- 袁龙;曹志锋;别康;顾明;曹原;陈乃东;吴思仪;薛鸿博;戌乂凡;
随着油气勘探向深层-超深层推进，深层-超深层碎屑岩面临复杂井筒、复杂泥浆体系下测井资料信噪比低等挑战，对测井评价技术提出了更高要求。为此，广泛调研文献，系统总结了深层-超深层碎屑岩的概念、划分标准、地质特征，梳理了近年来深层-超深层碎屑岩测井评价技术，明确岩石物理特性研究、测井资料高精度处理及储层有效性评价为其3大核心环节，结合中国深层-超深层碎屑岩测井技术现状与油田生产需求，对其发展方向及对策进行了前瞻性展望：(1)深化岩石物理实验研究，聚焦不同流体在声-电-核测井中的响应机理以及井场高保真快测实验技术，拓展实验范围，优化测量精度和速度；(2)强化测井新技术精细处理，攻克核磁共振和声电成像测井的敏感信息补偿校正技术，开发先进信号处理算法，结合岩石物理实验结果建立误差补偿模型；(3)发展适用于深层高温高压环境的解释评价方法与技术，攻克低信噪比条件下流体识别和储层有效性测井评价的关键技术问题，开发新方法提升储层有效性评价精度。
2025年06期 v.32;No.177 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1885K] - 陈欢庆;龚亮;吴桐;
目前储层构型表征是精细油藏描述中刻画单砂体最常用和最有效的方法，同时不同储层构型界面对于油藏剩余油分布具有非常重要的控制作用。基于详细的文献调研分析，从中外储层构型研究内容、研究对象和研究方法等方面梳理对标中国和国外储层构型表征异同。提出中国目前储层构型研究存在的问题主要包括储层构型划分方案不统一、划分级次过细、研究重点关注概念创新而非成果应用、储层构型界面研究未引起足够重视、储层构型表征方法较单一等。指出精细油藏描述中储层构型研究未来发展方向为：井-震结合等储层构型定量表征方法的应用、碳酸盐岩等特殊岩性油藏储层构型研究、特色储层构型分级方案的建立、储层构型界面的刻画识别和应用、储层构型表征成果的现场应用等。
2025年06期 v.32;No.177 15-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 4128K] - 潘妍妍;杨满平;路艳军;林郁;魏铭伯;朱洪建;
作为中国南方页岩气勘探的重要层系，渝东北地区龙马溪组页岩经历了多期构造运动叠加改造，其纳米孔隙结构及分形特征尚未得到系统阐释。通过场发射扫描电镜纳米孔隙形貌观测以及基于Image J软件的孔隙结构定量表征，结合低温N_2吸附实验获取的比表面积、孔体积及孔径分布等参数，采用FHH分形模型计算孔隙分形维数，系统揭示了渝东北地区大巴山前陆冲断带龙马溪组构造变形页岩纳米孔隙的分形特征及其影响因素。结果表明：研究区龙马溪组构造变形页岩主要发育有机质孔、粒间孔和粒内孔，储集空间以介孔为主，平均占比达59.30%。FHH分形模型计算结果显示，当相对压力P/P_0=0.45时，龙马溪组构造变形页岩低温N_2吸附-脱附曲线开始出现回滞环，据此将分形维数D划分为低压区（P/P_0<0.45）D_1和高压区（P/P_0≥0.45）D_2，其中D_1平均为2.609 0,D_2平均为2.657 1，表明构造变形页岩纳米孔隙具有明显的分形特征。随着比表面积和孔体积的增大，分形维数增加，孔隙结构越复杂，非均质性越强；总有机碳含量与分形维数呈显著的正相关性，证实有机质热演化过程中生烃增压作用促进了纳米孔隙发育；石英含量与分形维数呈正相关性，反映刚性矿物对孔隙结构的保护效应；而黏土矿物与分形维数呈负相关性，表明塑性矿物在构造应力下通过颗粒重组降低孔隙结构的复杂性。
