耐高温微乳液体系在特低渗—致密储集层中的渗吸机理

肖立晓 ，侯吉瑞 ，闻宇晨 ，屈鸣 ，王为举 ，吴伟鹏 ，梁拓

（1. 中国石油大学（北京）非常规油气科学技术研究院，北京 102249；2. 中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，北京 102249）

0 引言

特低渗—致密储集层孔隙度和渗透率较低，孔喉结构复杂，地层中的流体置换主要依靠渗吸作用，即在界面张力、重力及孔道间毛管压力差等共同作用下，润湿相流体置换非润湿相流体[1-2]。对于水湿特低渗—致密储集层，渗吸剂在毛管压力作用下进入孔喉，通过自发渗吸作用置换并采出原油，大幅度提高采收率，成为特低渗—致密储集层提高采收率的重要机理[3]。然而，因原油中酸性物质的存在，大部分储集层润湿性偏亲油，在渗吸置换原油的过程中，毛管压力表现为阻力，大幅度抑制了渗吸驱油效果[4]。为了提高油湿特低渗—致密储集层的动用程度，国内外学者在提高渗吸采收率方面开展了大量实验研究，包括 CO2吞吐、表面活性剂吞吐和纳米流体排驱等[5]。表面活性剂溶液因其低界面张力和良好的润湿反转能力，在特低渗—致密储集层自发渗吸驱油中应用潜力较大。然而，对于特低渗—致密储集层，表面活性剂在运移过程中的吸附、滞留和沉淀等损失较为严重，极大降低运移距离和驱油效果。因此，研发吸附损失小、自发渗吸采收率高、适用于特低渗—致密储集层的自发渗吸驱油剂，对提高特低渗—致密储集层采收率具有重要意义[6-7]。

微乳液是由油相和水相两种互不相溶的液体，在表面活性剂和助表面活性剂的作用下，自发形成的各向同性、热力学稳定、透明或半透明的高度分散体系[8-10]。微乳液粒径一般为1～100 nm，具有良好的增溶、润湿和渗透能力，内部胶束的形成和排布方式显著降低了表面活性剂的吸附损耗[11-17]。室内岩心渗吸实验和现场吞吐试验结果都证实了微乳液能够有效提高特低渗—致密储集层的渗吸采收率[18]。然而，室内研究以静态渗吸实验为主，在指导矿场动态渗吸吞吐方面有一定的局限性，对更小粒径（小于10 nm）和更高耐温（大于100 ℃）微乳液的研究相对较少，微乳液在流动状态下提高采收率的渗吸机理也没有得到深入研究[19-20]。

本文利用微乳液稀释法[21]，将制备的 6种中相微乳液用清水稀释为低浓度的下相微乳液。通过开展高温稳定性、界面张力、润湿反转和自发渗吸实验，优选自发渗吸采收率最高的下相微乳液体系，并开展动态渗吸吞吐排油实验，研究耐高温下相微乳液体系自发渗吸机理。结合室内实验研究结果，在胜利油田YBD43-X506井开展微破裂吞吐矿场试验。

1 实验介绍

1.1 实验材料

实验用岩心为胜利油田露头岩心，孔隙度为7.3%，渗透率为0.1×10-3μm2，直径为2.5 cm，长度为5.0 cm，用于静态渗吸驱油实验和动态渗吸吞吐排油实验。实验用油为胜利油田 D43区块原油，原油黏度为70.231 mPa·s，密度为0.920 4 g/cm3。对原油进行四组分分析，其中沥青质含量0.69%，胶质含量8.51%，芳香烃含量13.91%，饱和烃含量76.11%。实验用水为清水，由胜利油田提供，为现场水源井水。实验试剂包括：非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚MOA-9和MOA-15、正己烷、助表面活性剂三乙二醇，分析纯，均采购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；阳离子表面活性剂SS-2306，采购自青岛长兴科技有限公司；工业级3号白油，采购自济南铭信化工有限公司。

