2.2 CO2乳液巖心封堵實驗(yan)結果

2.2.1 CO2乳液單(dan)巖心封堵實驗結果

(1)溫(wen)度的(de)影響。AOT水(shui)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)可以與CO2形(xing)成(cheng)(cheng)穩定(ding)的(de)CO2乳液(ye)(ye)(ye)，在室(shi)內條件(jian)下(xia)完成(cheng)(cheng)了實驗(yan)(yan)1#～4#(表(biao)1)，實驗(yan)(yan)結(jie)果如圖(tu)8所示(shi)。由(you)圖(tu)8可知，溫(wen)度對AOT穩定(ding)的(de)CO2乳液(ye)(ye)(ye)有(you)一定(ding)的(de)影響，隨著(zhu)溫(wen)度的(de)增加，驅(qu)(qu)(qu)替(ti)壓差降(jiang)低(di)(di)(di)(di)，乳液(ye)(ye)(ye)驅(qu)(qu)(qu)替(ti)過程(cheng)中(zhong)的(de)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)力(li)(li)(li)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)所降(jiang)低(di)(di)(di)(di)，殘(can)余(yu)(yu)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)力(li)(li)(li)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(zi)也隨之降(jiang)低(di)(di)(di)(di)。尤其當溫(wen)度由(you)20℃升高至(zhi)80℃時，CO2乳液(ye)(ye)(ye)驅(qu)(qu)(qu)替(ti)過程(cheng)中(zhong)的(de)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)力(li)(li)(li)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(zi)由(you)154降(jiang)至(zhi)124，降(jiang)低(di)(di)(di)(di)幅(fu)度為(wei)19.5%;殘(can)余(yu)(yu)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)力(li)(li)(li)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(zi)由(you)91降(jiang)至(zhi)40，降(jiang)低(di)(di)(di)(di)幅(fu)度為(wei)55.1%。這(zhe)是因(yin)(yin)為(wei)CO2乳液(ye)(ye)(ye)在巖心中(zhong)停留過程(cheng)中(zhong)會(hui)向地(di)層(ceng)內流(liu)(liu)體擴散，AOT也會(hui)被地(di)層(ceng)流(liu)(liu)體稀(xi)釋，導致殘(can)余(yu)(yu)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)力(li)(li)(li)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(zi)相對于阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)力(li)(li)(li)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(zi)下(xia)降(jiang)。之所以殘(can)余(yu)(yu)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)力(li)(li)(li)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)降(jiang)低(di)(di)(di)(di)幅(fu)度大于阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)力(li)(li)(li)因(yin)(yin)子(zi)(zi)(zi)(zi)，這(zhe)是由(you)于高溫(wen)下(xia)的(de)CO2乳液(ye)(ye)(ye)界(jie)面黏彈性(xing)較低(di)(di)(di)(di)，相對于低(di)(di)(di)(di)溫(wen)下(xia)的(de)CO2乳液(ye)(ye)(ye)更容易擴散，不(bu)利(li)于CO2乳液(ye)(ye)(ye)的(de)存在及穩定(ding)。

由(you)圖8可知，溫(wen)度(du)不僅影響CO2乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)的(de)封堵(du)壓(ya)(ya)差(cha)，也(ye)對(dui)最高壓(ya)(ya)差(cha)的(de)出現時刻有(you)所(suo)影響。主要因為(wei)低(di)溫(wen)下(xia)的(de)CO2乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)密度(du)更高，相同氣液(ye)(ye)比情況(kuang)下(xia)CO2乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)內含的(de)CO2量更多，向儲層內流體(ti)的(de)擴散效果更弱(ruo)，同時有(you)更高的(de)界面(mian)黏彈(dan)性和更大的(de)機械強度(du)，在巖(yan)心驅替過程中(zhong)可以更好地封堵(du)地層，乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)也(ye)更早實現高強度(du)封堵(du)。

圖8 1#～4#實驗(yan)組結果

(2)壓力的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。通過(guo)AOT與CO2的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)特(te)性的(de)(de)(de)研究(jiu)發現，壓力是影響(xiang)(xiang)CO2乳液(ye)界(jie)面(mian)黏彈性的(de)(de)(de)重要因素。因此進行了實(shi)驗5#～10#，研究(jiu)在(zai)巖心驅替過(guo)程中不(bu)同壓力條件下CO2乳液(ye)的(de)(de)(de)封堵能(neng)力，實(shi)驗結果如(ru)圖9所示(shi)。