2025年06期 v.32;No.177 28-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 3379K] - 郑玲丽;王思慧;肖文联;杨玉斌;李沅岷;陈沐遥;陈浩宇;
致密砂岩储层物性差、孔隙结构复杂，通常采用水力压裂实现效益开发。然而，在水力压裂后形成的复杂缝网和支撑剂的共同作用下，致密砂岩渗透率随着有效应力的变化表现出显著的非线性特征，TERZAGHI线性有效应力理论不再适用于评价致密砂岩渗透率与有效应力的关系。为获得致密砂岩应力敏感性特征，以四川盆地南部地区须家河组致密砂岩岩样为研究对象，开展基质岩样、天然裂缝岩样和人造裂缝岩样在3个围压下的应力敏感性实验。结果表明：在致密砂岩老化实验过程中，基质岩样、天然裂缝岩样和未充填支撑剂的人造裂缝岩样的渗透率损害率依次增加，渗透率恢复率依次减小；对于人造裂缝岩样，支撑剂的充填有效提高了渗透率，当支撑剂充填程度为25%时渗透率最高，同时渗透率损害率也有所降低；相较于基质岩样和天然裂缝岩样，人造裂缝岩样渗透率等值线非线性特征更为显著；利用响应面模型计算了岩样的非线性有效应力系数，支撑剂充填的人造裂缝岩样的非线性有效应力系数变化最大，天然裂缝岩样次之，基质岩样最小；根据非线性有效应力系数计算的有效应力与渗透率具有较好的相关性。
2025年06期 v.32;No.177 42-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2022K] - 赵浩;曹小朋;韦涛;杨明林;李志鹏;杜玉山;曹秋颖;唐天择;梁金萍;
准噶尔盆地西缘车排子地区新近系沙一段发育大量扇三角洲沉积，但对其沉积演化模式和砂体展布规律认识不清，限制了车排子地区的油气勘探开发。结合岩心、录井、测井和地震等资料，对车排子地区沙一段湖盆扩张期退积型扇三角洲的沉积特征及砂体展布规律进行了研究。结果表明：研究区沙一段沉积环境以扇三角洲内前缘亚相为主，发育主水道、分流水道、水道间湾和水道侧缘等微相，由陆向湖砂体厚度逐渐变薄，沉积物粒径变小，在扇三角洲外前缘亚相形成河口坝和席状砂微相。扇三角洲内前缘砂体以砂砾岩和砂岩为主，总体上表现为湖平面上升的退积沉积序列。随着湖平面上升，扇三角洲沉积边界向物源方向迁移，沉积砂体不断向陆退积，平面上砂体发育规模逐渐减小，纵向上3期砂体退积叠置，整体具有正韵律特征。第1期主水道砂体发育，砾石含量高且分布范围广，物性及含油性较差；第2期分流水道砂体发育且厚度大，连通性好，砾石粒径较小，含油性好；第3期水道侧缘和分流间湾沉积增多，砂体厚度变薄且连通性变差，颗粒粒径较小，物性差，灰质胶结强，含油性差。建立了车排子地区沙一段退积型扇三角洲沉积模式，揭示了湖侵背景下，在地形坡度陡、近物源、碎屑物质供应充足的盆地边缘形成的扇三角洲沉积演化特征。
2025年06期 v.32;No.177 52-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 4313K] - 叶茂林;王庆;张昌民;秦声炟;
