表面活性剂在低渗透油气藏全过程保护中的应用进展
新型表面活性剂在大庆油田低渗透储层的应用
新型表面活性剂在大庆油田低渗透储层的应用
丁伟;王娇;谢建波
【期刊名称】《石油化工高等学校学报》
【年(卷),期】2014(000)001
【摘要】对大庆低渗透储层机构特征和综合损害机理进行研究，确定水锁损害是最主要的伤害类型之一。
大庆油田龙西地区水锁损害在10．41％～14．29％。
通过在室内对水锁损害机理分析，进行了防水锁剂的优选和评价，优选出的表面活性剂DW-3大大的降低了滤液界面张力，具有良好的防水锁效果。
防水锁聚合物钻井液在现场试验表明，矿场评价该钻井液体系渗透率恢复值达到88．14％。
形成大庆油田低渗透储层防水锁专项技术，达到保护油气藏的目的。
【总页数】4页(P71-74)
【作者】丁伟;王娇;谢建波
【作者单位】东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆市163318;东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆市163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆市163318
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.43
【相关文献】
1.大庆油田台肇地区低渗透储层裂缝及其开发对策研究 [J], 曾联波;刘洪涛;房宝才;邓海成
2.防水锁聚合物钻井液在大庆油田低渗透储层的应用 [J], 丁伟;王娇;谢建波;滕飞
3.粘弹性表面活性剂压裂液在低渗透储层中的应用 [J], MathewSamuue;李莉;何建华
4.恒速压汞法研究低渗透储层微观孔隙结构特征——以大庆油田为例 [J], 慕月
5.化学驱表面活性剂对特低渗透砂岩储层表面荷电性能的影响:以鄂尔多斯盆地陇东地区上三叠统延长组长8储层为例 [J], 张茜;孙卫;任大忠;刘登科;南珺祥
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率
注表面活性剂提高低渗储层原油采收率
注表面活性剂是一种可以提高低渗储层原油采收率的一种技术手段。
低渗储层指的是
储层渗透率较低的地层，一般渗透率小于0.1mD。
由于渗透率低，原油在储层中流动困难，开采难度较大。
而注表面活性剂技术可以改善储层原油的流动性，提高采收率。
注表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的物质，能够在液体中形成一个分子层，
使得液体界面变得更加稳定。
在油藏开发中，注表面活性剂可以通过两种方式提高低渗储
层原油的采收率。
注表面活性剂可以通过减小原油和储层岩石之间的液体表面张力，增加原油在储层中
的渗透性。
由于油藏岩石孔隙较小，原油粘度较大，原油往往无法顺利地通过岩石孔隙和
毛细管力进行流动。
而注表面活性剂的添加可以减小原油和岩石孔隙表面的张力，降低粘
附力，使得原油能够更容易地通过储层岩石孔隙，提高渗透率。
注表面活性剂还可以通过改变原油和水之间的相互作用，增加水和油之间的顺序。
在
储层中，往往存在大量的残余水，而水和原油之间的亲和力较大，导致原油无法有效地被
开采。
而注表面活性剂的添加可以改变水和原油之间的亲和力，使得原油能够更容易地被
迫出储层，提高采收率。
注表面活性剂是一种可以提高低渗储层原油采收率的一种有效技术手段。
通过减小原
油和储层岩石之间的液体表面张力，改变原油和水之间的相互作用，使得原油能够更容易
地通过储层岩石孔隙和被开采，提高采收率。
表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理
表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理表面活性剂溶液对低渗透油藏的降压增注效果也非常突出。
表面活性剂对超低渗透降压增注的机理并不只是大幅降低油/水界面张力。
表面活性剂具有较好地改变岩石表面润湿性的作用。