制备的6种中相微乳液的配方如表1所示。

表1 中相微乳液的配方

中相微乳液制备方法为：首先将油相和水相按照表1的配比混合，在低能条件下（50 r/min，常温）搅拌均匀，混合物自发乳化为澄清透明的中相微乳液，其中油相和水相均为连续相[22-23]。采用微乳液稀释法，用清水稀释中相微乳液，得到不同质量分数的下相微乳液，溶液内分布油相为内核、表面活性剂和助表面活性剂为外壳的“壳核结构”（见图1）。

图1 下相微乳液中“壳核结构”示意图

1.2 实验设备

静态评价实验设备包括：高速离心机、纳米激光粒度和ZETA电位分析仪、Formulation多重光散射仪、TX500HP超高温高压旋转滴界面张力仪、YIKE-360A接触角测定仪、DM759P莱卡光学显微镜、FEI透射电子显微镜、MGZ-200浊度计。

静态渗吸驱油实验设备包括：Amott渗吸瓶、岩心抽真空饱和实验装置（包括高温烘箱、真空泵、中间容器和恒流计量泵）。

动态渗吸吞吐排油实验设备：数据采集系统、高温烘箱、真空泵、恒流计量泵、围压手摇泵和岩心夹持器。

1.3 实验方法

①中相微乳液的常温稳定性分析。用高速离心机在8 000 r/min的条件下离心10 min，采用直视法观察高速离心后中相微乳液的外观，并利用多重光散射仪测定中相微乳液的稳定性。

②下相微乳液的粒径和高温稳定性分析。用清水分别稀释 6个配方的中相微乳液，配制成质量分数为0.3%的下相微乳液，利用透射电子显微镜，观察下相微乳液内部自乳化“壳核结构”的形貌，并利用纳米激光粒度和ZETA电位分析仪，定量分析“壳核结构”的粒径分布[24-25]。将配制的微乳液五等分装入总磷总氮螺口比色管（50 mL）中，分别放在 20，45，70，95，120 ℃的烘箱中，静置1周后取出并倒入普通玻璃瓶，观察微乳液的外观变化。同时，利用浊度仪定量表征不同温度下微乳液的浊度变化，明确其高温稳定性。测定微乳液浊度的步骤为：首先，将去离子水用过滤装置过滤 2～3次，配制零浊度液；其次，称量2.5 mL浊度为400 NTU的标准溶液和97.5 mL零浊度水，配制成100 mL浊度为10 NTU的标准液；然后，利用零浊度水将浊度仪调零，将浊度为10 NTU的标准液放入样品池中进行校准，读数保持在10 NTU即校准结束；最后，将待测液放入样品池中，显示的读数即为待测液的浊度。

③界面张力实验。优选具有高温稳定性的下相微乳液作为待测液，质量分数分别为 0.05%，0.10%，0.20%，0.30%，0.50%和0.70%。将玻璃毛细管用蒸馏水润洗2～3次，然后用待测液进行润洗，使其充满玻璃毛细管。用5 μL微量注射器吸取2 μL原油油样，注入玻璃毛细管中部位置，将其放入超高温高压界面张力仪的样品池中，升高温度至106 ℃，压力至23 MPa。保持转速6 000 r/min，时间间隔1 min，测定不同质量分数微乳液与原油之间的界面张力。

④润湿性实验。优选具有高温稳定性的下相微乳液作为待测液，质量分数分别为0.05%，0.10%，0.20%，0.30%，0.50%和0.70%。用YIKE-360A接触角测定仪测量石英片的原始接触角及其在硅油中老化 3 d的接触角。将老化后的石英片浸泡在微乳液中静置3 d，测定改性后石英片的接触角。硅油老化石英片和微乳液浸泡石英片均在 106 ℃恒温箱中进行。利用静滴法将去离子水滴加到石英片上，根据三点法测量气-水-固三相接触角，测量3次取平均值。