自从分支河流体系的概念被提出，研究分支河流体系河道参数对油气储层预测和地质工作至关重要，但人工测量方法耗时耗力。为了能够自动化地提取分支河流体系河道参数，便于对其进行研究表征，提出一种基于深度学习和形态学的分支河流体系河道识别与参数提取方法。首先，提出Segformer网络模型与ASPP模块融合优化的Seg＿ASPP网络模型，用于生成河网掩膜；随后使用累计成本和多项式拟合算法提取河流掩膜中心线，并设计一种根据掩膜中心线提取分支河流体系河道长度、宽度和弯曲度的方案；最后，选取柴达木盆地格尔木地区的分支河流体系区域作为实验区，使用多个深度学习模型对分支河流体系的河道进行预测。与Seg＿ASPP网络模型提取掩膜的精度进行对比评估，将使用该方法自动提取得到的参数值与人工测量的真实值进行误差对比，河道长度、宽度和弯曲度的相对误差平均值分别为10.22%、13.57%和5.41%；通过格网化方法，对格尔木实验区的分支河流体系的河流扇进行定量表征，根据参数距顶点距离不同的变化，将该分支河流体系分为辫状河段、辫曲共生段和低弯曲度河段。
2025年06期 v.32;No.177 65-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2457K] - 朱洁琼;卢政环;郭浩;时阳;廖飞燕;李晓寒;
复杂储层通常具有非均质性强、岩性变化大、孔隙结构复杂等特点，传统单一频率或窄频谱反演方法难以准确描述储层特性，而实际地震资料中，低频部分中保留更丰富、更能反映地下界面的信息，对反演结果的保真度起到重要的作用，特别是随着地震采集精度的提高，地震包含的低频信息越来越丰富，在反演中要充分挖掘和利用低频信息，提高储层预测的精度。因此，以沉积规律认识、地质构造等作为地质信息，开展基于地质约束的宽频谱反演技术研究。根据单井岩性组合设计地质模型，构建符合地震资料的宽频子波进行正演，通过与实际地震资料对比，分析低频信息对反演的影响以及复杂岩性的地震反射特征；构建挖掘地震资料中低频信息的宽频子波，建立时间厚度与频宽的量化模板，反演目标函数中加入低频约束因子，形成基于地质低频约束的宽频谱反演技术，利用模拟退火与改进的最小二乘联合最优化算法，实现岩性油气藏的储层精细描述。理论模型测试验证了基于地质约束的复杂储层宽频谱模拟反演算法的准确性和有效性，在福山凹陷朝阳-永安地区浊积砂体开展实际应用表明，反演结果与实际测井资料吻合性好，基于地质约束的复杂储层宽频谱模拟反演很好地预测了朝阳-永安地区流二段上亚段各砂组的纵横向砂体展布特征，为该区井位部署提供依据与保障。
2025年06期 v.32;No.177 77-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2771K]
- 赵海峰;罗杰伦;于超俊;王宗飞;兰建利;
针对缝洞型碳酸盐岩储层酸化压裂中的关键问题，即如何在经济高效的前提下形成有效的裂缝，避免过高排量造成的成本浪费和过低排量导致的裂缝沟通不理想，亟须确定临界排量，以实现裂缝体积与施工成本的平衡。以塔河油田现场使用的胶凝酸、固体酸和自生酸为对象，结合人造岩样在真三轴实验环境下的酸化压裂实验，采用等阶梯排量方法，根据在井底是否形成憋压或憋压时间的长短，确定了不同酸液体系和不同质量分数下的临界排量范围。以质量分数为10%、15%、20%的胶凝酸、固体酸、自生酸进行酸化压裂裂缝扩展研究，揭示了裂缝扩展受水平应力和孔洞吸引的双重影响，酸液质量分数升高虽促使裂缝表面更粗糙，却降低了激活孔洞的可能性。研究结果表明：质量分数为10%、15%、20%胶凝酸的室内临界排量分别为10～11、16～18和18～20 mL/min，对应于现场分别为6.3～6.9、10.0～11.3和11.3～12.6 m~3/min；质量分数为10%、15%、20%固体酸的室内临界排量分别为8～9、9～10和10～12 mL/min，对应于现场分别为5.0～5.6、5.6～6.3和6.3～7.5 m~3/min；质量分数为8%、10%、12%自生酸的室内临界排量分别为10～11、11～12和12～13 mL/min，对应于现场分别为6.3～6.9、6.9～7.5和7.5～8.2 m~3/min。使用质量分数为10%、15%、20%的胶凝酸以45 mL/min排量和使用质量分数为20%的胶凝酸分别以30、45、60 mL/min排量进行室内酸化压裂裂缝扩展研究。在同种酸液体系中，排量不变，随着酸液质量分数的增大，裂缝易穿孔；随着排量的增大，裂缝的扩展速率显著加快。
