滲(shen)(shen)吸(xi)驅(qu)油作(zuo)用(yong)對壓裂后的低滲(shen)(shen)儲(chu)層提高采收(shou)率有重(zhong)要的作(zuo)用(yong)。長慶油田數據顯示,壓裂液的滯留量(liang)會直接影響到滲(shen)(shen)吸(xi)效果,因此充(chong)分發(fa)揮(hui)壓裂液的滲(shen)(shen)吸(xi)驅(qu)油作(zuo)用(yong)具有十分重(zhong)要的意義。

近年來,國內外學者通過試驗與模型計算兩種方式對自發滲吸的多種影響因素進行了研究。Handy模型適用于重力遠小于毛管力的情況,LW模型適用于不可壓縮牛頓流體的層流情況,Cai等則基于分形理論建立了滲吸模型,但均沒有考慮流動阻力對于自發滲吸的影響。同時,界面張力對(dui)自(zi)(zi)發滲(shen)(shen)(shen)吸的(de)(de)影響(xiang)(xiang)情(qing)況也存在(zai)爭(zheng)議(yi)。Babadagli等(deng)認為(wei)界面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)降低(di)有(you)利(li)于滲(shen)(shen)(shen)吸的(de)(de)進行(xing),吳應(ying)川等(deng)認為(wei)界面(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)降低(di)削弱毛(mao)(mao)細管力(li)(li),不利(li)于滲(shen)(shen)(shen)吸的(de)(de)進行(xing),蔡(cai)喜東等(deng)認為(wei)界面(mian)張(zhang)力(li)(li)對(dui)滲(shen)(shen)(shen)吸采(cai)收率的(de)(de)影響(xiang)(xiang)是非線性的(de)(de)。筆者在(zai)前人研(yan)究的(de)(de)基(ji)礎上,以(yi)長7油(you)層(ceng)為(wei)例進行(xing)自(zi)(zi)發滲(shen)(shen)(shen)吸試(shi)驗,得到低(di)滲(shen)(shen)(shen)親(qin)水儲層(ceng)條(tiao)件下界面(mian)張(zhang)力(li)(li)對(dui)自(zi)(zi)發滲(shen)(shen)(shen)吸影響(xiang)(xiang)的(de)(de)一般性規律(lv),并基(ji)于分形理(li)論,綜合考慮毛(mao)(mao)管力(li)(li)、重力(li)(li)以(yi)及流動(dong)阻力(li)(li)等(deng)多種作用力(li)(li),建立自(zi)(zi)發滲(shen)(shen)(shen)吸模型,預測低(di)滲(shen)(shen)(shen)親(qin)水儲層(ceng)發生(sheng)自(zi)(zi)發滲(shen)(shen)(shen)吸的(de)(de)壓裂液最佳界面(mian)張(zhang)力(li)(li),指導低(di)滲(shen)(shen)(shen)親(qin)水儲層(ceng)滲(shen)(shen)(shen)吸驅油(you)。

界面張力對自發滲吸的影響

不同(tong)界(jie)面張力下的(de)低(di)滲(shen)(shen)(shen)(shen)親水(shui)巖心自發(fa)滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)過(guo)程(cheng)如圖1所示。不同(tong)界(jie)面張力下滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)水(shui)的(de)體積(ji)(ji)隨(sui)時間的(de)變(bian)化趨(qu)勢相(xiang)同(tong),均為(wei)前期滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)體積(ji)(ji)增(zeng)加(jia)較快,后(hou)期變(bian)化較平穩(wen)。但是界(jie)面張力對(dui)最(zui)(zui)(zui)(zui)終(zhong)(zhong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)水(shui)的(de)體積(ji)(ji)和滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)體積(ji)(ji)增(zeng)加(jia)速度都有不同(tong)程(cheng)度的(de)影響,界(jie)面張力為(wei)1.933 mN/m時,曲線的(de)斜率最(zui)(zui)(zui)(zui)大,滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)體積(ji)(ji)增(zeng)加(jia)速度最(zui)(zui)(zui)(zui)快,從(cong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)發(fa)生的(de)第168 h開始,滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)體積(ji)(ji)增(zeng)加(jia)不明顯(xian),最(zui)(zui)(zui)(zui)終(zhong)(zhong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)體積(ji)(ji)最(zui)(zui)(zui)(zui)大;當界(jie)面張力增(zeng)加(jia)至10.436 mN/m時,曲線的(de)斜率最(zui)(zui)(zui)(zui)小,滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)體積(ji)(ji)增(zeng)加(jia)速度最(zui)(zui)(zui)(zui)低(di),從(cong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)發(fa)生的(de)第72 h開始,滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)體積(ji)(ji)增(zeng)加(jia)不明顯(xian),最(zui)(zui)(zui)(zui)終(zhong)(zhong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)吸(xi)(xi)體積(ji)(ji)最(zui)(zui)(zui)(zui)小。