⑤静态渗吸驱油实验。将岩心装入中间容器，采用抽真空加压饱和的方法将岩心饱和原油，然后将中间容器置于 106 ℃烘箱中老化两周。取出饱和原油的岩样，将表面原油用擦油纸擦干，放于恒温箱中烘干、称量并计算饱和原油前、后岩心质量差（Δm）。将老化后岩心放入 Amott渗吸瓶中，清水作为对照组，微乳液作为实验组，放入 106 ℃烘箱中开展静态渗吸驱油实验。通过记录不同渗吸时间（t）下玻璃管（精度为0.01 mL）中累计渗吸排油体积（Vo(t)），计算该渗吸时间下的渗吸采出程度：

⑥动态渗吸吞吐排油实验[26]。首先，将岩心放入岩心夹持器中，对岩心加围压至10 MPa，抽真空后用清水饱和岩心。其次，饱和原油至出口端全部出油，建立束缚水环境，过程中不断调节围压使其维持在模拟地层环境压力（23 MPa）。然后，将配制好的吞吐液和整个驱替系统置于106 ℃的恒温箱内，关闭岩心夹持器的入口端，在出口端用恒流计量泵将吞吐液注入岩心夹持器中，关闭出口端接入回压阀，保持一定压力，使吞吐液与原油充分接触。焖72 h后，打开岩心夹持器的出口端，依靠模型的自身压力采出部分原油，计算采收率。吞吐液分别为清水、优选微乳液体系和MOA-SS-2306体系，MOA-SS-2306体系为 0.3%阳离子-非离子表面活性剂溶液，其中MOA-15和SS-2306的质量比为1∶1。实验装置如图2所示。

图2 动态渗吸吞吐排油实验装置示意图

⑦分散增溶原油实验。将原油和待测液放入106 ℃烘箱中静置5 h，待温度恒定后取出，按照3∶7的体积比将原油和待测液倒入具塞量筒中。利用摇瓶法，将具塞量筒盖上瓶塞之后上下颠倒10次至充分混合均匀，用滴管滴取混合液于光学显微镜下观察，分析优选微乳液体系和 MOA-SS-2306体系对原油的作用效果。微乳液对原油增溶能力较强，待油水分离后取下层水相，用高速离心机在8 000 r/min的条件下离心10 min，然后取上层清液，用透射电子显微镜观察微乳液的形貌和粒径变化。根据增溶原油前、后的粒径变化，定义如（2）式所示的粒径增长系数S*。S*代表微乳液对原油的增溶能力，S*越大，微乳液对原油的增溶能力越强。

2 实验结果及讨论

2.1 中相微乳液稳定性

配制的6种中相微乳液如图3a所示，离心后，中相微乳液外观均澄清透明、静置存放不分层，配方 3和配方6的油相为3号白油，混合后呈现微黄色。为了定量分析离心后中相微乳液的稳定性，利用多重光散射仪进行测试。通过监测入射光（波长880 nm）经过待测液后的透射光强度随时间和样品池高度的变化，计算Turbiscan稳定性指数（TSI），评价待测液的动态稳定性，TSI值越低，待测液稳定性越强[27]。由图3b可知，在扫描初期，中相微乳液粒子存在较强的布朗运动，TSI值呈显著上升趋势；随着时间的推移，布朗运动逐渐缓和至达到动态平衡状态，表现为TSI值增加速率减缓至保持不变[28]。配方6的TSI值最小，动态稳定性最强。

图3 不同配方中相微乳液的外观（a）和动态稳定性变化曲线（b）

2.2 下相微乳液的粒径和高温稳定性

2.2.1 粒径

表面活性剂的两亲性使其分布于油水界面降低界面张力，助表面活性剂的加入降低界面刚性，进一步降低油水界面张力，两者的协同效应有利于各组分间产生自乳化过程，促进形成纳米级“壳核结构”，从而形成下相微乳液。6种下相微乳液的形貌和粒径分布如图4所示，配方1—配方3的粒径分别为12，15，13 nm，配方4—配方6的粒径分别为6.5，10.0，7.5 nm。这是因为配方4—配方6中含有阳离子表面活性剂，其溶于水后发生电离，带电性头部对非离子表面活性剂亲水基具有极性吸引作用，碳氢链之间具有疏水缔合作用，实现阳离子-非离子表面活性剂的协同增效[29]，促进表面活性剂在油水界面的吸附，显著降低临界胶束浓度，促进胶束的形成，从而形成大量粒径更小的“壳核结构”。