2025年06期 v.32;No.177 87-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2233K] - 顾浩;郑松青;李红凯;张云;卜翠萍;
超深层断控型缝洞油藏开发面临着地层能量不足、储量动用状况不清、注水效果低于预期、下一步大幅度提高采收率方向不明确等问题。系统总结了在油藏能量、动用储量、注水效果三方面的认识，思考了此类油藏大幅度提高采收率技术。研究表明：超深层断控型缝洞油藏单井点实测静压不代表井筒外围及远端油藏的地层静压，更不能反映整个油藏的整体能量水平；井间连通性越弱，连通井组能量变异系数和井间动态连通性变异系数越高。动用储量关键是要“动”起来，才能被“用”起来；开发过程中部分动用储量会变成“拟未动用储量”，动态储量与动用储量具有一致性。注水是否有效仅对比注水后与注水前评价指标差异是片面的；注水补能需合理控制注采比，进行动态调整与优化。立体开发是超深层断控型缝洞油藏下一步大幅度提高采收率的重要技术方向。
2025年06期 v.32;No.177 99-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K] - 赵嘉;姚传进;宋雨媛;周依然;张秀晴;
溶解埋存是咸水层CO_2埋存的关键机制，而现有研究多基于静态平衡假设，缺乏对储层条件下CO_2动态溶解特性的系统认识。实验结合CO_2动态溶解实验与响应面法，采用Double Boltzmann函数表征了非平衡溶解机制，并基于中心复合设计构建了注入速率、流动单元指数和矿化度对CO_2溶解量的二次多项回归模型，旨在揭示CO_2动态溶解特性及主控因素。实验表明，CO_2动态溶解进程可概括为气体快速排驱、不稳定溶解滞后、溶解传质主控及扩散溶解平衡4个阶段，非平衡溶解指数曲线表明CO_2动态溶解量达到平衡溶解度的91%，定量分析揭示了从对流传质主导（衰减因子为3.335，贡献67.7%的溶解量）到扩散传质主导（衰减因子为0.967，贡献32.3%的溶解量）的双阶段溶解机制。响应面分析结果表明，各因素对溶解量的影响程度由强到弱依次为：矿化度、流动单元指数、注入速率，其中矿化度为3 750 mg/L、流动单元指数为7.5、注入速率为0.5 mL/min的组合为最优溶解条件。在实施埋存工程项目时，应优先选择低矿化度（<5 000 mg/L）、中等渗透率（50×10~(-3)～150×10~(-3)μm~2）和适中孔隙度（15%～20%）的储层进行CO_2埋存，基于溶解过程的阶段特性应采用分阶段注入策略，初期应采用0.2～0.5 mL/min的低速注入，防止CO_2以连续相快速突破，增加气液接触时间；中期可采用脉冲式注入模式，即间歇性调整注入速率以促进CO_2与新鲜咸水接触，避免局部矿化度升高导致的溶解效率下降。
2025年06期 v.32;No.177 108-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1990K] - 张相春;文家鹏;尹良瑞;刘辉;罗梓轩;王靖华;
