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减弱贾敏效应的方法|表面活性剂改善贾敏效应实验

来源:地质科技通报 浏览 15 次 发布时间:2026-03-05

3 减弱贾敏效应的方法


贾敏效应随渗透率降低而增强,随含油饱和度降低,分散油滴、油珠增多,贾敏效应增强,也就是说,在低渗透和特低渗透油田开发中,随着开发程度加深,贾敏效应增强。消除贾敏效应在目前技术条件下很难实现,因此,尽可能预防或减弱贾敏效应是特低渗透油田高效开发的有效途径。


通过对贾敏效应机理分析可知,可通过增大注采压差和减小油水界面张力这两种方式来减弱贾敏效应。根据王瑞飞等对贾敏效应的研究,只有通过提高注采系统注水压力使压力梯度达到107 Pa/m的数量级才可以在一定程度上削弱贾敏效应,但在实际油田注水开发中,一些卡断的油滴根本无法用常规水驱技术采出(这就是低渗透油田开发中常见早期产量高,油井见水后产量和液量均下降的主要原因),且无论如何加大注入压力也不会使产量和液量提高。储层岩石的破裂压力(一般为10 MPa数量级)和裂缝开启压力均小于油滴贾敏效应所产生的附加阻力,过高的注入压力往往会导致水窜,说明通过增大注采压差不是一种削弱贾敏效应的合理方式,故笔者尝试通过减小界面张力这一方式来减弱贾敏效应。为了使通过减小油水界面张力达到削弱贾敏效应的理论成为可以实际应用的技术,必须着重解决以下两个问题:一是选择适应地层流体性质的驱油剂,较大幅度地降低油水表面张力;二是优选出的驱油剂效果能通过实验室验证。往注入水中加入表面活性剂、聚合物和碱的方式可有效地降低油水界面张力,但对于低渗透油藏不适合注入聚合物,故应优选出合适的表面活性剂。


3.1 表面活性剂筛选


通过芬兰Kibron dIFT双通道动态界面张力仪测出几种不同表面活性剂的油水界面张力,优选出最合适的表面活性剂。


从表3中各种表面活性剂在不同浓度下油水界面张力的对比可以看出,0.01%双子表面活性剂的油水界面张力最小,将其作为改善贾敏效应的表面活性剂体系进行岩心伤害流动实验来验证评价降低油水界面张力是否能有效削弱贾敏效应。


表3 表面活性剂油水界面张力测定结果
表面活性剂名称 浓度 φB/% 地层水矿化度/(mg·L-1) 油水界面张力/(mN·m-1)
十二烷基苯磺酸钠 0.10 147000 0.48
石油磺酸盐 0.05 147000 9.53×10-2
石油羧酸盐 0.05 147000 1.72×10-2
双子表面活性剂 0.02 147000 1.96×10-2
双子表面活性剂 0.01 147000 3.687×10-3


3.2 表面活性剂改善贾敏效应实验


实验方法是将天然岩心抽空饱和地层水,在3个泵速(0.1,0.3,0.5 mL/min)下进行油驱水,记录时间、流量和pdo;将驱替完岩心烘干抽空饱和过滤后原油,在相同泵速下用模拟地层水进行水驱油,记录时间、流量和pdw,计算贾敏指数I = pdw/pdo,再次将驱替完岩心烘干抽空饱和过滤后原油,将注入0.01%双子表面活性剂的地层水注入岩心2 PV后关井1 h,开泵用注有双子表面活性剂的地层水进行水驱油,记录时间、流量和入口压力p′dw,计算注入表面活性剂后的贾敏指数I1 = p′dw/pdo,结果见表4。


表4 注入表面活性剂前后贾敏指数对比
岩心号 初始渗透率/(10-3μm2) 流速 (mL·min-1) pdo/MPa pdw/MPa p′dw/MPa 注入表面活性剂前 注入表面活性剂后 改善程度/%
贾敏指数I 程度 贾敏指数I1 程度
Qun601-19 0.390 0.1 3.23 4.94 3.56 1.53 1.10 28
0.3 5.20 9.25 6.19 1.78 1.19 33
0.5 6.98 12.94 7.97 1.85 1.14 38
Qun7-20 0.190 0.1 3.74 6.06 4.70 1.62 1.26 22
0.3 5.59 9.34 6.92 1.67 1.24 26
0.5 7.46 14.32 9.67 1.92 1.30 32


注:改善程度 = (I - I1) / I × 100%。


实验中发现,往注入水中加入0.01%双子表面活性剂后,贾敏指数较加入表面活性剂之前的贾敏指数要小,贾敏效应程度有所改善,平均改善程度约为30%,说明通过降低油水界面张力可起到削弱贾敏效应的作用。


4 结论


(1)塔里木油田巴什托普井区东河塘组低渗透油藏贾敏效应为中—强,贾敏效应是开发中不可忽视的阻力,在目前条件下很难消除这种损害,但预防和削弱贾敏效应是低渗透油田高效开发的有效途径。


(2)通过对贾敏效应的机理分析可知,渗透率越低,含油饱和度降低,分散油滴、油珠越多,贾敏效应越严重,虽然通过提高注采系统注水压差可在一定程度上削弱贾敏效应,但在油田实际开发中很难达到如此高的压差,且过高的注入压力往往会导致水窜,故此方法不适合用来有效削弱贾敏效应。


(3)进一步分析其机理可知,降低油水界面张力是另一条削弱贾敏效应的有效途径,即在实验室条件下通过往注入水中加入优选的0.01%双子表面活性剂减小油水界面张力的方式可以较显著削弱贾敏效应,减小注入压力,降低开采成本,提高油藏经济效益。