桩西低渗致密油藏主要分布在五号桩、桩西2个油田，共有30个开发单元，动用储量4 669×104 t，可采储量607×104 t，采油速度0.2%，采出程度13.03%。以桩74区块为例，渗透率为(0.465~4.400)×10-3 μm2，孔隙度为12.8%~16.6%[1-2]，属于典型的低渗致密储层。桩西低渗致密储层压裂投产后，由于注水欠注严重，地层压力下降快，导致油井产能快速下降[3-4]。为此，近年来桩西低渗致密储层采用重复压裂技术提高该类储层开发效果，但重复压裂存在成功率低、增油效果不显著等问题。
国内外为提升原油采收率，对渗吸液的使用进行了一系列的研究。Wang等[5]通过渗吸与驱替实验，发现渗吸过程的53.34%发生在小孔道，而驱替过程的40%发生在大孔道，得出对于低渗储层渗吸相较于驱替的作用更加明显的结论。Zheng等[6]进一步证明在低渗储层的实际环境下加入渗吸液对提升采收率效果更加显著。Meng等[7]发现随着润湿性的翻转和IFT的降低，采收率提升，残余油饱和度降低。阴离子表面活性剂可以将油湿改变为水湿，非离子表面活性剂只可以降低油湿程度。油相的相对渗透率随着表面活性剂含量的增加而增加，而水相的渗透率基本不变。
为解决桩西低渗致密储层重复压裂效果差的难题，渗吸液的注入具有“类油井吞吐”作用，作用机理可能为：①渗吸液有利于基质原油通过渗吸作用在裂缝壁面产出；②渗吸液具有较好的驱替效率；③渗吸液能有效减小裂缝壁面水锁效应。在深入研究桩西低渗致密储层驱替、渗吸双重机制的基础上，开发了一种以KPL为主剂，KSL为助剂的渗吸液，室内实验明确了渗吸液的作用机制，并进行了现场试验，形成了渗吸液辅助重复压裂技术[8]。
实验油：桩837块模拟原油(原油与煤油以体积比1∶3混合，50 ℃下原油黏度5.4 mPa·s，密度0.856 g/cm3)。实验水：桩837块油田采出水(矿化度为10 809 mg/L，50 ℃下密度1.01 g/cm3，黏度0.54 mPa·s)。实验岩心：桩西油田低渗砂岩储层天然岩心，均取自孔隙内部通道物理参数相似的相近储层，物性参数见表 1(表 1中1-1~1-7用于渗吸实验分析，2-1~2-7用于驱替实验分析)。
渗吸液由中国石油大学(华东)山东省油田化学工程技术研究中心研制。
双子表面活性剂KL-590与阴离子表面活性剂LAS-45和正丁醇按体积比1.0∶5.0∶1.2在常温下混合得主剂KPL。JA-12作为稠化剂，NF-4作为促进剂，KCl作为稳定剂，3种试剂按体积比10∶1∶15复配成助剂KSL。
渗吸液由主剂KPL与助剂KSL构成，其中KPL的质量分数为0.7%，KSL的质量分数为0.2%，渗吸液在50 ℃下密度为1.18 g/cm3，黏度为24 mPa·s。
TX-500C界面张力仪，上海中晨数字技术设备有限公司，测量范围10-6~100 mN/m；DSA100S接触角测量仪，克呂士科学仪器(上海)有限公司；渗吸实验装置(自制)如图 1所示，精度为0.001 g；驱替实验装置如图 2所示，海安县石油科研仪器有限公司，注入速度精度为0.001 mL/min，最大承受压力30 MPa。
界面张力：按SY/T 5370-2018《表面及界面张力测定方法》中的旋转滴法测量，旋转滴界面张力仪转速为5 050 r/min，试验温度分别为30 ℃、50 ℃、70 ℃。
润湿性：将岩心烘干后切成薄片，将烘干后的岩心切片放入70 ℃不同含量的渗吸液水溶液中浸泡24 h，将浸泡后的岩心用蒸馏水冲洗干净并烘干，使用DSA100S接触角测量仪测量岩心切片润湿接触角。