针对长庆油田某区块致密低渗透水驱油藏采收率低的难题，研制超临界CO_2-纳米聚硅复合驱替液，探究其驱油机制及提升采收率的效果。采用聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（PAMPS）对SiO2进行原位表面修饰，制备出具有强吸附能力和界面活性的纳米聚硅颗粒。通过岩心驱替实验，对比研究混相和非混相条件下，不同质量分数（1%、2%、3%、4%和5%）纳米聚硅与超临界CO_2复合体系的驱油性能。通过实验监测采收率变化，分析纳米聚硅对岩石润湿性、界面张力及渗流特性的影响。混相条件下，超临界CO_2主导驱油过程，水驱采收率仅为32.7%，复合体系可将采收率提升至70.0%以上。其中，质量分数分别为1%、2%和3%的低剂量纳米聚硅通过增强驱替液的黏弹性和界面活性，能够显著扩大油相波及面积，改善微观驱油效率；而质量分数分别为4%和5%的高剂量纳米聚硅因颗粒堆积易堵塞渗流通道，导致驱替压力骤升，采收率增幅趋缓。非混相条件下，纳米聚硅的作用更为关键。通过降低超临界CO_2与原油的界面张力、增加流体黏度，协同延长闭井时间，促进更多纳米聚硅吸附于含油岩石表面，将油湿表面转变为水湿或中性润湿状态，剥离残余油相，采收率从水驱的31.6%升至50%～60%。纳米聚硅的表面修饰使其具备双亲性，可在岩石-油-水界面形成稳定吸附层，削弱原油与岩石的附着力；超临界CO_2则通过与原油混合，形成混相驱替，两者协同作用显著提升洗油效率。超临界CO_2与纳米聚硅在驱替中优势互补，混相条件下CO_2主导宏观驱油，非混相条件下纳米聚硅强化微观洗油，可共同实现采收率提升。
2025年06期 v.32;No.177 118-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1766K] - 陆小兵;吕伟;张满;屈肖;闫若勤;刘亮;党法强;李松岩;
针对CO_2驱油过程中的窜流问题，研究了一种通过CO_2携带的原位自生起泡体系进行地层渗流起泡封堵的技术，深入探讨了超临界条件下的原位自生泡沫封窜规律。首先评价了起泡体系在CO_2中的分散性、耐盐性能和强化泡沫的耐温耐压能力，保证该体系在油藏条件下具有良好的泡沫性能。之后通过微流控模拟、岩心驱替实验，观察了微观条件下的剩余油分布情况以及不同驱替方式下剩余油的动用情况，测试了原位自生泡沫封堵窜流的能力以及提高采收率效果。实验结果表明，原位自生起泡体系具有良好的起泡、稳泡性能；该体系随CO_2注入后能实现原位自生起泡，有效减少柱状、膜状和簇状剩余油含量，显著提高CO_2驱油的效果，其波及体积相比于水驱提高41.16%，相比于CO_2驱提高28.25%，采收率相比于水驱提高36.56%，较CO_2驱提高24.78%；在岩心驱替实验中，原位自生泡沫驱后期的驱替压差能达到1.4 MPa，为水驱阶段压差的140倍，进行后续水驱后最终采出程度达到59.20%，相比于水驱提高了40.00%，比CO_2驱提高34.90%。
2025年06期 v.32;No.177 128-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2643K] - 王香增;王小锋;梁全胜;党海龙;侯玢池;崔鹏兴;高涛;