圖9 5#～10#實驗組結果

從圖(tu)9可(ke)以看出，隨著壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)，阻力(li)(li)(li)因子(zi)和殘余阻力(li)(li)(li)因子(zi)均逐(zhu)漸增強(qiang)，說明形成(cheng)的(de)(de)乳(ru)液(ye)(ye)性(xing)(xing)質(zhi)大(da)幅提高(gao)(gao)，之后(hou)隨壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)增幅變小。這是由于隨著壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)，CO2乳(ru)液(ye)(ye)界面黏彈(dan)性(xing)(xing)增加，乳(ru)液(ye)(ye)穩定性(xing)(xing)增強(qiang)，乳(ru)液(ye)(ye)的(de)(de)強(qiang)度及(ji)抗(kang)沖刷能力(li)(li)(li)提高(gao)(gao)，且CO2密度也隨著壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)而增大(da)，因此乳(ru)液(ye)(ye)的(de)(de)表(biao)觀黏度增加較為明顯，從而提高(gao)(gao)了乳(ru)液(ye)(ye)的(de)(de)封堵能力(li)(li)(li)。

從(cong)圖9可以看出，壓力(li)由4 MPa升至8 MPa過程(cheng)中(zhong)(zhong)，阻力(li)因子有大幅增(zeng)加，此過程(cheng)中(zhong)(zhong)CO2由非(fei)超臨(lin)(lin)界狀態(tai)轉(zhuan)變(bian)為(wei)超臨(lin)(lin)界狀態(tai)，結(jie)合CO2乳(ru)(ru)液(ye)界面(mian)黏彈性分析，說明高(gao)(gao)壓有利(li)于(yu)CO2乳(ru)(ru)液(ye)的(de)封(feng)堵(du)，超臨(lin)(lin)界CO2乳(ru)(ru)液(ye)的(de)封(feng)堵(du)效果優于(yu)非(fei)超臨(lin)(lin)界CO2乳(ru)(ru)液(ye)，壓力(li)的(de)升高(gao)(gao)使巖心封(feng)堵(du)過程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)最高(gao)(gao)壓差提前出現。

2.2.2 CO2乳液雙巖心調剖封堵實驗(yan)結(jie)果(guo)

為(wei)進一步研究(jiu)溫度(du)及壓力對(dui)乳液體系(xi)并聯巖心(xin)封堵性(xing)能的影響，分別進行了4組實驗(表2)。

相比于(yu)高滲(shen)巖(yan)心，低滲(shen)巖(yan)心中(zhong)由于(yu)毛管(guan)力(li)較大，使(shi)得CO2乳(ru)液(ye)(ye)液(ye)(ye)滴與(yu)液(ye)(ye)膜之間的壓差(cha)大，導致CO2乳(ru)液(ye)(ye)易(yi)發(fa)生(sheng)破裂而(er)形成氣竄，減弱了CO2乳(ru)液(ye)(ye)的封堵(du)性(xing)能(neng)，從而(er)降低了流動(dong)阻(zu)(zu)力(li)，同時乳(ru)液(ye)(ye)更傾(qing)向于(yu)進入(ru)高滲(shen)巖(yan)心，在巖(yan)心滲(shen)流過程中(zhong)疊加的賈敏效(xiao)應會使(shi)高滲(shen)巖(yan)心的滲(shen)流阻(zu)(zu)力(li)不斷增加，直(zhi)至大于(yu)低滲(shen)巖(yan)心的滲(shen)流阻(zu)(zu)力(li)，依據這一機制CO2乳(ru)液(ye)(ye)能(neng)夠實現(xian)分流作用(yong)。