因此，本文将继降压增注实验之后开展降压增注机理分析。
标签：表面活性剂；低渗透油藏；降压增注1引言表面活性剂具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透和抗静电等性能，在油田上最早用于提高采收率，目前广泛应用在油气井增产和水井增注，通过吸附在岩石矿物表面，改变岩石润湿性，从而降低毛管力、减弱储层损害表面活性剂驱油机理，可概括为降低界面张力、降低注入压力、聚并形成油带、形成分子膜、降低边界层厚度、改变岩石润湿性、改变岩石流变性等。
特性，在较低的使用浓度条件下，表面活性剂溶液就能够很快地降低界面张力，根据极性基团的区别，将表面活性剂划分以下几大类：阴离子型、两性型、阳离子型、和非离子型表面活性剂等。
其降压增注机理体现为：降低油水界面张力、改变岩石润湿性、降低注入压力、改变原油流变性、提高洗油能力。
2表面活性剂降压增注机理由于组成表面活性剂分子的两部分为具有极性的“头基”和具有非极性的“链尾”，因此表面活性剂显示两亲性的。
2.1 降低油水界面张力。
由于低渗储层具有孔吼半径细小的特征，连续油流在通过狭小孔隙吼道时，毛管力急剧地增加，会引起贾敏效应，在储层孔隙中油柱会变成断断续续的油滴，从而引起流体渗流阻力的增加。
在注入表面活性剂段塞后，在油水界面上吸附着活性剂，引起油水界面张力的降低，引起油滴变形从而更容易通过孔隙吼道，有效地解除了含油堵塞，从而达到了降低注水压力的目的。
关于降低油/水界面张力以降压增注的研究已经很多，且形成了较为一致的看法，在这里做简述。
由于表面活性剂都具有一定的表面活性，能够降低界面张力，驱替液（水相）与被驱替液（油相）接触时，表面活性剂快速地达到油/水界面，起到降低界面张力的作用，减小相间相互作用，同时乳化原油、降低原油粘度，阳离子表面活性剂压缩双电层、使边界层变得更薄，从而改善油、水渗流性，提高水相渗透率，降低注入压力。
表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文
表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文表面活性剂在石油工程中的应用研究进展论文摘要：表面活性剂在石油工程的油气钻井、开采及储运中均有很广泛的应用。
综述了表面活性剂在石油工程中的研究及应用现状，由于国内一些大型油气藏已到开采后期，油田采收率较低，利用表面活性剂可以提高采收率。
高分子类型的表面活性剂既能提高波及系数，又能提高洗油效率，是很好的驱油助剂。
目前不少油田在开采低渗透油藏以及页岩油气藏，压裂液助剂的开发研究是现在及将来的一个研究热点。
关键词：表面活性剂；石油工程；应用；研究表面活性劑是一类分子由极性的亲水部分和非极性的亲油部分组成的，少量存在即能显著降低溶剂表面张力的物质。
它们广泛用于日常生活[1，2]，以及石油工程。
例如，在油气钻井工作中可以用作钻井液的杀菌剂、缓蚀剂、起泡剂、消泡剂、解卡剂、乳化剂等；在油气开采作业中可以用作黏土稳定剂、驱油剂、清防蜡、酸压助剂（可用于乳化酸、泡沫酸，成胶和破胶、助排剂等）；在油气田地面工程中可以用作减阻剂、破乳剂、杀菌剂、絮凝剂等，于浩洋等[3-6]对其在油田中的主要应用及其作用机理进行过归纳。
目前国内一些大型油藏已到开发后期，原油采收率较低，可以采用化学驱进行驱油。
例如，大庆油田的碱-表面活性剂-聚合物（ASP）三元复合驱为大庆油田的增产和稳产作出了巨大贡献[7]。
对低孔低渗的油气藏如目前国内外热门的页岩油/气藏的开采则多用压裂工艺，其中关键的化学剂常用到表面活性剂[8-11]。
根据表面活性剂在水中起活性作用的亲水基团来进行分类，可以将其分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型及特种类型（包括含氟和含硅、Gemini、Bola及生物表面活性剂等）表面活性剂。
现根据其类型对其在石油工程尤其是在低孔低渗油气藏中的研究及应用现状进行综述，以供我国页岩油/气藏开采技术的研究人员作参考。