裂缝性特低渗透砂岩油藏基质孔喉细小，微裂缝发育，为发挥渗吸驱油作用提供了有利条件；表面活性剂溶液能够改变岩石与流体之间界面作用，增强渗吸作用，对提高采收率有着重要的影响。利用界面张力实验测试、润湿性测定和自发渗吸实验，研究不同质量分数阴非离子表面活性剂YCSX-1溶液的界面张力、润湿性和自发渗吸驱油效率以及表面活性剂溶液的注入质量分数和注入速度对驱油效率的影响；创新设计基于Warren-Root模型的基质-裂缝双重介质岩心，并构建考虑表面活性剂及渗吸作用的双重介质数学模型，综合利用物理模拟及数值模拟方法研究表面活性剂不同注入质量分数和注入量下的驱油规律。实验结果表明：界面张力和润湿接触角随表面活性剂质量分数的增大均呈现先下降后增大的趋势，是渗吸驱油效率的关键影响因素；质量分数为0.4%的表面活性剂体系渗吸作用最强，驱油效率最高，渗吸作用的增强提高了基质内原油的动用程度；驱油效率随注入速度的增加呈现先增大后减小的趋势，最佳注入速度为1.2 mL/min。基于实验结果，利用构建的双重介质数学模型模拟计算，实现了注入参数的优化，最佳注入质量分数为0.4%，最佳单井注入量为12 m~3/d。将该模拟结果应用于X区块注水开发，效果明显，日产油量最高增幅达54%。控速增渗注水提高采收率技术通过优化表面活性剂溶液质量分数，改变基质孔隙界面张力及润湿性；同时控制注水速度，使得驱油过程中两相流体的弯液面保持理想动力状态，发挥毛管力与驱替压力双重动力作用，进一步增强渗吸作用在驱油过程中的相对贡献，使得基质小孔隙原油流动能力增强，更多基质孔隙原油被采出，提高了驱油效率。
2025年06期 v.32;No.177 137-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1949K] - 任文希;叶凯;王光付;郭建春;徐世乾;曾小军;田杰;
陆相页岩储层具有多尺度孔隙结构，且烃类组成复杂，导致陆相页岩气表现出复杂的相行为，加剧了陆相页岩气储量评估和开采动态分析的难度。针对四川盆地侏罗系自流井组陆相页岩气，利用PR状态方程，考虑限域效应的影响，基于多尺度相平衡准则，结合粒子群-内点法，建立了考虑限域效应的多尺度相平衡计算方法，实现了全局平衡模拟。进一步利用恒质膨胀模拟衰竭式开发过程，研究不同压力条件下烃类在多尺度孔隙中的相态特征和相行为。研究发现：初始条件下，受限域效应的影响，较轻的组分趋向于在小孔中赋存，而较重的组分趋向于在大孔中赋存，进而导致孔径≤10 nm的孔隙中，烃类混合物对应的P-T相图向左上方发生偏移，临界温度降低，此外偏移程度随着孔径的增大而减小；在衰竭式开发过程中，随着储层压力的降低，小孔中较轻的组分容易进入大孔中富集，而小孔中较重的组分会在小孔中滞留。
2025年06期 v.32;No.177 146-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K] - 徐正晓;赵长虹;陶磊;刘洋;张娜;白佳佳;史文洋;李国华;李东旭;
火驱技术（ISC）作为低能耗、低排放的稠油开采手段，其应用受限于燃烧效率低及反应活化能高等问题。通过系统文献调研，综述了常规金属类催化剂、纳米级金属氧化物催化剂、多金属类复合催化剂等不同类型金属类催化剂对原油燃烧与蒸汽驱裂解的催化方法；结合热重分析、燃烧管实验等多维度数据，深入解析了金属类催化剂对稠油氧化反应的催化机理。研究表明：金属盐催化剂可显著降低反应活化能，其中硝酸铁可使稠油燃烧效率提高20%，环烷酸钴将低温氧化起始温度降低18℃；纳米级金属氧化物催化剂展现更强的催化活性，氧化铁纳米颗粒可使沥青质氧化温度降幅达160℃，活化能降低32.4%，而氧化镍纳米颗粒不仅能削减高温氧化活化能，更使燃烧前沿迁移速度提升；多金属类复合催化剂进一步突破性能极限，TiO_2-ZrO_2双金属催化剂将轻馏分产率较单组分提升>12%,Mo-Ni-W三金属纳米颗粒催化剂仅用5 h即实现50%的采收率，同时显著降低硫含量。综上，金属类催化剂通过大幅降低活化能与氧化温度，有效提升燃料沉积量与燃烧效率。其中氧化铁纳米颗粒及多金属类复合催化剂优势突出，但工业化应用仍需攻克高温失活、纳米颗粒滞留及H_2S生成等关键瓶颈。
