滲吸驅(qū)油作用對(duì)壓裂后的低滲儲(chǔ)層提高采收率有重要的作用。長(zhǎng)慶油田數(shù)據(jù)顯示,壓裂液的滯留量會(huì)直接影響到滲吸效果,因此充分發(fā)揮壓裂液的滲吸驅(qū)油作用具有十分重要的意義。

近年來,國內(nèi)外學(xué)者通過試驗(yàn)與模型計(jì)算兩種方式對(duì)自發(fā)滲吸的多種影響因素進(jìn)行了研究。Handy模型適用于重力遠(yuǎn)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(dòng)阻力對(duì)于自發(fā)滲吸的影響。同時(shí),界面張力對(duì)自發(fā)滲吸的影響情況也存在爭(zhēng)議。Babadagli等認(rèn)為界面張力的降低有利于滲吸的進(jìn)行,吳應(yīng)川等認(rèn)為界面張力的降低削弱毛細(xì)管力,不利于滲吸的進(jìn)行,蔡喜東等認(rèn)為界面張力對(duì)滲吸采收率的影響是非線性的。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上,以長(zhǎng)7油層為例進(jìn)行自發(fā)滲吸試驗(yàn),得到低滲親水儲(chǔ)層條件下界面張力對(duì)自發(fā)滲吸影響的一般性規(guī)律,并基于分形理論,綜合考慮毛管力、重力以及流動(dòng)阻力等多種作用力,建立自發(fā)滲吸模型,預(yù)測(cè)低滲親水儲(chǔ)層發(fā)生自發(fā)滲吸的壓裂液最佳界面張力,指導(dǎo)低滲親水儲(chǔ)層滲吸驅(qū)油。

界面張力對(duì)自發(fā)滲吸的影響

不同界面張力下的低滲親水巖心自發(fā)滲吸過程如圖1所示。不同界面張力下滲吸水的體積隨時(shí)間的變化趨勢(shì)相同,均為前期滲吸體積增加較快,后期變化較平穩(wěn)。但是界面張力對(duì)最終滲吸水的體積和滲吸體積增加速度都有不同程度的影響,界面張力為1.933 mN/m時(shí),曲線的斜率最大,滲吸體積增加速度最快,從滲吸發(fā)生的第168 h開始,滲吸體積增加不明顯,最終滲吸體積最大;當(dāng)界面張力增加至10.436 mN/m時(shí),曲線的斜率最小,滲吸體積增加速度最低,從滲吸發(fā)生的第72 h開始,滲吸體積增加不明顯,最終滲吸體積最小。

圖1不同界面張力下低滲親水巖心自發(fā)滲吸水量與時(shí)間的關(guān)系

由圖1可知,試驗(yàn)進(jìn)行240 h后滲吸過程基本結(jié)束(滲吸變得很慢),此時(shí)可以得到不同界面張力下的最終滲吸體積。界面張力與最終滲吸體積的關(guān)系如圖2所示。

由圖2可知,隨著界面張力的增加,最終滲吸體積呈先上升后下降的趨勢(shì),當(dāng)界面張力為1.933 mN/m時(shí),最終滲吸體積達(dá)到最大。

界面張力對(duì)自發(fā)滲吸的影響表現(xiàn)在滲吸動(dòng)力和流動(dòng)阻力兩個(gè)方面。增加界面張力,毛管力增大,導(dǎo)致自發(fā)滲吸動(dòng)力提高,因此,從滲吸動(dòng)力方面分析,增加界面張力有利于自發(fā)滲吸過程的發(fā)生。增加界面張力大小不同的孔隙中的毛管力差別增加，小孔隙中毛管力大，吸滲速度快，會(huì)將較大的孔隙中的油繞流、截?cái)啵纬蓺堄嘤?。界面張力越大，形成這種殘余油越多，因此，后期滲吸速度越慢(殘余油的賈敏效應(yīng)造成)，最終采收率越低。所以存在一個(gè)最佳的界面張力值,使自發(fā)滲吸效果達(dá)到最佳。

圖2界面張力對(duì)最終水滲吸體積的影響(試驗(yàn)結(jié)果)

結(jié)論

(1)界面張力對(duì)飽和油巖心自發(fā)滲吸過程水滲吸體積影響較大,在0.290～10.439 mN/m的范圍內(nèi),隨著界面張力的增加,最終水滲吸體積呈先上升后下降的趨勢(shì)。

(2)界面張力會(huì)影響滲吸動(dòng)力與流動(dòng)阻力,這兩個(gè)力的差值共同決定滲吸體積的最終值,所以存在某一最佳界面張力值,使得滲吸效果最佳,滲吸體積達(dá)到最大。

(3)基于分形理論建立的自發(fā)滲吸模型,與試驗(yàn)結(jié)果擬合良好,可以有效預(yù)測(cè)低滲親水儲(chǔ)層發(fā)生自發(fā)滲吸的壓裂液最佳界面張力。