双疏材料解除低渗凝析气藏液锁伤害室内研究

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凝析气藏开发过程中,伴随着各种如压裂、酸化、修井等作业手段的进行,大量的水基工作液浸入地层。若外来流体不能及时返排,使得储层的含水饱和度增加,堵塞气体流动通道,气相渗透率降低,产生水锁。与此同时,在凝析气藏生产过程中,油气的不断采出使得地层压力逐渐降低,当地层压力低至露点压力以下时,凝析气将凝结成液态的凝析油,液态烃吸附在岩石表面且流动性差,使得气体的渗流通道受堵,储层的气相渗透率下降,气井的产能进一步降低,产生反凝析污染。尤其对于低渗气藏,岩石结构致密,孔隙狭小,液相流体一旦进入孔隙结构内,将其驱替出来的难度也更大。因此,解除水锁和反凝析油锁这两种液锁伤害,对低渗凝析气藏的生产开发有着重要的意义。本文在分析、总结国内外液锁伤害机理和液锁伤害解除手段的基础上,开展解除牙哈低渗凝析气藏液锁伤害的室内研究。采用常规解锁方法,以降低气/水表面张力和油/水界而张力为指标,先筛选了新型表面活性剂体系0.06wt%TF3721+0.2%磺酸盐双子HB和0.08%TF280+0.2%磺酸盐双子HB作为解锁剂,测定了岩心自吸能力。采用驱替实验对比评价了该表面活性剂体系和甲醇+气驱作为解锁剂的渗透率恢复情况,发现该表面活性剂体系有较好的解水锁能力,对油锁的解除能力很低,而采用甲醇+气驱的方式油锁解除能力较强,但由于高矿化度油气藏甲醇的使用会导致盐沉析,堵塞地层,这会在现场应用中逐渐显现出来。因而要找到能够有效解除如牙哈凝析气藏这类高矿化度条件下的凝析油锁存在极大的挑战。在深入分析液锁伤害机理的基础上,提出了一种新型处理工艺。该方法是:先以毛细管实验做前期对比实验,发现新处理工艺对表面改性的效果明显。接着采用溶胶+氟化处理工艺对岩石进行处理,即先在高温条件下对低渗岩心进行二氧化硅溶胶化处理,通过SEM扫描电镜观察到岩石表面和多孔介质的粗糙度得到提高,再利用氟表面活性剂TF3721处理岩心,使得氟表面活性剂充分吸附到岩石表而和多孔介质内表面。通过能谱分析、接触角测定法和自发渗吸法实验,研究了溶胶+氟化处理使天然砂岩岩心的润湿性从液湿向气湿转变的特点。能谱分析可知经二氧化硅溶胶和TF3721处理后,岩心表面含有55.82%的氟元素和44.18%的硅元素,表明TF3721中的含氟烷基已经结合在岩心表而上和多孔介质内表面。自发渗吸实验结果表明经二氧化硅溶胶和TF3721处理后,在气/水体系中,可以将强水湿表面转变为优先气湿表面;在油/气体系中,可以将强油湿表面转变为弱油湿或中性润湿表面。接触角测定结果表明油相的接触从未处理前的44.5°变为120.5°,水相的接触角从未处理前的35.2°变为122.5°,处理后岩石表而发生了润湿反转,变为疏水疏油表面。驱替解锁实验表明,水锁伤害后气测渗透率恢复率为87.5%,油锁伤害后气测渗透率恢复率为89.1%。该新型处理工艺和方法能够降低液相在多孔介质中的吸附作用,减小毛细管阻力,从而有效的解除低渗凝析气藏的液锁伤害。
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