圖1不同(tong)界面張力下低滲親(qin)水(shui)巖心自發(fa)滲吸水(shui)量與時(shi)間的關系

由圖1可(ke)知,試(shi)驗進行240 h后(hou)滲吸過程(cheng)基本結束(滲吸變(bian)得很慢),此時(shi)可(ke)以得到不同界面張力(li)下的最(zui)終(zhong)滲吸體積。界面張力(li)與最(zui)終(zhong)滲吸體積的關系(xi)如圖2所示。

由圖(tu)2可知,隨(sui)著(zhu)界(jie)面張(zhang)力的增(zeng)加,最終(zhong)(zhong)滲吸體積呈先上升后(hou)下降(jiang)的趨(qu)勢(shi),當(dang)界(jie)面張(zhang)力為1.933 mN/m時,最終(zhong)(zhong)滲吸體積達到最大。

界面(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)對自(zi)發(fa)(fa)(fa)滲(shen)(shen)(shen)吸的(de)(de)影響表現在(zai)滲(shen)(shen)(shen)吸動(dong)力(li)(li)和流(liu)動(dong)阻力(li)(li)兩個方面(mian)(mian)(mian)(mian)。增(zeng)加界面(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)(li),毛管(guan)力(li)(li)增(zeng)大(da)(da),導致自(zi)發(fa)(fa)(fa)滲(shen)(shen)(shen)吸動(dong)力(li)(li)提高,因此(ci),從滲(shen)(shen)(shen)吸動(dong)力(li)(li)方面(mian)(mian)(mian)(mian)分析,增(zeng)加界面(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)有(you)利于(yu)自(zi)發(fa)(fa)(fa)滲(shen)(shen)(shen)吸過程的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生。增(zeng)加界面(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)大(da)(da)小不同(tong)的(de)(de)孔隙(xi)中的(de)(de)毛管(guan)力(li)(li)差別(bie)增(zeng)加，小孔隙(xi)中毛管(guan)力(li)(li)大(da)(da)，吸滲(shen)(shen)(shen)速度快，會將較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)孔隙(xi)中的(de)(de)油繞流(liu)、截斷(duan)，形成殘(can)余油。界面(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)越大(da)(da)，形成這種殘(can)余油越多(duo)，因此(ci)，后(hou)期滲(shen)(shen)(shen)吸速度越慢(殘(can)余油的(de)(de)賈敏效應造成)，最(zui)終(zhong)采收(shou)率(lv)越低。所以存在(zai)一個最(zui)佳的(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)(mian)張力(li)(li)值,使自(zi)發(fa)(fa)(fa)滲(shen)(shen)(shen)吸效果達(da)到最(zui)佳。

圖2界面張力對(dui)最終水滲吸體積的影(ying)響(xiang)(試驗結(jie)果)

結論

 (1)界面張力對飽和油巖心自發滲吸(xi)過程水滲吸(xi)體積(ji)(ji)影響(xiang)較(jiao)大,在0.290～10.439 mN/m的(de)范圍內,隨(sui)著界面張力的(de)增加,最終水滲吸(xi)體積(ji)(ji)呈(cheng)先上升后下降(jiang)的(de)趨勢(shi)。

(2)界面(mian)張(zhang)力(li)(li)會影響滲(shen)吸(xi)(xi)動力(li)(li)與流動阻力(li)(li),這兩(liang)個力(li)(li)的差值(zhi)共(gong)同決定滲(shen)吸(xi)(xi)體(ti)積(ji)的最終(zhong)值(zhi),所以(yi)存在某一最佳界面(mian)張(zhang)力(li)(li)值(zhi),使得滲(shen)吸(xi)(xi)效果最佳,滲(shen)吸(xi)(xi)體(ti)積(ji)達到最大(da)。

(3)基于分(fen)形理論建立的自(zi)發(fa)(fa)滲(shen)(shen)吸模型,與(yu)試驗結果(guo)擬合良(liang)好(hao),可以有(you)效預(yu)測低滲(shen)(shen)親水儲層發(fa)(fa)生(sheng)自(zi)發(fa)(fa)滲(shen)(shen)吸的壓裂液最佳(jia)界面張力。