对岩心进行清洗，称量为m0。以恒速缓慢注入地层水方式进行饱和水的构建，此时岩心质量为m1。以恒速缓慢注油方式进行饱和油的构建，此时岩心质量为m2。
(1) 渗吸实验过程：将饱和油后的岩心安装在固定架上，实验在恒温70 ℃水循环控温条件下的渗吸液中进行，采用电子天平和数据采集系统记录岩心质量变化。由于水和油之间的密度差，岩样吸水排油后质量逐渐增加。渗吸采油效率由式(1)计算。
式中：η1为采油效率，%；ρo和ρw分别为实验油密度和水的密度，g/cm3；Δm为天平质量变化量，g。
(2) 驱替实验过程：将饱和油后的岩心安装在岩心夹持器中，设置环境温度70 ℃，以流量为0.2 mL/min的速度注入实验水，直至注入水体积为3 PV时，停止驱替过程，记录驱替出油的体积V(mL)。驱替采油效率η2(%)由式(2)计算。
用质量分数分别为0.0%、0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的渗吸液对物性参数相似的1-1~1-7岩心分别做渗吸实验，将渗吸采收率的平衡值作为渗吸液在该含量下的采收率，见图 3。
由图 3可看出：
(1) 随着渗吸液质量分数的增加，渗吸采收率呈现出递增的趋势，但当质量分数大于1%后，质量分数变化对采收率的影响很小，渗吸平衡采收率为27%左右，显著高于不加渗吸液的渗吸采收率(3.1%)，说明研发的渗吸液具有优异的提高渗吸采收率性能。
(2) 在相同渗吸时间，渗吸采收率随渗吸液质量分数的增加而增加，说明渗吸液质量分数增加, 渗吸速度提高，即渗吸液提高了水吸入岩心的动力。
(3) 随着渗吸液质量分数的增加，渗吸平衡时间增加。渗吸液质量分数为0.0%、0.5%和1.0%时的渗吸平衡时间分别为30 h、40 h和50 h。这说明，与水相比，渗吸液的吸入动力更高, 故具有更远的作用距离。
用饱和油后的2-1~2-7岩心，对不同质量分数的渗吸液进行驱替试验评价，结果见图 4。
由图 4可看出：
(1) 随着渗吸液质量分数的增加, 驱替采收率呈3种递增趋势，即：缓慢递增、快速递增、缓慢递增。当质量分数大于0.5%时，质量分数变化对采收率的影响很小，驱替平衡采收率为73%左右，显著高于地层水驱替采收率(46.1%)，说明渗吸液具有优异的驱替效率。
(2) 随着渗吸液质量分数的增加，驱替采收率平衡时注入渗吸液孔隙体积增加。渗吸液质量分数为0.0%、0.5%和1.0%时的驱替采收率平衡时渗吸液注入孔隙体积分别为0.7 PV、0.8 PV和0.8 PV。这说明，与地层水相比，渗吸液吸入动力更高，具有更远的作用距离。这可能是因为渗吸液与地下原油产生乳化现象[9]，将储层中原油分散成为小油滴而被驱替出，使原本占据孔隙空间的油转变为注入流体。
低渗致密储层采油过程是渗吸和驱替的协同作用，通过对比图 3和图 4可知，驱替采收率显著大于渗吸采收率，说明桩西低渗致密储层仍是以驱替采油为主。由于驱替主要发生在大孔和天然裂缝中，说明桩西低渗致密储层的孔喉连通性较好，驱油过程以驱替为主，辅以渗吸作用。由于在注入地层中会有部分外来水(管线内储存水与地层水)，因此，渗吸液质量分数宜控制在0.5%~1.0%，同时具有较高驱替和渗吸采收率，也可获得较优的经济效益。
分别测定了不同质量分数渗吸液油水界面张力和润湿角，结果见图 5和图 6。
从图 5和图 6可看出：
(1) 随着渗吸液质量分数的增加，油水的IFT随之降低，当渗吸液的质量分数增至0.3%时，IFT降至5×10-2 mN/m，随渗吸液质量分数的进一步增加，IFT降低程度缓慢，表明渗吸液中表面活性剂已经在两相界面之间达到吸附平衡。