1普通表面活性剂的研究及应用1.1阴离子型在水中起活性作用的部分为离子的表面活性剂。
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究
科技 曩向导
◇ 能源科技◇
表面活性剂降压增注技术在低渗透油田应用研究
洪 伟 金 燕 波 （ 国石 化 江 汉 油 田 分公 司江 汉 采 油 厂 湖 北 中 潜江 ４３２ ３ １ ３）
【 摘 要】 对江汉油田部分注水井注入压力高、 针 注水驱 替效 率低及套损并不断增加情况 ， 开展 了 面活性 降低 注入 井注入压 力实验研 究． 表 室 内进行 了表面活性 剂体 系表 面张力、 面张力稳 定性能研究 ． 界 在天然岩心上进行 了表 面活性 剂体 系降低驱 替压力物理模 拟 实验及确定现 场 注入参数 实验研 究。实验 结果表 明， 究出的表面活性剂体在试验 温度 ８ ＇ ， 研 ５Ｃ 使用量 ５Ｐ ｍ条件 下油水界 面张力达到 １ｍ ｍ数量级 ． 面 ￣ ０Ｐ ０ Ｎ／ 表 张力 ￣３ｍＮ／ ＜ ０ ｍ。岩心驱油降压物理模拟 实验 。后续水驱潜压 力下降 ３ ％以上 。进行 了４口井现场试验 ， Ｏ 两口井见到 了表面活 － ｌ ｔ＃ 降压效果。 ￣ 【 关键词】 表面活性剂 ； 透油田； 面张力 ； 低渗 界 注入压力 ； 日注入 量
Ｏ ． ８
２ － ２４
Ｊ２２ Ｔ ０
２ ． ６９
２． ７１
３ ． ２２Βιβλιοθήκη ３． ２１ ３ ｌ ７
３ ｌ７
３． １ ３ ． ７ １６
从表 １ 分析看 出． ０ 的表面张力 随浓度 的增加而降低 ．当浓 Ｊ １ Ｗ２ 度 达到 ０４ ．％时处于稳定 ： ２ ２的表面张力 在 ５ Ｐ ｍ效果较好 Ｊ ０ Ｔ ０Ｐ 图 ２ 界 面 张 力与 时 间关 系 曲线 １３与煤 油 、 油 界 面 张 力 的 测 定 ＿ 原 由图 ２可 见 ．活性 剂 的界 面 张力 随着 时 间 的增 加 而 下降 ． 到 室内选取 四种表面 活性 剂与煤 油和原 油进行 界面 张力 的测 定 ． ０ ｎ左 界 ｍＮ ｍ 随着 时 间 的 增 加 ． 面 张 力 逐 界 Ｊ ０， Ｗ２ １ 、石油大学样 品、Ｔ ０ Ｊ２ ２和 ＤＡ，试 验介质为 自来水 ，试验温度 １ｍｉ 右 ． 面 张 力 达 到 ｌ ／ 以下 ． 到 ０ ｉ 左右界面张力达 到最低值 。 之后 ． 界面张力值基本达 ７ ℃。表 ２是界面张力测定结果 ． ｌ为不同浓度表面活性剂对界面 渐下降． ６ ｍ ｎ ０ 图 到稳定 ． 处于动态平衡 张力的影 响曲线 １５表面 活 性 剂 岩 心 试 验 ． 表 ２ 界 面 张 力 测 定 结 果 试验在岩心 内人为地形成流体堵塞 ．然后用活性剂处理岩心 ． 分 与原油的 别在下列各 阶段测定岩心 的渗透率 ． 来确定体系的降压效果 ： 与煤油 的界面张力 ． Ｎ ｍ ｍ ／ 界 面张力 ． 形成流体堵塞之前 ｍＮ ｍ ／ 浓 度 ％ 形 成流体堵塞之后 ． 体系处理之前 Ｊ ０ 石油大学样 品 Ｗ２ １ Ｄ Ｊ２２ Ａ Ｔ ０（ 浓度 石油大学 体系处理之后 ％１ 样 品 岩 心 选 择 ： 西 ｌ一 王 Ｏ ３井 岩 心 ， 径 为 ２５ ｍ， 度 为 ５Ｉ． 直 ． ｃ 长 ｃ１ ｌ、 １ ． 验 程 序 ． １实 ５ Ｏ０ ． ５ ３０ ． ６ ２７ ． ４ ， ４ ｏｏ ０） ． （ ． ５ ２ ０ ０４ ． ７
特低渗油藏表面活性剂改善水驱实验研究及应用
特低渗油藏表面活性剂改善水驱实验研究及应用杨欢;张永刚;魏开鹏;刘学全;徐斌;斯容【摘要】为提高红河油田特低渗油藏的采收率，开展了表面活性剂驱改善水驱效果的实验研究及矿场试验。
室内评价表明：用皂角原料制得的表面活性剂ZJ2-2与地层水配伍性好，对岩心伤害小，同时具有良好的降低界面张力性能和改变岩石表面润湿性能，能大幅度提高驱油效率。
矿场试验表明：ZJ2-2表面活性剂能有效降低注入压力，提高注入井的注入能力，有效补充地层能量。
截止2013年5月试验井组累计增油130 t。
