通過潤濕性改變提高致密油藏采收率.doc

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1、通過潤濕性改變提高致密油藏采收率PrateekKathel等摘要：在裂縫性油藏，注水效率受水自然滲吸至含油基巖塊中的控制。當基巖是油濕或混合潤濕型時，由于滲吸作用，幾乎開采不到原油。本次研究的目的就是確定出可以添加到注入水中的化學劑，使其可以滲吸到初始的混合潤濕、致密裂縫性砂巖油藏中。評價了在油藏溫度和礦化度情況下水穩(wěn)定性的一些表面活性劑。測試了富含粘土的砂巖接觸角。在儲集巖上進行的自吸測試表明，使用稀釋（0.1%重量）的表面活性劑溶液可以將礦物板上的潤濕性從油濕性改變?yōu)楦H水的條件。通過在致密（?1

2、0μD）油濕/混合潤濕的砂巖儲層巖心進行自吸實驗，提高采收率高達68%OOIP。利用數(shù)值模擬進行參數(shù)研究表明，采收率隨著潤濕性的改變、裂縫密度的增加和原油粘度的降低而增加。1引言由于常規(guī)石油資源的快速衰竭，迫切需要開發(fā)諸如致密原油這樣的非常規(guī)石油資源。北美致密原油24個油藏估算儲量超過300億桶，其中只有14個油藏正在開發(fā)中（Forrest等，2011）。大量的致密地層油藏仍然未開采。即使采用了長井段水平井及大型壓裂（Manrique等，2010年）之后，初期的開采量仍低至原始石油地質(zhì)儲量的5.0%-

3、10.0%。致密油濕裂縫性砂巖油藏的開采就是一個挑戰(zhàn)。如果地層是油濕和裂縫性的（驅(qū)油效率較差），水驅(qū)采收率非常低，因為油沒有通過自吸采出，并且?guī)r石基質(zhì)仍然被油飽和。裂縫性致密油藏的采收率主要取決于巖石基質(zhì)的潤濕性能。這類油藏一次采油后仍有大量的剩余油，促使人們具有強大的動力去開發(fā)新的二次采油方法。對致密地層許多研究者采用壓裂的方法（Miller等，2008；Buffington等，2010）提高采收率。也曾有研究聚焦于在致密油藏中注入二氧化碳（Arshad等，2009；Ren等，2011）。但地層裂縫

4、的存在不利于CO2驅(qū)（Arshad等，2009），會導致驅(qū)油效率差，并發(fā)生早期突破的現(xiàn)象。本文研究了裂縫性致密油砂巖地層基于混合潤濕/油濕的潤濕性改變的提高采收率技術。潤濕性是影響巖石流體性質(zhì)的一個重要的儲層物性，如相對滲透率、毛細管壓力和流體相的分布。潤濕性取決于鹽水、石油、礦物組分以及溫度（Anderson等，1986；Buckley,2001；Gupta，2010）。Wang和Gupta（1995）研究了溫度和壓力對儲層巖石潤濕性的影響。壓力對接觸角并沒有明顯的影響；相反，溫度對原油/鹽水/石英

5、系統(tǒng)的濕潤性有明顯的影響。Kumar等人（2008）利用原子力顯微術表明，巖石的潤濕性受吸附在礦物表面的瀝青成分的控制。在裂縫性儲層，如果把潤濕性改變?yōu)樗疂?，大量的原油可以通過自滲吸作用而采出。巖石的潤濕性可以使用表面活性劑、低礦化度鹽水（Nasralla等，2013）的熱采和化學法以及通過選擇性離子的方法來改變（Zhang等，2006；RezaeiDoust等，2009；Gupta等，2011）。熱采方法需要很高的溫度（?200℃）；即使是低礦化度鹽水過程也需要較高的溫度（RezaeiDoust等，

6、2010）。在低和高溫條件下表面活性劑可以潛在的改變潤濕性，并且還可以降低油-水界面的IFT（界面張力）。過去的研究已經(jīng)確定了陽離子（Austad等，2003；Standnes和Austad，2000a,b）、陰離子（Seethepalli等，2008；Adibhatla等；2008；Gupta等，2010年）和非離子表面活性劑（Xie等，2004年；Gupta等，2010；Sharma等，2011）作為潤濕性改變劑。陰離子表面活性劑是砂巖油藏潤濕性改變的最好選擇，因為它們在砂巖表面形成一個負電荷，導

7、致吸附性降低。文獻中假定潤濕性變化有不同的機理。Kumar等人（2008）提出，吸附的有機組分由陰離子表面活性劑而產(chǎn)生了膠束增溶。Standnes和Austad(2000)指出，從來自白堊系地表的石油中可以看出，濕潤性的改變使陽離子表面活性劑與吸附帶負電荷的羧酸鹽之間產(chǎn)生了離子對。這些離子溶解在油相和微粒中。他們還認為，由于毛細管力的作用，滲吸機理取決于有機質(zhì)從巖石表面的解吸以及水在多孔介質(zhì)中的滲吸。有機分子解吸與表面活性劑在油-水-巖石邊界的擴散有關，并認為初始滲吸階段確定了整個過程的速率。這項工作

8、的目的是要尋找一種在油藏溫度（59°C）下，使致密砂巖潤濕性改變的表面活性劑。研究了在油藏溫度條件下幾種鹽度的含水穩(wěn)定的表面活性劑。使用旋轉(zhuǎn)液滴張力計測定了在不同鹽度的油-水界面張力以及粘土礦物上油-表面活性劑溶液的接觸角。經(jīng)兩個不同鹽度的多次自吸實驗測試了表面活性劑的功效。還對文獻中提出的滲吸的標定數(shù)據(jù)組（Mattax等，1962；Ma等，1997）用我們的實驗數(shù)據(jù)進行了測試。用以前開發(fā)的室內(nèi)數(shù)值模擬器進行數(shù)值模擬（Adibhatla等，2005）?；?/p>