图4 下相微乳液形貌和粒径分布

2.2.2 高温稳定性

采用直视法观察不同温度下 6种下相微乳液的澄清度，并利用浊度仪测定不同温度下微乳液的浊度，定量表征其高温稳定性。浊度越大，代表溶液澄清度越低。浊度变化越大，代表溶液的稳定性越差。图 5为不同配方下相微乳液在不同温度下静置 1周后澄清度变化情况，图 6为其浊度随温度的变化曲线。低于70 ℃时，配方1—配方3溶液澄清透明，浊度值较低。随着温度的升高，溶液逐渐由澄清变浑浊，浊度值随之急剧增大。分析认为，非离子表面活性剂MOA-9和MOA-15存在浊点，低温时，非离子表面活性剂通过分子中的醚氧原子和羟基氧原子与水分子形成氢键而溶于水[30]，溶液透明稳定，但随着温度不断升高，氢键断裂，表面活性剂从溶液中析出，体系从均相变为非均相，外观表现为浑浊。配方 3的浊度值始终高于配方2，这是因为3号白油的烷烃链长于正己烷的烷烃链，与非离子表面活性剂MOA-15的亲油基结合能力更强，进一步降低其水溶性，增加溶液浑浊程度。配方4—配方6随温度升高始终保持澄清透明状态，浊度值较低，基本不受温度影响，具有较强的高温稳定性。这是因为，阳离子表面活性剂在水溶液中发生电离，与非离子表面活性剂形成混合胶束，其疏水基碳链穿透并插入非离子表面活性剂胶束中，增大胶束外层电荷密度和静电排斥力，导致混合胶束不易聚集。同时，非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂之间亲水基的极性吸引作用和疏水基的疏水缔合作用抑制非离子表面活性剂高温析出，提高混合表面活性剂的浊点。因此，阳离子表面活性剂的加入显著增强微乳液耐温性。

图5 下相微乳液澄清度随温度变化

图6 下相微乳液浊度随温度变化曲线

2.3 微乳液静态性能

2.3.1 润湿反转实验

优选耐高温体系配方 4—配方 6研究微乳液静态性能。润湿性是评价岩心能否发生自发渗吸过程的关键，因此，有必要开展微乳液在不同浓度下的润湿反转实验，明确其润湿反转能力对渗吸过程的影响。图7表明硅油能够将水湿石英片改性为油湿，接触角为130°左右。通过在不同质量分数微乳液中浸泡，石英片接触角由 130°逐渐减小，这是因为石英片表面的润湿性与表面活性剂在固体表面的吸附有关[31]。石英片表面附着油膜，表面活性剂能够吸附在油湿性石英片表面，使润湿性由油湿变为水湿。随着微乳液质量分数的增大，更多表面活性剂吸附在石英片表面，润湿反转能力进一步增强，接触角逐渐减小。当质量分数达到0.3%时，表面活性剂在石英片表面的吸附量达到饱和状态，此时接触角最小，继续增大微乳液质量分数，接触角保持不变。因此，微乳液质量分数为0.3%时，润湿反转能力最强。对比不同配方微乳液，发现配方4的润湿反转能力最强，配方5次之，配方6最弱。原因是非离子表面活性剂MOA-9的润湿性能优于MOA-15，有极强的润湿反转能力。同时，3号白油的非极性基团碳数多于正己烷，作为油相时可以增加微乳液体系的亲油性，降低其润湿反转能力。

图7 石英片接触角随微乳液质量分数变化曲线

2.3.2 界面张力实验

界面张力在微乳液渗吸过程中发挥着重要作用。在水湿性油藏中，界面张力提供自发渗吸动力，促进原油变形，减弱贾敏效应和降低流动阻力，从而增强渗吸置换原油效果。微乳液与原油间界面张力与浓度有关[32]，因此，有必要开展不同浓度微乳液界面张力实验，明确微乳液的油水界面性质。