%In order to improve recovery of ultra-low permeability reservoir in Honghe oilfield, we carried out experimental study and field experiment about water flooding improvement by using surface acting agent. Indoor evaluation shows that ZJ 2-2 surface acting agent used by saponins has good compatibility with formation water and little damage to core. Meanwhile, this acting agent can reduce the interfacial tension performance and change wettability of rock surface, thereby drastically improving displacement efficiency. Field test shows that ZJ2-2 surface acting agent can effectively reduce injection pressure, enhance inject ability and re-plenish formation energy. Up to May, 2013, cumulative increased oil in testing well group is 130 t.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P53-57)【关键词】特低渗油藏;表面活性剂驱;驱油效率;矿场试验;降水增油【作者】杨欢;张永刚;魏开鹏;刘学全;徐斌;斯容【作者单位】中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006;中国石化华北分公司工程技术研究院，河南郑州 450006【正文语种】中文【中图分类】TE357红河油田长6油藏位于甘肃省镇原和泾川两县，储层地层温度65℃，砂岩累积厚度11～33m，单井累计含油厚度变化在5～26m，平均油层厚度18.3m，平均含油饱和度59.0%，平均孔隙度13.3%，平均渗透率1.49×10-3μm2，属于低孔、低渗、中小孔隙细喉型储层。
探讨生物活性剂在低渗透油藏开发的应用
探讨生物活性剂在低渗透油藏开发的应用生物表面活性剂是微生物产生的生物化合物，并且该化合物具有一定的表面活性。
通过对分子结构的研究发现它里面含有极性和非极性基团，属于中性两极分子。
分子结构中的亲水基团由非离子或者离子形式的氨基、羟基或肽链组成，疏水基团主要由不饱和、饱和脂肪酸等物质组成。
对于分子量较大的蛋白质或者多糖复合物等生物表面活性分子，可以有其他分子组成疏水和亲水部分。
生物表面活性剂能够在不同界面之间整齐地排列成分子层，从而降低界面的能量。
它在研究两相物质传递以及流变学特性方面具有重要意义，除此之外它还拥有较好的化学稳定性。
1 活性剂作用机理低渗透油藏的物性较差，导致水、油界面之间的张力较大，而且拥有较大的毛细管阻力，在注水驱油操作时效果不明显。
不过生物表面活性剂能够克服这些缺点，它和原油界面的张力显著降低，从而提高驱油效果，在现代低渗透油藏开发中应用十分广泛。
下面对其作用机理做个简单的介绍。
1.1 驱油能力显著地层中流体和原油界面之间具有较大的张力，从而严重影响驱油效果。
生物活性剂和原油界面的张力较小，从而增加油相的湿润接触角，使原油的附着能力和湿润张力下降显著，这样一来残余油能够分散许多体积较小的油滴，从而有利于驱动，大的原油分子因此受到影响重新移动，移动的过程中不断的变形。
这时不断增加生物活性剂注入量，活性剂浓度随之增加，使那些在移动时变形的残余油拉成较细的油丝。
1.2 减小亲油空隙介质毛管阻力在油湿空隙介质中，水驱油时毛细管力成为阻力。
不过生活活性剂能够降低水、油界面之间的张力，增大油和地下岩石表面的湿润接触角，以此降低毛细管阻力。
