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芬蘭Kibron專注表面張力儀測(cè)量技術(shù)，快速精準(zhǔn)測(cè)量動(dòng)靜態(tài)表面張力

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減弱賈敏效應(yīng)的方法|表面活性劑改善賈敏效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

來(lái)源：地質(zhì)科技通報(bào) 瀏覽 768 次 發(fā)布時(shí)間:2026-03-05

3 減弱賈敏效應(yīng)的方法


賈敏效應(yīng)隨滲透率降低而增強(qiáng)，隨含油飽和度降低，分散油滴、油珠增多，賈敏效應(yīng)增強(qiáng)，也就是說(shuō)，在低滲透和特低滲透油田開發(fā)中，隨著開發(fā)程度加深，賈敏效應(yīng)增強(qiáng)。消除賈敏效應(yīng)在目前技術(shù)條件下很難實(shí)現(xiàn)，因此，盡可能預(yù)防或減弱賈敏效應(yīng)是特低滲透油田高效開發(fā)的有效途徑。


通過(guò)對(duì)賈敏效應(yīng)機(jī)理分析可知，可通過(guò)增大注采壓差和減小油水界面張力這兩種方式來(lái)減弱賈敏效應(yīng)。根據(jù)王瑞飛等對(duì)賈敏效應(yīng)的研究，只有通過(guò)提高注采系統(tǒng)注水壓力使壓力梯度達(dá)到107 Pa/m的數(shù)量級(jí)才可以在一定程度上削弱賈敏效應(yīng)，但在實(shí)際油田注水開發(fā)中，一些卡斷的油滴根本無(wú)法用常規(guī)水驅(qū)技術(shù)采出（這就是低滲透油田開發(fā)中常見(jiàn)早期產(chǎn)量高，油井見(jiàn)水后產(chǎn)量和液量均下降的主要原因），且無(wú)論如何加大注入壓力也不會(huì)使產(chǎn)量和液量提高。儲(chǔ)層巖石的破裂壓力（一般為10 MPa數(shù)量級(jí)）和裂縫開啟壓力均小于油滴賈敏效應(yīng)所產(chǎn)生的附加阻力，過(guò)高的注入壓力往往會(huì)導(dǎo)致水竄，說(shuō)明通過(guò)增大注采壓差不是一種削弱賈敏效應(yīng)的合理方式，故筆者嘗試通過(guò)減小界面張力這一方式來(lái)減弱賈敏效應(yīng)。為了使通過(guò)減小油水界面張力達(dá)到削弱賈敏效應(yīng)的理論成為可以實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)，必須著重解決以下兩個(gè)問(wèn)題：一是選擇適應(yīng)地層流體性質(zhì)的驅(qū)油劑，較大幅度地降低油水表面張力；二是優(yōu)選出的驅(qū)油劑效果能通過(guò)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證。往注入水中加入表面活性劑、聚合物和堿的方式可有效地降低油水界面張力，但對(duì)于低滲透油藏不適合注入聚合物，故應(yīng)優(yōu)選出合適的表面活性劑。


3.1 表面活性劑篩選


通過(guò)芬蘭Kibron dIFT雙通道動(dòng)態(tài)界面張力儀測(cè)出幾種不同表面活性劑的油水界面張力，優(yōu)選出最合適的表面活性劑。


從表3中各種表面活性劑在不同濃度下油水界面張力的對(duì)比可以看出，0.01%雙子表面活性劑的油水界面張力最小，將其作為改善賈敏效應(yīng)的表面活性劑體系進(jìn)行巖心傷害流動(dòng)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證評(píng)價(jià)降低油水界面張力是否能有效削弱賈敏效應(yīng)。


表3 表面活性劑油水界面張力測(cè)定結(jié)果
表面活性劑名稱 濃度 φB/% 地層水礦化度/(mg·L-1) 油水界面張力/(mN·m-1)
十二烷基苯磺酸鈉 0.10 147000 0.48
石油磺酸鹽 0.05 147000 9.53×10-2
石油羧酸鹽 0.05 147000 1.72×10-2
雙子表面活性劑 0.02 147000 1.96×10-2
雙子表面活性劑 0.01 147000 3.687×10-3


