增加原油流度增大，降低了原油流動阻力。雖然高滲透率可能意味著較大的孔隙半徑，較低的毛管力，顯然實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨滲透率的增加，降低原油流動阻力起了更為顯著的作用。

隨界面張力的增大，不同滲透率巖心到達(dá)滲吸終點(diǎn)的時間變短。結(jié)合上述界面張力因素分析結(jié)論，通過提高界面張力可以顯著降低滲吸時間，完成滲吸過程（見圖2）。

2.3 原油黏度對滲吸效率的影響

隨原油黏度增加，滲吸速度降低，滲吸采收率降低（見圖3）。公式（3）隨黏度的增加黏滯力增大，滲吸動力減小，達(dá)到滲吸平衡需要的時間變長。高黏原油不利于滲吸采油。

2.4 滲吸液礦化度對滲吸效率的影響

隨滲吸液礦化度的增加，滲吸速度變大，滲吸效率增大（見圖4）。一方面較高礦化度導(dǎo)致較高的界面張力，提高了滲吸動力。另一方面高礦化度降低了巖心的水敏效應(yīng)，減弱了黏土因水化導(dǎo)致巖心滲透率降低的程度。

3 結(jié)論

圖2 滲透率對滲吸的影響

圖3 原油黏度對滲吸的影響

圖4 滲吸液礦化度對滲吸的影響

（1）在一定界面張力范圍內(nèi)，較低界面張力時初期滲吸速度較快，較高界面張力時后期滲吸速度較快。滲吸效率隨界面張力的增加先增大后降低，界面張力在10-1mN/m數(shù)量級時，滲吸效果較好。

（2）在一定滲透率范圍內(nèi)，隨滲透率的增加滲吸采收率和滲吸速度均增大。較高滲透率利于滲吸。

（3）隨原油黏度增加，滲吸采收率和滲吸速度均降低，高黏度原油條件不利于滲吸。

（4）隨滲吸液礦化度的增加，滲吸采收率和滲吸速度均升高，高礦化度條件利于滲吸。