另外生物活性剂粘度比水高很多，从而能够有效地控制流度，使添加活性剂的注入水进入半径更小的喉道，以此提供驱油工作效率。
1.3 驱替出孔道末端的残余油随着驱替液不断的注入，加入活性剂的驱替液能够降低附着在岩石表面的油溶性物质的溶解度，使其发生解吸。
同时加上活性剂具有粘弹性的特点，在离心拉伸作用的影响下驱油效率显著提高。
表面活性剂在油田中的应用与创新
表面活性剂在油田中的应用与创新摘要：本文从表面活性剂在油田钻井中的应用、在油田开采中的应用、在油气集输中的应用以及在油田水处理中的应用这四个方面分析了表面活性剂在油田中的应用现状，并在此基础对油田用表面活性剂的创新与发展进行了研究。
关键词：油田表面活性剂应用一、油田中应用的表面活性剂现状分析（一）表面活性剂在油田钻井中的应用在油田开采过程中，钻井是较为重要的环节之一，其直接关系到油田的开采效率，而钻井液又被称为钻井的血液，钻井过程中若失去钻井液的循环，钻井工作则无法进行。
与此同时，不同地区的岩层特点对钻井液的要求也不同，这在一定程度上导致了钻井过程中使用的表面活性剂种类较多，并且用量也相对较大，主要包括钻井液处理剂以及油井水泥外加剂等等，其用量约占油田用表面活性剂总量的60%左右。
由此可见，这类表面活性剂在油田开采中具有非常重要的作用。
现阶段，美国、俄罗斯和中国对钻井液处理剂的研究较为深入，如美国主要将研究的重点放在各种新型聚合物材料上，而俄罗斯则将研究的重点放在材料的廉价性方面。
我国的研究重点包括两个方面，一方面是传统原材料的利用，另一方面是新型合成聚合物。
自上个世纪90年开始，各种新型钻井液处理剂相继问世，其中以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸最具代表性，其属于多元共聚物。
同时，降滤失剂、降粘稠剂以及润滑剂等产品也都有了突破性的研究进展。
尤其是最近几年，聚合醇表面活性剂在国内大量油田中获得了推广应用，由此形成了一系列的聚合醇钻井液体系，这给油田钻井效率的提高带来了极大的帮助。
除此之外，甘油基钻井液以及甲基葡萄糖酸甙钻井液也都在油田钻井中取得了一定的效果，应用前景一片光明。
（二）表面活性剂在油田开采中的应用油田开采过程中使用的表面活性剂虽然从品种和数量上不及钻井用的表面活性剂，但从技术层面上，这类表面活性剂的技术含量较高，用量约占表面活性剂总用量的33.3%左右，其在油田开采的重要作用也不容忽视，尤其是一些酸化及压裂用的表面活性剂产品。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表面活性剂具有降低表面张力、起泡、乳化、分 散、润湿、增溶等性能, 广泛用于储层钻井完井、EOR 和增产改造等过程, 可以提高机械钻速、促进返排, 有效预防储层损害, 提高采收率等。由于低渗透油 气藏微观结构复杂, 潜在损害甚于常规储层, 表面活 性剂在这类储层的应用超越了在常规储层或以往应 用的局限, 尤其在修饰岩石表面润湿性时, 能显著降 低毛管自吸势能, 预防水相圈闭损害, 在低渗透油气 藏开发中优势明显。为此, 重新认识和深入研究表 面活性剂与储层的作用及润湿性反转对渗透率的影 响很有必要。
为了减少正压差钻井给低压易漏储层带来的损
害, 欠平衡钻井技术被逐渐采用, 是经济有效的钻进 方法。泡沫流体系可对付大量水侵, 能有效改进岩 屑携带能力, 降低漏失量 [ 11] , 该体系已在中原油田 户部寨气田、川东 北 QX 2井等得到应用 [ 12, 13] 。然 而低渗透油气藏高的毛管压 力使其潜在自吸 能力
常用的表面活性剂有阴离子型、阳离子型、非离 子型和两性离子型, 各自突出的特点使其在同一作 业环节中可以发挥独特作用 ( 表 1) 。本文结合表面 活性剂的常规应用 ( 注水驱、聚合物驱等 ) 和在低渗 透油气藏的特殊应用, 简要概括了其对储层渗透率 和流体渗流的影响。
