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來(lái)源：《非常規(guī)油氣》 瀏覽 1 次 發(fā)布時(shí)間:2025-11-28
3模擬實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
為了更好地對(duì)比驗(yàn)證3種驅(qū)油劑的適用性，開(kāi)展了靜態(tài)滲析及動(dòng)態(tài)模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，不考慮巖石礦物及孔喉結(jié)構(gòu)對(duì)其帶來(lái)的影響，均采用統(tǒng)一規(guī)格巖心。
3.1靜態(tài)滲吸實(shí)驗(yàn)
將巖心在110℃下烘干，稱(chēng)重；將飽和好油的巖心置于阿莫特密封瓶（Amott cell瓶）中，分別加入試樣溶液（CAO、CCAO或FHQ-I的標(biāo)準(zhǔn)溶液）至略超過(guò)Amott cell瓶的最低刻度處，在25℃環(huán)境中，觀察并記錄其出油體積，通過(guò)計(jì)算得到的結(jié)果見(jiàn)表5，同時(shí)觀察不同時(shí)間飽和巖心滲吸出的原油形態(tài)（如圖3所示）。
| 驅(qū)油劑名稱(chēng) | 第1天 | 第5天 | 第7天 | 洗油率/% | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 滲吸狀態(tài) | 滲吸體積/ml | 滲吸狀態(tài) | 滲吸體積/ml | 滲吸狀態(tài) | 滲吸體積/ml | ||
| CAO | 出油 | 0.1 | 增少量油 | 0.14 | 未變化 | 0.14 | 7.32 |
| CCAO | 未出油 | 0.0 | 出油較多 | 0.30 | 未變化 | 0.30 | 15.27 |
| FHQ-I | 未出油 | 0.0 | 未出油 | 0.00 | 未變化 | 0.00 | 0.00 |
3.1.1靜態(tài)滲吸結(jié)果分析
通過(guò)對(duì)靜態(tài)滲吸效果的跟蹤發(fā)現(xiàn)，CAO和CCAO對(duì)中黏度原油表現(xiàn)出較好的滲吸效果，分別析出0.55ml（其中2/3為乳狀液，實(shí)際含油約有0.14ml）和0.30ml（均為純油）。原因是CAO和CCAO含有單萜萜類(lèi)化合物C，它具有與油相中重質(zhì)組分相溶的特性，提升了低滲巖心中黏原油流動(dòng)；同時(shí)，CCAO因添加了CDEA其最佳析出原油為0.30ml，且產(chǎn)出的原油幾乎沒(méi)有油水過(guò)渡層，而CAO的出油量（含油水過(guò)渡層）達(dá)到0.55ml約是CCAO的2倍，但實(shí)際純油量只有0.14ml，僅約為CCAO的一半。
FHQ-I全程沒(méi)有原油產(chǎn)出，但溶液顏色變黃，說(shuō)明其也能進(jìn)入巖心中。先進(jìn)入巖心的FHQ-I驅(qū)油劑與原油高度乳化，此時(shí)油多水少，黏度較大，同時(shí)FHQ-I界面張力達(dá)到10^-2mN/m，此時(shí)巖心中的毛管力降低過(guò)多，不足以啟動(dòng)低滲巖心中黏度較高的乳化原油，僅析出其中少量的輕組分。由于空間位阻效應(yīng)，F(xiàn)HQ-I難以大量進(jìn)入巖心，達(dá)不到高的水油比，黏度難以降低，不利于后續(xù)原油滲吸。
從以上分析來(lái)看，降黏增滲型驅(qū)油劑（CCAO和CAO）在靜態(tài)滲吸過(guò)程中通過(guò)降低原油黏度，提高了巖心原油的流動(dòng)性及滲吸能力，其中CCAO滿足中黏原油滲吸驅(qū)油要求，靜態(tài)洗油率達(dá)到15.27%，且析出的原油不乳化，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需后續(xù)的破乳處理。
3.2物理模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)
表6 CCAO、CAO和FHQ-I驅(qū)替壓力梯度和采收率（30℃）| 驅(qū)油劑名稱(chēng) | 水驅(qū) | 驅(qū)油劑驅(qū) | 總計(jì)采收率/% | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 壓力/(MPa/m) | 采收率/% | 壓力/(MPa/m) | 提高采收率/% | ||
| CCAO | 2.07 | 56.6 | 1.47 | 13.2 | 69.8 |
| CAO | 2.18 | 51.4 | 1.68 | 8.7 | 60.1 |
| FHQ-I | 2.14 | 53.1 | 1.56 | 10.5 | 63.6 |
將3塊巖心抽真空后，飽和原油，根據(jù)飽和油的體積計(jì)算巖心孔隙度；將飽和好油的巖心在地層溫度下恒溫放置48h；使用標(biāo)準(zhǔn)鹽水進(jìn)行水驅(qū)油，采出液含水率達(dá)到98%以上時(shí)停止，然后在地層溫度（30℃）下分別使用配制的CAO、CCAO和FHQ-I繼續(xù)以0.5PV的體積驅(qū)油，接著水驅(qū)直至含水率達(dá)到98%，計(jì)算出油體積，記錄驅(qū)替過(guò)程中壓力變化及采出液中的含油量，計(jì)算各階段采收率，結(jié)果見(jiàn)表6，驅(qū)替實(shí)驗(yàn)流程如圖4所示。
3.2.1動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
由表6結(jié)果分析，3種驅(qū)油劑均具有降低注水壓力、提高注水驅(qū)油效率的性能。注水壓力分別降低了0.60MPa/m、0.50MPa/m和0.58MPa/m；采收率分別提高了13.2%、8.7%和10.5%。其中CCAO效果最佳，注水壓力降低0.60MPa/m，提高采收率13.2%。