2025年06期 v.32;No.177 154-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1431K] - 胡婧;宋永亭;马梦琪;高阳;程军;向易为;汪卫东;束青林;张本华;李俊键;
鼠李糖脂为微生物代谢产生的阴离子生物表面活性剂，可有效改善特高含水期稠油油藏的开发效果，相较于传统化学表面活性剂，其不仅具备相似的界面调控能力，更表现出生态友好的显著优势。鼠李糖脂发酵液体系在石油开发领域具有重要的研究价值和应用潜力，但目前针对该体系的作用机理及其油藏适应性的研究尚不充分，制约了其规模化应用。以胜利油田3类普通稠油油藏为研究对象，利用微流控模型模拟油藏条件，开展鼠李糖脂发酵液体系微观驱替实验。基于高速显微摄影与数字图像处理技术，对该体系的驱油行为进行动态监测和量化分析，对比评价其在不同类型稠油油藏中的驱油效果，并深入剖析作用机理。研究结果表明，鼠李糖脂发酵液体系在3类普通稠油油藏条件下均可有效提高原油采出程度，其作用机理主要包括降低界面张力、乳化作用和改变润湿性3个方面，分别通过油水界面张力、乳化油滴平均粒径及平均接触角变化幅度进行定量表征，乳化作用是决定鼠李糖脂发酵液体系驱油效果的关键因素，而降低界面张力是乳化油滴有效动用的保障条件，二者协同作用可显著提升驱油效果。
2025年06期 v.32;No.177 166-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 3627K] - 李曦宁;邱星栋;杜明亮;屈云鹏;王磊;
自发渗吸所导致的储层水锁伤害是影响致密砂岩气藏产能的重要因素之一。在钻井液中添加聚合物表面活性剂能够改变岩石表面润湿性，降低液体表面张力，缓解储层水锁伤害。为此，合成一种氟碳型聚合物表面活性剂，并通过红外光谱、热重分析和粒径分析等静态表征手段，明确其分子结构、热稳定性能和粒度分布特征；在此基础上，采用表面张力实验、气-液-固三相接触角实验、自发渗吸实验、岩心驱替实验和核磁共振等方法，探究其解除水锁伤害的效果和原理。结果表明：合成的聚合物表面活性剂分子在200℃内基本未失重，330℃前热分解速率缓慢，主分解峰值为390℃，具有良好的热稳定性能；合成的聚合物表面活性剂粒径均一性好，平均粒径为53.69 nm，属纳米级乳液，满足进入致密砂岩绝大部分孔喉的粒径要求；该聚合物表面活性剂具有良好的降低液体表面张力的功能并且在高温下不会失效，常温下质量分数为1.0%的水溶液表面张力为41 mN/m，高温下质量分数为1.0%的水溶液表面张力降低到28 mN/m；去离子水在岩心表面的接触角由45°升至94°，毛细管力因接触角增大显著减弱，抑制岩心的自发渗吸速率，0～10 min岩心自发渗吸速率平均降幅达61.4%，最终含水饱和度降低至原值的1/3以下；添加质量分数为1.0%的聚合物表面活性剂模拟钻井液侵入后，液相在孔隙中的滞留明显减少，钻井液侵入导致的岩心水锁程度降低，岩心渗透率恢复率从约60%升至约86%。合成的聚合物表面活性剂兼具优异的热稳定性与纳米级特性，可高效封堵致密砂岩孔喉；能够显著降低液体表面张力，并通过疏水改性使岩心接触角提升，抑制渗吸速率，有效提高渗透率恢复率；通过调控润湿性、降低毛细管力与增强返排能力，有效缓解水锁伤害，为高温储层钻井液优化提供关键技术支撑。
2025年06期 v.32;No.177 176-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1751K]