2.3預防液鎖傷害能力評價

2.3.1岩心自發滲吸實驗

不同表麵活性劑體係（陽離子表麵活性劑CH-1，CH-2與陽-非離子複合表麵活性劑體係）對岩心含水飽和度、岩心含油飽和度的影響見圖7。由圖7a可看出，隨時間的延長，岩心含水飽和度和含油飽和度均逐漸增加並最終達到平衡。未被表麵活性劑體係處理的岩心在自發滲吸時間為1.5 h時達到飽和，此時岩心含水飽和度增至77.4%。

經3種體係處理後，岩心的含水飽和度均降低，經CH-1和CH-2處理過的岩心含水飽和度分別降至14.64%和25.79%，而經陽-非離子複合表麵活性劑體係處理後，岩心含水飽和度由77.4%降至8.10%。由圖7b可看出，未被表麵活性劑處理的岩心在自發滲吸時間為0.5 h時，岩心自發滲吸達到飽和，此時岩心含油飽和度增至68.90%。岩心經3種體係處理後，岩心的含油飽和度均降低，經CH-1和CH-2處理過的岩心含油飽和度分別降至22.29%和25.53%，而經陽-非離子複合表麵活性劑體係處理後，岩心含油飽和度降至11.25%。

與單一表麵活性劑體係相比，經複合表麵活性劑體係處理後岩心含油飽和度最低，說明複合表麵活性劑體係有效減少了岩心的液侵量，進而起到了預防液侵的效果。由毛細管壓力公式可知，毛細管力的大小與水/凝析油的表麵張力、潤濕性和岩石中多孔介質的孔喉半徑有關。在複合表麵活性劑體係對岩心表麵潤濕改性前，毛細管力是岩心自發滲吸的主要動力，複合表麵活性劑體係降低水/凝析油的表麵張力，削弱了毛細管力，從而減小了岩心的液侵量。當複合表麵活性劑體係在岩心表麵充分吸附，形成一層帶有潤滑和隔離作用的疏水疏油膜時，岩心表麵由親水親油變為疏水疏油，毛細管力由岩心自發滲吸的主要動力轉變為阻力，從而起到預防液侵的作用，進而減小岩心液侵量。

圖7不同表麵活性劑體係對岩心含水飽和度（a）、岩心含油飽和度（b）的影響

2.3.2 NMR表征

通過核磁共振儀可測量岩心自發滲吸實驗中流體賦存狀態。圖8為經不同方法處理的岩心的NMR T2譜曲線。由圖8可知，每條T2譜曲線都出現兩個峰，左峰的信號強度均強於右峰，表明水/油主要賦存在小孔喉中。這是因為毛細管半徑越小，對應的自吸毛細管力越強，流體通過自吸進入岩心孔隙後，在毛細管力的作用下，大孔隙內的流體會進一步自吸進入較小孔隙，因此，岩心的流體優先賦存在較小孔隙。經複合表麵活性劑體係處理後的T2譜曲線低於未經處理的T2譜曲線，表明經複合表麵活性劑體係處理後的岩心含水/油飽和度低於未經處理的岩心含水/油飽和度。表征結果再次證明自發滲吸實驗中的複合表麵活性劑體係通過表麵張力降低和疏水疏油改性可預防液侵傷害。

圖8岩心的NMR T2譜曲線

NMR通過快速傅裏葉變換和圖像重建生成岩樣的二維圖像，可直觀展示流體在岩心內部的分布。圖9為自發滲吸實驗NMR二維成像結果，縱坐標表示氫信號的強度（即水或油的含量高低），數字越大表示氫信號強度越強。圖中由紅色到綠色、淺藍再到深藍，表示信號由強變弱，也代表了含水（氫）量從高到低的變化過程。由圖9可看出，原始岩心烘幹後呈深藍色，自發滲吸後呈紅綠色，經複合表麵活性劑體係處理後的岩心自發滲吸後呈淺藍色和綠色；經過複合表麵活性劑體係處理後，岩心含水/油飽和度大幅降低，複合表麵活性劑體係降低了液體的表麵張力，削弱了毛細管力；岩心孔隙的潤濕性由親水親油反轉為疏水疏油，水相在毛細管內的狀態由驅替相轉變為非驅替相，地層水/凝析油不易吸附於岩心孔隙內，表麵張力的降低和岩石孔隙表麵的潤濕性改變可明顯改善流體在多孔介質內的流動狀況，進而達到預防液侵的目的，這與岩心自發滲吸實驗和NMR T2譜曲線分析結果相符。

圖9自發滲吸實驗NMR二維成像結果

2.4解除液侵傷害能力評價

為研究複合表麵活性劑體係解除水侵、油侵以及混合侵傷害的能力，分別采用氣相滲透率約59.20×١٠3μm2的岩心進行模擬實驗。岩心中多孔介質經複合表麵活性劑體係處理後的氣相滲透率由水侵汙染後的23.09×103μm2恢複到53.59×103μm2，由油侵汙染後的26.06×103μm2恢複到52.21×103μm2，由液侵汙染後的30.20×103μm2恢複到54.98×103μm2。由於複合表麵活性劑具有強表麵活性的特點，當與岩心中殘留的液體接觸後，複合表麵活性劑體係可降低表麵張力，極大削弱毛管阻力效應，降低水排出毛細孔喉的阻力；同時複合表麵活性劑體係具有疏水改性以及疏油改性的能力，使岩石由親水親油改變為疏水疏油，使毛細管力變為水和凝析油侵入岩石的阻力，抑製液侵的同時也降低了水和凝析油排出毛細孔喉的阻力，進而解除液鎖傷害。

3結論

1）5種表麵活性劑中，陽離子含氟表麵活性劑CH-1和非離子含氟表麵活性劑CH-2的表麵活性和潤濕改性能力較好。

2）由陽離子含氟表麵活性劑CH-1和非離子含氟表麵活性劑CH-2複配的陽-非離子複合表麵活性劑的cmc明顯低於CH-1和CH-2。

3）加入複合表麵活性劑體係後，地層水表麵張力由72 mN/m降為18.7 mN/m，凝析油表麵張力由40 mN/m降為23 mN/m。這是由於CH-1分子頭基間的靜電斥力降低，與單一陽離子、非離子表麵活性劑相比複合表麵活性劑的表麵活性最強。

4）經過複合表麵活性劑體係處理後，模擬地層水在岩心表麵的接觸角為108.0°；凝析油在岩心表麵的接觸角為102°。CH-1分子與CH-2分子構成的混合聚集體與砂岩表麵羧酸類物質形成離子對的驅動力為靜電引力、氫鍵及範德華力的共同作用力，這些共同作用力使複合表麵活性劑在界麵上的吸附能力比單一表麵活性劑更強。

5）經複合表麵活性劑體係處理後，岩心含水飽和度由77.4%降至8.10%，岩心含油飽和度由66.7%降至11.25%；岩心中多孔介質經複合體係處理後，氣相滲透率由水侵汙染後的23.09×103μm2恢複到53.59×103μm2，由油侵汙染後的26.06×103μm2恢複到52.21×103μm2，由液侵汙染後的30.20×103μm2恢複到54.98×103μm2。通過岩心自發滲吸實驗、NMR實驗以及岩心流動實驗得出複合體係能夠有效預防岩心液侵和有效解除岩心液侵傷害。