论文部分内容阅读
低渗透油田存在“低丰度,低压力,低产量”的问题,需要注水补充地层能量。而低渗透油藏苛刻的地层条件使注水开发时压力迅速上升,如何解决这一矛盾是决定低渗透油田开发的关键。纳米二氧化硅降压增注技术为解决这一问题提供了新的思路。本文采用湿法改性的方法,以硅烷偶联剂和烃基氯代硅烷为改性剂,对纳米二氧化硅进行表面改性,使纳米二氧化硅表面由亲水转为疏水。表面羟基数测试结果表明,经改性后,纳米二氧化硅的表面羟基数下降50%以上。红外光谱测试结果表明,经KH 560,KH 590以及烃基氯代硅烷改性后的纳米二氧化硅,表面出现了改性基团的特征峰,表明改性基团已经成功的接枝在纳米二氧化硅的表面。同时,采用热重分析和X射线光电子能谱对二甲基二氯硅烷改性的纳米二氧化硅进一步的表征,结果表明3%的甲基接枝在纳米二氧化硅的表面。将改性后的纳米二氧化硅分散在水中,注入油处理过的岩心,以降压率为评价指标,对改性后的纳米二氧化硅的降压增注性能进行评价。岩心流动实验结果表明,经KH 560,二甲基二氯硅烷和丙基三氯硅烷改性的纳米二氧化硅能够显著降低注水压力,幅度达到40%以上。实验表明,改性纳米二氧化硅降低注水压力的能力与纳米二氧化硅的注入量和岩心渗透率有关。当浓度为0.2%,注入量在1 PV时,降压幅度高达48%;岩心渗透率在150×10-3μm2之间时,降压率可达40%左右;当渗透率小于1×10-3μm2时,降压率降至25%左右。通过润湿角、表界面张力的测量,钠土防膨实验,扫描电镜等手段,对纳米二氧化硅的降压增注机理进行研究。改性纳米二氧化硅分散液表面张力在3539 mN/m之间,与模拟油的界面张力在26 mN/m之间。钠土防膨实验结果表明,改性纳米二氧化硅可以吸附在粘土矿物表面,或进入粘土矿物晶层间,静态防膨率高达40%。润湿角测量结果表明,经改性纳米二氧化硅处理后,水对岩心切片润湿角由37°增加至80°以上,由水湿转为中性润湿甚至油湿。SEM照片显示,纳米二氧化硅可以吸附在岩石渗流通道的表面,降低渗透通道的表面粗糙度,并改变局部的润湿性,使岩石水湿性降低,从而增加水流通道的流动半径,达到降压增注的目的。