* 收稿日期: 2009 12 28; 修改日期: 2010 03 28。 基金项目: 国家科技重大专项 低渗油气田储层保护技术 (项目编号 2008ZX 05022 004 ) , 973计划项目 深井复杂地层漏失 与井壁失稳 机理及预测 ( 项目编号 2010CB226705) 。 作者简介: 刘雪芬 ( 1985- ) , 女, 西南石油大学石油工程专业学士 ( 2008) 、油气井 工程硕士研究 生 ( 2008- ), 从事储层保护 理论与技术 研究, E m ai:l xu efen580@ 126 com。康毅力 ( 1964- ) , 男, 教授, 博士生导师, 本文通讯联系人, 通讯地址: 610500 四川成都新 都区西南石油大学油井完井技术中心, 电话: 028 83032118, 83049005, E m ai:l cw ctky@l vip sin a com。
性, 指出进一步研究的发展方向。表 2参 50 关键词: 低渗透; 表面活性剂; 界面修饰; 储层损害 ; 进展; 综 述
中图分类号: TE258+ 2
文献标识码 : A
前言
低渗透油气资源储量在中国未动用石油地质储 量中高达 72 8% , 随着油气工业的 发展, 将成为常 规油气资源的接替者和保障油气资源供应的主角。 这种低渗油气藏一般具有天然裂缝发育, 基块渗透 性差, 非均质严重, 孔喉细小、毛细管现象突出、油气 流动阻力大, 黏土矿物含量高等特点。潜在损害类 型有敏感性损害、液相圈闭损害、乳状液堵塞、固相 侵入等, 其中液相 (包括水相和油相 ) 圈闭损害是主 要损害类型, 损害率一般在 70% ~ 90% 。
第 27卷第 2期 2010年 6月 25日
文章编号: 1000 4092( 2010) 02 0216 05
油田化学 O ilf ield Chem istry
V o l 27 N o 2 25 June, 2010
表面活性剂在低渗透油气藏全过程保护中的 应用进展*
刘雪芬 1, 康毅力1, 游利军 1, 杨 斌2
P c = 2 cos / r
( 1)
其中, P c 毛 细管力, dyn / cm2; 油 水界面 张力, dyn / cm; 水相润湿接触角; r 毛细管半径, cm。
2 2 基于润湿性反转的界面修饰
矿物表面的润湿性决定了油水在岩石孔道中的 微观分布及残余油在孔隙中的存在方式, 同时决定 了孔道中毛管压力的大小和方向, 地层中微粒的润
川西和川东北地区气体钻井转换为水基钻井后
易出现井壁失稳, 通常做法是在前置液中加入润湿 反转剂, 使岩石表面由水湿转化为油湿, 减缓滤液侵 入, 有效维护了井壁稳定 [ 16, 17 ] 。润湿反转前置液主 要是通过改变地层岩石表面润湿特性, 将其由亲水 变为疏 水, 防 止 气 液 转 化 时 泥 页 岩 吸 水 膨 胀 垮 塌 [ 18] 。此外, 表面活性剂在固井中也有应用, 尤其 对油基工作液完钻的井, 井壁和套管壁上粘附的一 层油膜, 影响胶结性能和强度。若胶结不好, 会导致 后续作业无法正常进行, 甚至井报废。在冲洗液和 隔离液中加入表面活性剂, 制成适用于油基钻井液 的高效前置液, 改善界面亲和程度, 解决前置液与油 基钻井液和水泥浆的相容性问题, 可提高固井质量, 减小储层损害风险 [ 19 ] 。
( 1 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 ( 西南石油大学 ) , 四川 成都 610500; 2 川庆钻探工程有限公司工程技术研究院, 陕西 西安 710021)
摘要: 相圈闭损害在裂缝性低渗透油气藏中极为严重。概括了表面活性剂降低界面张力、改变润湿性的机理。氟表 面活性剂可促进液相返排、预防相圈闭损害, 故界面修饰显示出扩展屏蔽暂堵技术和欠平衡作业在低渗透油气藏全 过程储层保护技术覆盖度的潜 力。介绍 了界面 修饰在 低渗透 油气藏保 护中的 应用实 例和氟 表面活 性剂的 优良特
2 1 降低界面张力
