弱凝膠應用于高滲大孔道油藏光刻玻璃模型微觀驅油實驗評價

田思畦 劉暢 袁鵬飛 費科 李天民

摘要：本文簡單介紹了光刻玻璃模型圍觀驅油機理，通過光刻玻璃微觀驅油實驗，進一步明確了弱凝膠驅油微觀機理，即通過弱凝膠對水流通道（孔喉）暫堵－突破－再暫堵－再突破的過程，增加大孔隙孔道阻力的同時，注入水進入小孔隙孔道，直接作用于其中的剩余油，實現高效的波及控制，提高注入水利用效率。

關鍵詞：弱凝膠；高滲大孔道；光刻玻璃模型

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

微觀驅油實驗設備由玻璃刻蝕的透明微觀仿真孔隙模型、顯微攝像系統、圖像采集分析系統和錄像系統等組成。通過圖像采集系統將驅油過程的圖像轉化為計算機的數值信號，采用圖像分析技術研究微觀驅油特性。

微觀仿真模型是一種透明的二維模型，它采用光化學刻蝕技術，按天然巖心的鑄體切片的真實孔隙系統精密地光刻到平面玻璃上制成，微觀模型的流動網絡，在結構上具有儲層巖石孔隙系統的真實標配，相似的幾何形狀和形態分布。利用微觀仿真模型，可以直觀的觀察化學驅過程，了解和掌握驅油機理，對指導室內和現場試驗有重要意義。實驗通過微觀（可視）模型上進行的驅油實驗，用圖象分析的方法來研究弱凝膠的微觀驅油機理。

1.1實驗藥品

弱凝膠，蒸餾水，原油（粘度為10mPa·s）。

1.2 實驗儀器

燒杯、顯微鏡、平流泵、錄像儀、電腦。

實驗設備如下圖：

圖1錄像系統圖2 高倍顯微鏡

1.3實驗步驟

（1）將微觀玻璃模型抽空飽和模擬油；

（2）水驅油，驅替至模型不出油為止；

（3）以同樣的速度注入弱凝膠體系，至不出油為止，并錄取驅替過程的動態圖象；

1.4實驗過程

在實驗過程中分別每隔一段時間拍一次圖片，水驅時壓力逐漸上升，當形成流道后，壓力趨于平緩，水驅過程結束；當壓力不變時，注入弱凝膠溶液。

1.4.1 水驅時實驗圖片：

圖3 初始水驅 圖4 驅替1分鐘后

圖5 驅替2分鐘后 圖6 驅替3分鐘后

圖7 驅替4分鐘后 圖8 驅替5分鐘后

圖9 驅替6分鐘后 圖10 驅替8分鐘后

圖11 驅替10分鐘后 圖12 驅替30分鐘后

由上圖可以看出水驅時，先進入大孔道，然后沿著大孔道繼續往前推移，壓力逐漸升高，出口有流體流出，當水驅形成通道后，壓力有所下降，最后趨于穩定；當水驅基本結束時，已經形成固定的主流線，流體將會沿著流線推動，而不會進入其它的通道。

1.4.2 弱凝膠驅實驗圖片

圖13 初始弱凝膠調驅 圖14驅替2分鐘后

圖15 驅替5分鐘后 圖16 驅替10分鐘后

圖17 驅替15分鐘后 圖18 驅替20分鐘后

圖19 驅替30分鐘后 圖20 驅替40分鐘后

圖21驅替50分鐘后 圖22 驅替60分鐘后

水驅結束后注入弱凝膠，首先沿著主流推進道，凝膠顆粒堵住大孔喉，即高滲透層，迫使后續液體進入相對較低的低滲透層，進入水驅并沒有波及到的區域，驅替水驅未波及到的剩余油，此時壓力逐漸上升，當壓力到達一定值時，顆粒變形通過孔喉進入下一段孔道，如此循環，逐漸擴大波及體積約50%，剩余油逐步被驅替出，進而提高原油采收率。

結論：

（1）弱凝膠對水流通道（孔喉）暫堵－突破－再暫堵－再突破的過程，增加大孔隙孔道阻力的同時，注入水進入小孔隙孔道，直接作用于其中的剩余油，實現高效的波及控制，提高注入水利用效率。

（2）通過光刻玻璃模型實驗可得知，此弱凝膠配方作用于巖石孔道中可提高波及體積達50%，可達到提高采收率的目的。

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