3.3無(wú)因次滲吸時(shí)間數(shù)模分析
為研究黏度及界面張力對(duì)滲析采出程度的影響，引用MA等推導(dǎo)出的公式（1），式中同時(shí)考慮了親水系統(tǒng)和滲吸親油系統(tǒng)的無(wú)因次滲吸時(shí)間。
式中：Rr為相對(duì)滲吸采出程度。
結(jié)合式（1）和式（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。從數(shù)模中可以看出，注入的驅(qū)替液黏度與地層水接近（1.0~1.2 mPa·s），因此發(fā)生滲吸時(shí)，原油黏度是油水間流度比的決定性因素，目標(biāo)區(qū)塊原油黏度mu0為27 mPa·s，顯著大于常規(guī)低滲油藏原油黏度（通常約為2mPa·s）。FHQ-I驅(qū)油時(shí)不能降低原油黏度，同時(shí)界面張力低，相對(duì)應(yīng)的tD較小，相對(duì)滲吸采出程度Rr低；而CCAO能大幅度降低原油黏度至接近地層水黏度，同時(shí)界面張力較FHQ-I大1個(gè)數(shù)量級(jí)，能夠極大改善中黏原油的滲吸能力，其相對(duì)應(yīng)的tD較大，相對(duì)滲吸采出程度Rr高。
與前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)照，3種滲吸驅(qū)油劑的靜態(tài)滲析采出程度與其降黏能力正好一致；且CCAO界面張力1.72times10^-1mN/m為10^-1級(jí)，CAO界面張力1.13times10^0mN/m為10^0級(jí)，相同采出程度對(duì)比時(shí)，CAO的采出速度更快，僅2天即達(dá)到其滲析采油量的極限，而CCAO需5天才能達(dá)到極限，但采出程度高出1倍，符合數(shù)模預(yù)測(cè)結(jié)果。
高滲油藏依據(jù)毛細(xì)管理論Ca=muomega/sigma，毛細(xì)管數(shù)越高，即流體黏度和驅(qū)替速度越高，界面張力越低，采出程度越高；而低滲中黏物模驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中，由于額外增加了驅(qū)替壓力，無(wú)論哪種驅(qū)油劑都能顯著提高水驅(qū)油效果。在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中，油藏內(nèi)部的折算注水驅(qū)動(dòng)壓力梯度為0.01~0.14MPa/m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)驗(yàn)時(shí)的驅(qū)替壓力。這也很好地解釋了靜態(tài)滲吸時(shí)FHQ-I驅(qū)油劑不出油，即靜態(tài)滲吸時(shí)毛管力不足以啟動(dòng)低滲巖心中黏度較高的乳化原油，CCAO和CAO降黏增滲類(lèi)驅(qū)油劑物理模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)提高水驅(qū)油效率與靜態(tài)滲吸采出原油比例基本一致，適合于低滲中黏原油類(lèi)儲(chǔ)層提高注水效果。
4結(jié)論
1.單萜萜類(lèi)非超低降黏增滲驅(qū)油劑（CAO和CCAO）和低界面張力驅(qū)油劑（FHQ-I），界面張力分別達(dá)到10^0、10^-1和10^-2這3個(gè)數(shù)量級(jí)。其中CAO和CCAO的降黏率與水油比成正比，而FHQ-I的降黏率隨水油比增加先增加，在水油比達(dá)到30%～40%（反向點(diǎn)區(qū)間）以后開(kāi)始降低。CAO和CCAO破乳均較快，半小時(shí)內(nèi)即可破乳，且CCAO的破乳率更高，CAO由于部分乳化原油懸浮或吸附其中不能完全破乳；而FHQ-I形成的原油乳液穩(wěn)定，恒溫7天仍未能自發(fā)破乳。
2.靜態(tài)滲吸實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CCAO、CAO和FHQ-I滲吸洗油率分別為15.27%、7.32%和0%。其中，CAO洗出含少量原油的中間乳化層，與洗出的上層原油體積相當(dāng)，CCAO幾乎沒(méi)有油水過(guò)渡層，說(shuō)明優(yōu)化后的CCAO具有非常好的滲吸效果；而FHQ-I乳化能力強(qiáng)，表現(xiàn)為原位乳化的原油吸附在巖心表面無(wú)法脫離出來(lái)。動(dòng)態(tài)物理模擬實(shí)驗(yàn)顯示了3種驅(qū)油劑的動(dòng)態(tài)采油效率，其中CCAO的采油效率最高，提高水驅(qū)采收率13.2%。
3.通過(guò)無(wú)因次滲吸時(shí)間數(shù)模、靜態(tài)滲吸和動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)分析可知，低滲中黏原油油藏驅(qū)油首先要考慮降黏，提高基質(zhì)中原油的滲吸能力，同時(shí)界面張力不宜過(guò)低，應(yīng)通過(guò)增加滲吸能力進(jìn)而提高采出程度。
綜上研究，在低滲透油田中黏原油開(kāi)發(fā)過(guò)程中，考慮到原油的動(dòng)、靜態(tài)滲吸驅(qū)油及采出后原油破乳的現(xiàn)實(shí)情況，優(yōu)化后的單萜萜類(lèi)CCAO非超低界面張力降黏增滲驅(qū)油劑具有瓦解原油中增黏因子（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)）的吸附和聚集，顯著降低地層原油黏度的特點(diǎn)，符合數(shù)模預(yù)測(cè)結(jié)果，很好地滿足了“低滲中黏原油”區(qū)塊三次采油提高采收率的要求。