低渗透油气藏的主要特征是渗透率低、油气水 赖以流动的通道微细、渗流的阻力大、液固界面及液 液界面的相互作用力显著, 导致渗流规律产生某种 程度的变化而偏离达西定律 [ 27] 。目前在中、高渗透 层已成功推广应用的可大幅提高采收率的技术 ( 如 聚合物驱等 ) 也因注入压力高而无法在低渗透油层 应用, 致使提高低渗透油气藏的采收率非常困难, 大 量油气被圈闭在储层中。研究表明, 高毛细管力或 自吸势能的存在, 会导致低渗 致密储层严重的相圈 闭损害 [ 28~ 30 ] , 这是孔喉中非润湿相流体驱替润湿相 流体所受到的阻力, 也是流动必须克服的力, 超低界 面张力 ( 10- 3mN /m ) 是提高低渗透油层采收率的重 要途径之一, 而目前常用的表面活性剂水溶液与原 油间的界面张力属低界面 张力 ( 10- 2mN /m ) 范畴, 故以此降低毛管压力的效果是有限的。毛管压力的 计算公式见式 ( 1) 。
降低 界 面 张力、乳 化、 破乳、形成吸附膜 润湿反转、起泡
降滤 失、堵 漏、泡 沫 钻 缓蚀剂, 防淤渣剂 井液, 乳化剂, 润滑剂
驱油、堵 水、乳化 降 黏 破乳, 防垢剂 剂
阳离子 杀菌、润湿反 转 ( R B X ) 能力强
作用 机理
应用
抑制页岩膨胀分散 稳定井壁
吸附, 抑制黏 土膨胀分 散, 降低界面张力
第 27卷第 2期
刘雪芬, 康毅力, 游利军等: 表面活性剂 在低渗透油气藏全过程保护中的应用进展
217
类型
特点
阴离子 降 低 界 面 张 力 ( R A M ) 能力强
作用 机理
应用
表 1 表面活性剂类型及在各作业环节的应用
井下作业
钻井及完井
酸化压裂
EO R
油气集输
起泡, 乳化, 润滑、反转 表面吸附 为油湿
低渗透油气藏在钻完井过程中由于水基工作液 滤液侵入, 使近井带含水饱和度增加, 再加上储层低 孔、低渗或致密、毛管压力高, 以及裂缝和微裂缝发 育, 侵入液返排困难, 会造成严重的水相圈闭损害, 可使近井带或裂缝面处气相或油相渗透率下降到原 来的 1% ~ 10% 以下 [ 4] 。
目前, 在钻完井过程中储层保护技术主要是屏 蔽暂堵技术和欠平衡钻井技术。对于基块平均孔喉 半径小于 0 6 m 的致密储层, 钻完井液难以在井 壁上有效架桥、形成滤饼。传统的屏蔽暂堵技术难 在此孔喉尺寸区间发挥作用, 液相仍会在压差或毛 管自吸作用下侵入储层, 导致近井地带或裂缝面水 饱和度增加, 严重降低气相渗透率。在工作液中加 入表面活性剂可预防或解除水相圈闭, 减轻储层损 害 [ 5, 6] , 保护孔喉和 微裂缝。这一认识 已在轮南古 潜山碳酸盐岩油藏、河南油田、牛 35区块、靖边气田 等多个低渗透油气田得到成功验证 [ 7 ~ 10] 。
缓 速剂, 防 乳 化 剂, 润 湿反转剂
与阴离子作用类 似, 吸 附结蜡表面
驱油、堵 水、乳化 降 黏 剂, 防蜡沉积
形成吸附 膜、桥 接、增 溶, 降低界面张力
破乳, 消 泡, 除油 防垢 剂
两性离子 吸附 强、表面 活 ( R B R2 A) 性高
作用 机理
应用
起泡
界面吸附
降滤 失、堵 漏、泡 沫 钻 防淤渣剂 井液
湿性影响着微粒的运移方式。由毛管压力计算公式
可知, 界面作用不仅和界面张力有关, 还与岩石润湿 特性密切相关。传统认为低界面张力是使毛管压力
降低的关键, 然而实验表明, 高润湿角或润湿性改变 也能达到很低的毛管压力, 改变界面张力并不意味 着润湿性改变, 润湿反转是固体表面在活性物质作 用下润湿性发生转变的现象, 对提高油湿碳酸盐岩 或砂岩油藏的采收率至关重要 [ 31~ 33] 。
缓 蚀 剂, 黏土 稳 定剂, 助排剂
吸附蜡晶表面, 润 湿反 转
防蜡, 驱油
破乳、形成吸附膜 破乳, 除油剂, 杀菌剂
非离子 表面 活性高、吸 ( R R2 ) 附弱
作用 机理
应用
起泡, 乳化, 润滑、油湿 反转, 破乳, 增溶, 渗透
堵漏、泡 沫 钻井 液, 乳 化剂, 润滑剂
界面吸附, 润湿反转
降低界面张力 驱油
1 在油气建井储层保护中的应用
油田开发实践表明, 钻开储层的整个施工过程 中都可能发生地层损害, 轻者使储层产能降低, 重者 使生产井完全丧失生产能力, 甚至影响新油气储量 的发现, 给油田开发造成很大损失, 因此储层保护关 系着油田开发水平和最终的经济效益 [ 2, 3] 。钻井液 作为首先接触地层的液体, 在储层保护研究方面更 是受到重视。