CO2乳(ru)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)強度(du)越(yue)高(gao)(gao)、界(jie)面(mian)黏彈性(xing)越(yue)好，其分(fen)流效果也會越(yue)明顯。從圖10(a)可以看出(chu)，在注(zhu)入CO2乳(ru)液(ye)(ye)(ye)過程中，高(gao)(gao)滲巖(yan)(yan)心出(chu)口(kou)端(duan)產(chan)液(ye)(ye)(ye)量逐漸(jian)降(jiang)低，低滲巖(yan)(yan)心出(chu)口(kou)端(duan)產(chan)液(ye)(ye)(ye)量逐漸(jian)增加，但(dan)是(shi)增加幅度(du)很小，低滲最高(gao)(gao)分(fen)流量約為1.3 mL/min，這說明該實驗條件下CO2乳(ru)液(ye)(ye)(ye)能(neng)夠(gou)起到一定的(de)(de)分(fen)流作用，但(dan)是(shi)分(fen)流效果較差。對比圖10(a)、(b)、(c)，相(xiang)同溫度(du)下，隨著壓(ya)力的(de)(de)升高(gao)(gao)，CO2乳(ru)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)調(diao)剖(pou)分(fen)流效果越(yue)來(lai)越(yue)明顯，低滲巖(yan)(yan)心的(de)(de)分(fen)流量從1.3 mL/min升至(zhi)2.3 mL/min，說明壓(ya)力的(de)(de)升高(gao)(gao)有利于CO2乳(ru)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)調(diao)剖(pou)分(fen)流，可應用于深(shen)井和超深(shen)井等高(gao)(gao)壓(ya)條件的(de)(de)CO2乳(ru)液(ye)(ye)(ye)調(diao)剖(pou)分(fen)流。

對比圖10(c)、(d)，當溫度為20℃時(shi)，高滲(shen)巖(yan)(yan)心與低(di)滲(shen)巖(yan)(yan)心出(chu)口端產(chan)液(ye)(ye)量(liang)基本持平;溫度升(sheng)高至(zhi)60℃后，低(di)滲(shen)巖(yan)(yan)心的分流量(liang)從2.5 mL/min降(jiang)至(zhi)2.2 mL/min，說明溫度也(ye)是影響CO2乳液(ye)(ye)調剖(pou)分流效果的主要(yao)因素，應用CO2乳液(ye)(ye)的調剖(pou)分流時(shi)應考慮不同(tong)井深的溫度場對CO2乳液(ye)(ye)穩定性(xing)和(he)有效期的影響。

圖10并聯巖心實驗組結果

3結論

(1)隨著壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)增(zeng)(zeng)大，CO2-AOT體系的(de)界面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)降(jiang)低，擴(kuo)張模量(liang)和(he)界面(mian)(mian)黏(nian)彈性(xing)增(zeng)(zeng)大，液膜強度增(zeng)(zeng)大，壓(ya)力(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)大到(dao)一定程(cheng)度時，體系的(de)界面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)降(jiang)低的(de)幅(fu)度和(he)擴(kuo)張模量(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)速率變緩(huan);隨著溫度的(de)升高，體系的(de)界面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)加(jia)，擴(kuo)張模量(liang)和(he)界面(mian)(mian)黏(nian)彈性(xing)降(jiang)低，液膜強度減小。

(2)溫度對AOT穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)CO2乳液有一定(ding)(ding)的(de)(de)影響，隨著(zhu)溫度的(de)(de)增加，驅替(ti)壓差降低，乳液驅替(ti)過(guo)程中的(de)(de)阻力(li)因子有所降低，殘余阻力(li)因子也(ye)隨之降低;低溫下的(de)(de)CO2乳液向儲層內(nei)流(liu)體(ti)的(de)(de)擴散效(xiao)果更(geng)弱，擁有更(geng)高的(de)(de)界面黏彈性和更(geng)大的(de)(de)機械強(qiang)度，在(zai)巖心(xin)驅替(ti)過(guo)程中可以更(geng)好地封(feng)(feng)堵(du)地層，也(ye)更(geng)早實(shi)現高強(qiang)度封(feng)(feng)堵(du)。

(3)隨著壓(ya)(ya)力的升高(gao)(gao)，阻(zu)力因(yin)子和(he)殘(can)余阻(zu)力因(yin)子均(jun)逐漸(jian)增加(jia)，在壓(ya)(ya)力由4 MPa升至8 MPa過(guo)程(cheng)中，阻(zu)力因(yin)子大幅增加(jia)，壓(ya)(ya)力的升高(gao)(gao)使巖心封(feng)堵(du)過(guo)程(cheng)中的最(zui)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)差提前出現。

(4)高壓(ya)低(di)(di)溫條件下CO2乳液的界(jie)面張力(li)低(di)(di)、強(qiang)度高、界(jie)面黏彈性好(hao)，其分(fen)流調剖效果(guo)也越明顯。溫度和壓(ya)力(li)均影響CO2乳液調剖分(fen)流效果(guo)。