低矿化度水驱中油-水-固界面行为以及微观宏观驱油效率的定量描述

摘要

作为一种低成本、无伤害的新型驱油技术,低矿化度水驱受到了美国、欧洲和中东研究者的关注.虽然该项技术已经发展到了油田试验阶段,但是其本质的作用机理还存在争议,影响了该技术的大规模推广应用.本文通过界面张力、接触角、Zeta电位、乳液特征、表面离子交换等实验研究,阐明了低矿度水驱过程中油—水—固三相的界面静态和动态行为.实验表明,降低注入水中的矿化度本质上是增加了固相表面的双电层厚度,诱导表面润湿性反转;同时提高了原油在低矿化度水中的"溶解度",形成O/W的微分散液.基于Matlab建立微观驱替可视化方法,定量描述了低矿度水驱过程中微观和宏观驱油效率的变化规律.总体上看,低矿化度水驱在二次采油阶段效果较为显著,相对于高矿化度水驱,可提高采收率5％左右;三次采油阶段注入低矿化度水采收率提高了1.6％.低矿化度水驱在油湿性介质中的效果明显,尤其是二次采油阶段,微观驱油效率提高了2％～4％.在水湿性介质中,低矿化度水驱的微观驱油效率1％～2％.注入端和采出端水相的电导率变化验证了固体表面润湿性的动态变化.