凝析油气藏气湿反转解水锁的实验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第28卷第5期钻井液与完井液、bI．28No．52011年9月DRILLINGFLUID&C0MPLET10NFLUIDSept．2011文章编号：1001—5620(2011)05．0001．04凝析油气藏气湿反转解水锁的实验研究冯春燕，孔瑛，蒋官澄，杨金荣，蒲春生，张玉忠，李颖颖(1．中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室，山东青岛；2．中国石油大学教育部石油工程重点实验室，北京；3．天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室，天津)摘要气湿反转是

2、目前解决油气藏水锁损害的有效方法之一。通过溶胶一凝胶法和氟烷基甲基丙烯酸共聚物Zonyl8740的修饰，使岩心表面的润湿性发生了气湿反转。通过做接触角测量实验，发现溶胶的陈化时间、溶胶一凝胶处理时间、热处理温度、氟化浓度和氟化时间对岩心的浸润性有明显的影响。毛细管上升实验结果表明，用溶胶和Zonyl8740处理后，气／水体系和油／气体系中的润湿性由优先液湿转变为气湿。利用扫描电子显微镜对处理岩心表面的形貌和能谱进行分析显示，用溶胶和Zonyl8740共同处理岩心后，岩心表面具备了微细的粗糙结构和低

3、表面能物质。岩心驱替实验结果表明，通过Zonyl8740处理后，岩心中水的渗透率比未处理时增大了4倍。关键词气湿反转；液湿；溶胶．凝胶；微细粗糙结构；含氟表面活性剂中图分类号：TE258文献标识码：A0引言缺乏经济有效的处理剂。作为固体表面一个重要的特性，润湿性受表面水锁损害是凝析油气藏最主要、最严重的损化学组成和表面结构的控制。因此，气湿性表面的害类型之一[1-5]。研究认为，储层中的高含水饱和制备可以通过2条途径来实现，一是通过在低表面度主要是由岩石的强液湿性引起的_6]，而高含水饱自由能的物

4、质上制备粗糙结构；二是降低具有粗糙和度是储层产生水锁损害的主要原因之一，根据结构物质的表面自由能。本文对使用硅溶胶和低表Young．Laplace公式，毛细管压力与接触角的余弦面能物质Zonyl8740处理的岩心的气湿反转及水的成正比，储层的液湿性越强，毛细管压力就越大，渗透率变化进行了实验研究，以期为解除油气藏的结果大量的原始地层水、外来侵入水和井底附近的水锁损害、提高产能提供理论依据。凝析水将滞留在油气层中，不能返排，从而降低了油气渗透率，最终使油气藏的产能急剧下降[7-10]。1实验2000

5、年李克文课题组用含氟表面活性剂处理油1．1实验材料与仪器层岩心，使其润湿性由强液湿转变为中性气湿[1”，这是“气湿”概念的首次提出。室内研究认为，油正硅酸乙酯(si(OCH))，化学纯；浓氨水气藏的润湿性经过处理转变为气湿性以后，液体的(NH·HO)，无水乙醇(CHCH2OH)，分析纯；流动性会增强[12-13]，水锁效应得以解除，使油气藏含氟表面活性剂Zonyl8740，氟烷基甲基丙烯酸的产能得到提高[14-20]o虽然该结果引起了人们的广共聚物；航空煤油；取自胜利油田营544、井深泛关注，但气

6、湿性研究的理论基础还不完善，并且2943．60m处的天然岩心；蒸馏水。基金项目：国家自然科学杰出青年基金资助项目(50925414)、国家自然科学基金(50973083)和山东省自然科学基金(ZR2010EM014)项目资助。第一作者简介：冯春燕，在读博士研究生，1979年生，现在从事多孔介质油气藏气润湿性基础理论研究。地址：山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号中国石油大学(华东)化学工程学院孔瑛(收)；邮政编码266555；E—mail：fcynqr2010@gmail．corn。学兔兔ww

7、w.xuetutu.com2钻井液与完井液20l1年9月接触角仪(CA)，美国科诺工业公司SL200B120。C的烘箱中烘1h，最后用Zonyl8740浸泡溶型接触角测定仪；扫描电子显微镜(SEM，S-4800，胶处理过的岩心2h后取出，自然晾干。在室温条日本日立公司)；加热磁力搅拌器(德同IKA．RCT件下，测得用陈化24、48h的硅溶胶处理后，蒸馏basicIKAMAG®)；多功能岩心驱替装置(sL-A)。水在岩心表面的接触角分别为114．38。和126．27。。溶胶陈化时间对岩心润湿性

8、的影响见图I。由1．2实验方法此可知，与陈化24h的相比，用陈化48h的溶胶1．2．1二氧化硅溶胶的合成处理岩心后，岩心表面产生更强的疏水性。而在实将正硅酸乙酯和无水乙醇混合，放置在冷水浴验中，陈化72h的溶胶已经开始转变为凝胶。这可中搅拌10min，使其充分混合成均相溶液，在加能是因为随着硅溶胶水解聚合反应的进行，二氧化热磁力搅拌器强烈搅拌下逐滴滴加25％～28％的硅颗粒由棒状长大为球体，并逐渐团聚变形，最终氨水，使正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水的最终体积形成凝胶。当溶胶中二氧化硅颗