(2) 地层水对桩西低渗致密储层岩心的润湿角为118.3°，属典型弱亲油储层。经质量分数为1.0%的渗吸液浸泡后，接触角为63.2°，说明渗吸液可将弱亲油储层转化为弱亲水储层，且渗吸液质量分数越大，转化为亲水的能力越强。
将不同质量分数的渗吸液的界面张力、润湿角、驱替采收率、渗吸采收率作图，结果见图 7和图 8。
从图 7和图 8可以看出：
(1) 随着渗吸液质量分数的增加，界面张力降低，岩心驱替采收率和渗吸采收率均不同程度地提高；当渗吸液质量分数升至0.5%以上，渗吸液油水界面张力降至3.5×10-2 mN/m，驱替和渗吸采收率基本保持不变。
(2) 随着渗吸液质量分数的增加，岩心亲水性增强，驱替和渗吸采收率上升，当渗吸液质量分数增至0.5%以上，水对岩石的润湿角大于70.9°，驱替和渗吸采收率变化不再明显。
降低油水界面张力可以显著提高驱替过程洗油效率，这个观点已经得到了学术界的认可。部分学者认为：油水IFT需要在10-3 mN/m以下才能大幅度提高驱油效率[10-11]；同时，国内外大量研究结果也证明了弱亲水储层可获得较高驱油效率[12-13]。这些均与本研究结果一致，说明渗吸液通过降低油水界面张力、将弱亲油岩心转变为弱亲水岩心，起到了提高驱替采收率的作用。
国内外研究表明，储层的润湿性是影响渗吸效果的重要因素[14]。岩心亲水性越强，水吸入多孔介质的毛细管力越大，渗吸速率越快、采收率越高。Alshehri认为适度降低油水界面张力有利于渗吸采收率提高[15]。这说明渗吸液是通过将弱亲油岩心转变为弱亲水、适度降低界面张力，提高了渗吸采收率和渗吸速率。
2021年，对桩西低渗致密储层5口油井实施常规压裂，其改善开发效果见表 2，压裂后单井最高日产液量为10.5~14.7 m3、最高日产油量为4.80~7.10 t、年平均单井日产油量为2.38~3.02 t，单井年产油量为870~1 102 t。平均日产油量年递减53.9%，大幅降低了经济效益。
同年，对桩西低渗油藏实施渗吸液辅助重复压裂技术5井次，实施后的生产数据见表 3。与常规压裂工艺过程不同，渗吸辅助重复压裂技术是在常规压裂前置液注入前，先注入质量分数为0.5%~1.0%的渗吸液作为增效段塞，用量为548~696 m3；压裂体系与常规压裂相同，压裂后关井24 h后返排。由表 3可知，经渗吸液辅助压裂技术实施后的5口井中，最高日产液量为14.3~20.9 m3，比常规压裂井的最高日产液量增加40%以上，最高日产油量为6.8~10.5 t，比常规压裂井的最高日产油量增加50%以上，5口井年多增产油量5 451 t。5口试验井日产油量年递减平均为29.2%以内，较常规压裂年递减率下降24.4%。说明渗吸辅助压裂技术不仅提高了重复压裂单井日产油量，同时也大幅降低了产量递减速率，有效提高了重复压裂的经济效益。
(1) 以表面活性剂的醇溶液构成的主剂KPL，复配具有稠化、促进和稳定作用的助剂KSL，形成了具有提高重复压裂效果的渗吸液。
(2) 室内岩心实验表明，渗吸液可有效提高采收率，其中驱替采收率为27%，渗吸采收率为23%。
(3) 渗吸液通过降低油水界面张力、将弱亲油岩心转变为弱亲水岩心起到了提高驱替采收率的作用。通过将弱亲油岩心转变为弱亲水岩心、适度降低界面张力，提高了渗吸采收率和渗吸速率。
(4) 渗吸液辅助重复压裂技术现场试验5井次，与同区块5口实施常规压裂的油井相比，最高日产液量为14.3~20.9 m3，比常规压裂井增加40%以上。渗吸辅助压裂技术不仅提高了单井日产油量，同时也大幅降低了产量递减速率。
2023, Vol. 52 Issue (2): 99-103, 109 2023, Vol. 52 Issue (2): 99-103, 109