改变低渗透砂岩亲水性油气层润湿性对其相渗透率的影响.pdf

石油勘探与开发
2005年6月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENTVol.32No.3123

文章编号:100020747(2005)0320123202
改变低渗透砂岩亲水性油气层润湿性
对其相渗透率的影响
任晓娟1,2,刘宁3,曲志浩1,张宁生2

(1.西北大学地质学系;2.西安石油大学石油工程学院;3.中国石油勘探开发研究院)

基金项目:国家自然科学基金“油气储层损害的信息融合理论与方法研究”(50274059)

摘要:为了研究改变低渗透砂岩亲水性油气层润湿性对其气水相有效渗透率的影响,用自主研发的一种能改变亲水岩石
表面性质(由亲水改为中性—弱亲油)的润湿反转剂LW21进行了实验研究。实验结果表明,用LW21处理低渗透亲水气
层岩心,改变其岩石表面的润湿性后,可使气体有效渗透率平均提高1.06倍;处理低渗透亲水油层岩心,改变其岩石表面
的润湿性后,可使水相有效渗透率平均提高2.6倍。认为改变低渗透亲水油气层的岩石表面润湿性,是降低其遭受侵入
水伤害程度、提高增注能力和改善压裂增产过程中侵入水返排效果的有效手段之一。表3参13
关键词:润湿性;亲水;低渗透油气层;润湿反转;实验研究

中图分类号:TE311文献标识码:A

基于以往大量有关改变低渗透亲水油气层岩石表测水相的有效渗透率;③注入5PV的0.5%润湿反转
面性质提高其气水相有效渗透率的研究[1211],本文采用剂LW21+助剂的水溶液,然后注入模拟地层水10PV,
自主开发的一种适于低渗透砂岩亲水油气层的润湿性测水相的有效渗透率;④对比注入润湿反转剂前后的
反转剂LW21,进一步研究了改变润湿性对提高低渗透水相有效渗透率大小。
砂岩亲水油气层气水相有效渗透率的影响。
2实验结果及分析
1实验方法
2.1润湿反转剂对岩石表面润湿性的影响
1.1实验岩心和流体气层岩心注入LW21前,滴在岩石表面的水迅速
实验使用的岩心是长庆气田上古生界低渗透砂岩展开,不能形成水滴;而注入LW21后滴在岩石表面的
岩心和新疆某油层低渗透砂岩岩心,经润湿性测定,均水形成水滴,用JY282接触角测定仪测定水滴和岩石
为强亲水;使用的水分别为1%KCl的水溶液和配制的表面的润湿接触角[12],水滴的润湿接触角为73.55～
模拟地层水,黏度分别为0.98mPa·s和1.10123.10°,除一块岩样外,其余岩样水滴在岩石表面的接
mPa·s;使用的气体为氮气;油相流体为处理过的精制触角均大于90°(见表1),表明LW21已将岩石表面反
煤油,黏度为1.28mPa·s。实验在常温下进行。转成中性偏亲油,用LW21改变亲水岩石表面性质效
1.2实验步骤果显著。
对于气层岩心:①首先抽空饱和1%KCl水溶液,
表1润湿反转剂LW21对岩石表面润湿性的影响
然后用加湿氮气恒压驱至束缚水饱和度,测定气体的
气测渗透率孔隙度水滴的润湿接触角
岩心编号
有效渗透率,并计量气驱总体积;②烘干、抽空饱和(mD)(%)(°)
0.3%润湿反转剂LW21+1%KCl水溶液,并反向驱替S10.1927.9873.55
2PV;③用加湿氮气恒压驱替至束缚水饱和度,之后烘S20.37911.3102.45
S30.51111.590.55
干岩心④抽空饱和水溶液然后用加湿氮气
;1%KCl,S40.6549.5098.30
恒压驱至束缚水饱和度,测气体的渗透率,驱替压力和S50.72912.2123.10
气量与步骤①相同;⑤比较步骤①和④气体有效渗透S60.75711.1111.55
率的大小。实验过程中岩心的含水饱和度用称重法测S71.4713.890.25
S81.3414.793.45
定。
对于油层岩心:①首先饱和模拟地层水,然后用煤2.2改变润湿性对气体有效渗透率的影响
油驱至束缚水状态;②用模拟地层水驱至残余油状态,实验结果表明,改变岩石表面的润湿性,可在一定

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程度上降低束缚水饱和度,较大幅度地提高气体有效式中pc———毛细管压力,Pa;σ———表面张力,mN/m;
渗透率。表2为用LW21处理低渗透气层岩心前后气θ———接触角,(°);r———毛细管半径μ,m。
驱水实验结果对比表,可见处理后束缚水饱和度下降从(1)式可见,当岩石表面转变成中性时,毛细管
了0.8%～7.9%,但气体有效渗透率明显提高,处理后压力接近零,降低了气水或油水两相流动时的毛细管
与处理前有效渗透率之比为1.16～3.88。分析表明