【摘 要】
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注气和注水是特低渗透油藏开发中的常规技术,低粘度的气和水在裂缝中流动时存在严重的窜流现象。泡沫和乳状液分别可以有效解决气窜和水窜问题,同时伴随着裂缝、基质间的渗吸现象。表面活性剂在发泡、乳化及渗吸过程中起着至关重要的作用,但是油藏的高温高盐条件易使表面活性剂失活。基于以上问题及考虑,研究了适应特低渗透裂缝油藏开发的表面活性剂增效气驱和增效水驱方法,以便进一步改善气驱和水驱效果,从而较大幅度的提高特
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注气和注水是特低渗透油藏开发中的常规技术,低粘度的气和水在裂缝中流动时存在严重的窜流现象。泡沫和乳状液分别可以有效解决气窜和水窜问题,同时伴随着裂缝、基质间的渗吸现象。表面活性剂在发泡、乳化及渗吸过程中起着至关重要的作用,但是油藏的高温高盐条件易使表面活性剂失活。基于以上问题及考虑,研究了适应特低渗透裂缝油藏开发的表面活性剂增效气驱和增效水驱方法,以便进一步改善气驱和水驱效果,从而较大幅度的提高特低渗透裂缝油藏的原油采收率。以抗温抗盐表面活性剂的合成为研究前提,以乳状液性能评价新方法和动/静态渗吸实验装置的设计为增效方法研究的辅助与改进,应用注入表面活性剂体系性能评价实验、岩心渗流实验、岩心驱油实验、毛细管渗吸实验和岩心渗吸实验的方法,结合矿场试验效果,从功能型抗温抗盐表面活性剂的合成及性能测试、表面活性剂辅助CO2扩大波及体积方法、表面活性剂原位乳化调驱方法、表面活性剂渗吸驱油机理与实验方法改进四个方面进行了研究、论证。主要结论及认识如下:(1)合成了具有良好表面化学性质、抗温抗盐和抗吸附的低界面张力表面活性剂DHT、发泡剂FH及乳化剂GOP-10。通过磺酸基、乙氧基、双烃链等特性官能团调控表面活性剂分子的水溶性及亲水亲油平衡,使表面活性剂在高温高盐条件下,保持良好的界面特性。DHT的适用矿化度和温度达到了56000mg/L和120℃,FH及GOP-10的适用矿化度和温度均达到了42000mg/L和90℃。DHT、FH及GOP-10经过3次静态吸附或动态吸附后,低界面张力性能、泡沫性能以及乳化性能降低幅度不大,抗吸附性能良好。(2)提出了表面活性剂辅助CO2气驱,点滴注入起泡剂地下生成泡沫的注入方式,并建立了该注入方式下的CO2泡沫渗流压力图版,确定了矿场工艺参数选择方法。划分并筛选出强、中、弱泡沫性能的三种低张力泡沫体系,FCI值分别介于4000~5000、2000~4000以及小于2000。随含油饱和度的增加,泡沫稳定渗流压力降低,含油饱和度为53%时,中强度泡沫体系泡沫稳定渗流压力仅为0.9MPa;含油条件下,中、低强度泡沫体系泡沫稳定渗流压力约为单一注气时的1.6倍;15-17PV的连续点滴注入量是泡沫调剖达到极值的基本要求,可提高低渗管1倍吸气量。整体表现出良好的注入性及吸气剖面调整能力。(3)提出了定量评价乳状液乳化程度和乳化稳定性综合性能的新方法—乳状液综合指数法,通过三种乳状液性能评价方法测试比较,结果表明乳状液综合指数法可以有效定量评价乳状液乳化稳定性。原油和模拟油条件下乳状液综合指数差异不大,乳状液综合指数与表面活性剂浓度具有明显正相关性。表面活性剂溶液随注入浓度和PV数的增加,调驱效果增强,浓度0.3%和注入PV数0.3时,提高采收率幅度约8%。封堵性能更强的聚合物溶液配合表面活性剂原位乳化,能有效封堵渗透率150×10-3μm~2的裂缝,促进基质中原油动用程度,提高采收率8%-11%。(4)提出了自吸湿相折算高度的方法确定毛细管水湿性。表面活性剂的加入和管径的减小能够促进强水湿等径毛细管的自发渗吸,对弱水湿等径毛细管作用不大;虽然表面活性剂对弱水湿毛细管润湿性改善效果优于强水湿毛细管,但是在自发渗吸过程中,毛细管的初始水湿强度起着更重要的作用。设计了一种通过调整马达转速,能够同时进行动、静态渗吸实验的装置。该装置静态渗吸采收率高于渗吸瓶1.55%,动态渗吸采收率低于驱替动态渗吸方式3%-6%。通过模拟不同缝宽裂缝流体流速,进行动态渗吸实验,结果表明渗吸作用更易发生在缝宽50-100μm区间的裂缝附近。
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