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温米油田拥有丰富的低渗透油田储量,注水开发是该油区低渗透油田的主要开发方式,目前,该油田普遍存在注水压力不断上升、注水困难等问题。因此寻求降低注入压力、提高增注效果的工艺措施成为该油田注水开发的一个攻关目标。以往的降压增注方法(主要有水力压裂、酸化、层内生气增注,纳米聚硅增注等)都存在各自的不足和弊端,因此希望开发出一种新型的、符合低渗透油藏特点的有效增注工艺技术。本文提出了一种新的降压增注的技术——YMD膜降压增注技术。将分子膜技术应用于注水井的降压增注,正是基于分子膜驱油技术。YMD膜是一种分子膜,以水溶液为传递介质,膜剂分子依靠静电作用能为成膜动力,膜剂有效分子沉积在呈负电性的岩石表面,改变储层表面的性质。YMD膜剂吸附在岩石的表面,将岩石表面的水膜赶走,使水流通道增大,从而降低注水压力。YMD膜的增注机理和分子膜驱机理不同在于:YMD膜剥离的是孔道表面的水膜,润湿性由亲水性变成疏水性,而分子膜驱剥离的是孔道表面的油膜,润湿性由憎水性变成亲水性。本文利用红外光谱仪对合成的YMD膜的结构进行了表征,YMD膜分子中含有甲基、亚甲基和羟基以及季氮阳离子,说明YMD膜是一种分子侧链上带有疏水基团的聚季铵盐。采用光学老化法和液滴试验定性法测定了不同材料的润湿角,结果表明,经过YMD膜浸泡的亲水表面的接触角会增大,向疏水方向转变。同时研究了YMD膜的理化性能,建立了YMD膜性能指标的评价方法。主要内容为:(1)利用A101型全自动表面/界面张力测量仪作为评价工具,评价了YMD膜剂的性能。通过测量YMD膜的表面张力可知,YMD膜含有表面活性物质,能减低其水溶液体系的表面张力,但不是表面活性剂。(2)采用静态挂片法,测定YMD溶液腐蚀性能可满足现场要求,并且具有良好的稳定性。(3)YMD膜溶液在岩心表面成膜后比普通防膨剂具有更好的动态抑制粘土膨胀的能力;YMD溶液在粘土表面形成一层有效的单分子膜后,使得粘土膨胀情况得到改善,故具有一定的防膨效果。(4)采用恒流驱替法对海塔油田天然岩心开展了增注效果评价实验,研究认识了经过YMD膜处理前后岩心相渗的变化。结果表明,YMD膜具有较强提高水相渗透率的能力。研究了YMD膜降压增注的机理,分析计算了水与岩石孔壁的作用能以及YMD膜与岩石孔壁的作用能,主要结论为:(1)岩石孔道表面水化层的形成,水化层的厚度小于5nm,内层水分子受到范式作用和氢键键合作用,作用能级为10-20J,主要以氢键作用为主。(2)YMD膜从进入水化层到吸附在岩石孔道表面的过程中,所受到的作用包括静电作用、范式作用、布朗随机作用和多氢键作用。在距孔道壁面5nm处,作用能级达10-18J,在距孔道壁面0.3nm处,作用能级达10-17J。(3)YMD膜与孔壁之间的作用能远大于水与孔壁之间的作用能,在竞争吸附中占绝对优势,因此YMD膜会取代水化层吸附在孔道壁面上。(4)突破水化层和竞争吸附是YMD膜在储层微孔道壁面取代水化层并形成吸附层的关键,其中起主要作用的是静电作用。(5)YMD膜吸附在岩石孔壁上之后,分子膜侧链上伸展的疏水基团并排排列,会在孔壁表面形成一种疏水基向外呈有序的分子体束状排列。这种有序排列的疏水基会改变储层岩石表面的润湿性,使得储层表面的润湿性由亲水向疏水的方向转变。(6)吸附实验表明,YMD膜极易渗透吸附到岩石孔隙表面,改变润湿性,降低岩石孔隙表面对水的粘附功。采用岩心驱替实验,考察了YMD膜的浓度、驱替量和反应时间对岩心润湿性的影响,研究了注水水质对处理效果的影响,确定了YMD膜吸附的最佳吸附环境。主要结论为:(1)YMD膜浓度为2000mg/L,在岩石表面充分吸附的时间为24小时以上,YMD膜驱替量为1PV时,改善岩心渗透率的效果最明显。注入水水质的好坏将直接影响到YMD膜的处理效果。(2)在注入YMD膜溶液之前,加入预膜液,增注效果更好。通过岩心、岩粉酸蚀试验,粘土稳定剂的防膨实验,盐酸酸化缓蚀剂性能的评价实验,确定了前置酸配方和酸液添加剂,YMD膜和前置酸及强穿透剂的复合工艺试验也表明该技术可以有效改善岩心渗透率。矿场试验研究,开展了YMD膜复合前置酸及强穿透剂的的单井试验和增注效果分析。现场试验表明,YMD膜对于降低注水井压力有明显效果。