透油阻水筛油机理及其影响因素.doc

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1、透油阻水筛采油机理及其影响因素一、透油阻水筛采油的机理通过砂覆膜技术使砂粒具有增加与水界面张力、降低与油界面张力的功能，其外观表现就是亲油憎水。当油水混合液通过覆膜砂时，油在覆膜砂表面聚结，而水无法在覆膜砂表面聚结，只能自身聚结为大粒径的水滴，覆膜砂通过这种亲油憎水作用，使油水混合液由乳化融合状态进入破乳分离状态。由于覆膜砂间自由孔隙很小，油聚结在砂表面使自由孔隙进一步减少，使大粒径的水滴无法通过小孔隙，其结果只能是聚结于砂表面的油在压力作用下沿砂表面透过覆膜砂（即透油阻水筛），而大的水滴无法透过覆膜砂孔隙。因此，可以说透油阻水筛

2、对油水筛分过程也就是覆膜砂对油水混合液的破乳分离过程。二、影响覆膜砂破乳的因素影响覆膜砂对油水混合液破乳分离的因素很多，包括覆膜砂自身因素（膜的成分、砂粒粒径、膜的粗糙度）、油水混合液中的杂质（聚合物、表面活性剂）、油水混合液在覆膜砂内停留时间等，现分述如下：1、覆膜砂自身因素砂粒粒径越小，膜表面越粗糙，则单位体积内的表面积越大，其与水的界面张力就越大，使水自身聚结的水滴粒径就越大。砂粒间自由孔隙随着砂粒粒径的减小而变小，大水滴就越难通过。因此，透油阻水筛对油水选择性随着覆膜砂粒径的减小、表面粗糙的增加而增加。2、油水混合液中杂质

3、的影响油田经过聚驱采油和三元复合驱采油后，油层内残留有表面活性剂和聚合物，这两种物质会削弱覆膜砂的透油阻水功能。这是因为聚合物分子会吸附于覆膜砂表面，当其浓度超过一定值时，可能会使其完全丧失透油阻水功能，但油沿砂粒表面流动时也会将聚合物冲走；而表面活性剂是促使油水乳化融合的，与覆膜砂的油水破乳分离功能完全相反，因此，表面活性剂的存在会削弱覆膜砂的透油阻水功能。3、油水混合液在覆膜砂内停留时间的影响油在砂表面聚结、水自身聚结为大水滴的破乳过程是一个缓慢过程。因此，油水混合液在覆膜砂内停留时间越长，其对油水混合液的破乳分离效果就越好。

4、当覆膜砂直接用于直井压裂时，透过覆膜砂的液体流速很快，其在砂内停留时间非常短，使覆膜砂的破乳时间非常短，从而使其透油阻水功能荡然无存。按透油阻水筛方法采油时，透过覆膜砂的混合液流速只有1.5cm/天，透过1cm厚的筛面时，一滴混合液要在覆膜砂内停留5个小时，其有充分的时间对混合液进行油水分离破乳。因此，按透油阻水筛方法采油，能够确保滴水不漏地将油从水中分离出来。三、透油阻水筛采油应注意的问题根据试验，水在一定压力下也可以透过筛面，且筛面越厚，筛面对水流的阻力越大（相对于砂岩对水流的阻力）；而筛面越厚，筛面对油流的阻力越小（相对于砂

5、岩对油流的阻力）。由此可以推断，筛面越厚，其对油水的选择性就越强。根据上述推断，为提高透油阻水筛采油的效果，应尽可能地提高水平井垂向裂缝面的宽度，以增加混合液在覆膜砂内的停留时间。我们知道，对应一个独立射孔的压裂缝的宽度不足1cm，但当众多垂直射孔压裂缝互相贯通为一个裂缝面时，其宽度就会大幅度地增加。因此，为提高裂缝面的宽度，就应该增加垂向射孔的密度。在射孔投资固定的前提下，对水平段仅向上或仅向下射孔，可使其射孔密度相对于上下两侧同时射孔增加一倍，其压裂后的裂缝面宽度也会相应地有所增加，如下图1所示。因此，透油阻水筛采油法中，水平

6、段应仅进行单侧向上或向下射孔。水平井垂直段水平井水平段单侧向下射孔压裂水平井垂直段水平井水平段上下两侧射孔压裂图1水平段单侧（向上或向下）射孔增加裂缝面宽度示意图四、为满足透油阻水筛第三阶段水平井直接采油的需要，水平井应成对实施，且水平段钻进方向相反。1、水平井直接采油存在的问题在水平井采油过程中，由于水平井水平段管壁对产出液的磨擦，必然使液体在水平段流动过程中产生压力降，由于压力降的作用，产生了水平段起点和终点间产液能力的差异，水平段越长，这种差异越大，当水平段长度超过一定临界值后，会使水平段终端处不产液，而水平段起点处（即根部

7、）则产液量极高，这个缺点是限制水平井水平段长度的一个重要原因。2、解决方案利用水平段钻进方向互相相反的成对水平井技术完全可以克服上述缺点。为了克服这种缺点，两口水平井的水平段必须从相反的两个方向钻进，如图2所示。低产液高产液2号水平井低产液1号水平井高产液图2成对水平井采油克服水平段产液不均示意图通过图2可以看出，1号水平井起点处（即水平段根部）产液量最大，而与其对应的是2号水平采油井的产液量最低的终点（即水平段指端）；2号水平井起点处（即水平段根部）产液量最大，而与其对应的是1号水平采油井的产液量最低的终点（即水平段指端）。这样

8、，当1号和2号两口水平井同时采油时，其宏观整体的采油效果是各水平段产液量接近相同。三、透油阻水筛采油中，水平井的最佳布设方案根据上面的判断分析，为提高筛面厚度、并确保各水平段产液量均匀，透油阻水筛采油中，水平井应是成对实施且水平段钻进方向互相相反的