3.2 表面活性劑改善賈敏效應(yīng)實(shí)驗(yàn)


實(shí)驗(yàn)方法是將天然巖心抽空飽和地層水，在3個(gè)泵速（0.1，0.3，0.5 mL/min）下進(jìn)行油驅(qū)水，記錄時(shí)間、流量和pdo；將驅(qū)替完巖心烘干抽空飽和過(guò)濾后原油，在相同泵速下用模擬地層水進(jìn)行水驅(qū)油，記錄時(shí)間、流量和pdw，計(jì)算賈敏指數(shù)I = pdw/pdo，再次將驅(qū)替完巖心烘干抽空飽和過(guò)濾后原油，將注入0.01%雙子表面活性劑的地層水注入巖心2 PV后關(guān)井1 h，開泵用注有雙子表面活性劑的地層水進(jìn)行水驅(qū)油，記錄時(shí)間、流量和入口壓力p′dw，計(jì)算注入表面活性劑后的賈敏指數(shù)I1 = p′dw/pdo，結(jié)果見(jiàn)表4。


表4 注入表面活性劑前后賈敏指數(shù)對(duì)比
巖心號(hào) 初始滲透率/(10-3μm2) 流速 (mL·min-1) pdo/MPa pdw/MPa p′dw/MPa 注入表面活性劑前 注入表面活性劑后 改善程度/%
賈敏指數(shù)I 程度 賈敏指數(shù)I1 程度
Qun601-19 0.390 0.1 3.23 4.94 3.56 1.53 中 1.10 弱 28
0.3 5.20 9.25 6.19 1.78 中 1.19 弱 33
0.5 6.98 12.94 7.97 1.85 中 1.14 弱 38
Qun7-20 0.190 0.1 3.74 6.06 4.70 1.62 中 1.26 弱 22
0.3 5.59 9.34 6.92 1.67 中 1.24 弱 26
0.5 7.46 14.32 9.67 1.92 中 1.30 弱 32


注：改善程度 = (I - I1) / I × 100%。


實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往注入水中加入0.01%雙子表面活性劑后，賈敏指數(shù)較加入表面活性劑之前的賈敏指數(shù)要小，賈敏效應(yīng)程度有所改善，平均改善程度約為30%，說(shuō)明通過(guò)降低油水界面張力可起到削弱賈敏效應(yīng)的作用。


4 結(jié)論


（1）塔里木油田巴什托普井區(qū)東河塘組低滲透油藏賈敏效應(yīng)為中—強(qiáng)，賈敏效應(yīng)是開發(fā)中不可忽視的阻力，在目前條件下很難消除這種損害，但預(yù)防和削弱賈敏效應(yīng)是低滲透油田高效開發(fā)的有效途徑。


（2）通過(guò)對(duì)賈敏效應(yīng)的機(jī)理分析可知，滲透率越低，含油飽和度降低，分散油滴、油珠越多，賈敏效應(yīng)越嚴(yán)重，雖然通過(guò)提高注采系統(tǒng)注水壓差可在一定程度上削弱賈敏效應(yīng)，但在油田實(shí)際開發(fā)中很難達(dá)到如此高的壓差，且過(guò)高的注入壓力往往會(huì)導(dǎo)致水竄，故此方法不適合用來(lái)有效削弱賈敏效應(yīng)。


（3）進(jìn)一步分析其機(jī)理可知，降低油水界面張力是另一條削弱賈敏效應(yīng)的有效途徑，即在實(shí)驗(yàn)室條件下通過(guò)往注入水中加入優(yōu)選的0.01%雙子表面活性劑減小油水界面張力的方式可以較顯著削弱賈敏效應(yīng)，減小注入壓力，降低開采成本，提高油藏經(jīng)濟(jì)效益。