由图 8可知，不同质量分数下，微乳液与原油的动态界面张力随时间增加呈下降趋势，直至达到平衡界面张力，实现超低界面张力值（小于1×10-3mN/m）。由图 9可知，随着质量分数增加，平衡界面张力呈现出先急剧下降，到达最低点后略有增加，最后保持不变的趋势。总体上相同质量分数下配方 6平衡界面张力值较高，达到最低值时的质量分数较高。原因可能是原油的加入使表面活性剂在油水界面重新分配，低浓度下配方4和配方5的表面活性剂易吸附于油水界面，并快速达到饱和吸附状态，实现超低平衡界面张力。而配方 6以白油作为油相，白油碳氢链长于正己烷碳氢链，对表面活性剂亲油基有更强的吸引力，表面活性剂较难解吸附，因此低浓度下在油水界面的吸附量较少，降低平衡界面张力能力较差。

图8 不同质量分数微乳液-原油动态界面张力随时间变化曲线

图9 平衡界面张力随浓度变化曲线

2.4 静态渗吸驱油实验

为了研究微乳液应用潜力，综合考虑平衡界面张力和润湿反转能力，选择质量分数为0.3%的下相微乳液作为渗吸剂，利用 Amott渗吸瓶进行静态渗吸驱油实验，并作出渗吸采出程度与时间的关系曲线，如图10所示。随着自发渗吸时间增加，各体系渗吸采出程度先急速增大，然后缓慢上升直至达到最大值。其中，微乳液渗吸采出程度始终高于清水，分析认为，微乳液的超低界面张力和较强润湿反转能力显著提高了自发渗吸采出程度。配方6的渗吸采出程度最高（61%），其次为配方5和配方4，这是因为毛管压力是自发渗吸的动力，界面张力的大小决定毛管压力的强弱，界面张力过低，毛管压力较小，在自发渗吸过程中置换原油的动力不足，导致自发渗吸采出程度较低。同时，非离子表面活性剂MOA-15的亲水亲油平衡值（HLB）为 15～16，具有极强的增溶原油能力，增溶效果强于MOA-9。因此，在毛管压力和增溶能力两个因素的共同影响下配方4的采出程度明显低于配方5和配方6。此外，“壳核结构”粒径越小，越容易进入微纳米级孔喉，提高自发渗吸波及体积，促进自发渗吸采出程度的提高，表现为配方 6的渗吸采出程度最大。因此，以非离子表面活性剂MOA-15为主导、阳离子表面活性剂SS-2306与之复配增效、3号白油为油相内核的配方6体系（记为O-ME体系），以其超低界面张力、较强润湿反转能力、纳米级尺寸“壳核结构”（7.5 nm）和极强增溶能力，在致密岩心中实现最佳渗吸效果。

图10 静态渗吸采出程度变化曲线

2.5 动态渗吸吞吐排油实验

静态渗吸驱油实验明确了具有最佳渗吸效果的微乳液体系（O-ME体系），为更好地指导矿场试验，通过模拟储集层温度和压力条件，开展 O-ME体系的动态渗吸吞吐排油实验，为现场施工提供借鉴。实验结果如图11所示。在模型自身压力下，采出程度缓慢增加，当出口端压力为零时，出口端停止出油，吞吐过程结束。O-ME体系渗吸采出程度增长速度最快，采收率高达 55%，比 MOA-SS-2306体系的采收率高出 17个百分点。这是因为，相比MOA-SS-2306体系，O-ME体系独特的纳米级尺寸“壳核结构”，使其具有更低界面张力值和极强增溶原油能力，并显著降低表面活性剂的运移吸附损失[25]，解决了常规表面活性剂体系因浓度急剧下降造成的采收率低下问题。值得一提的是，在吞吐产出液中，MOA-SS-2306体系含有较多的水包油乳状液，而 O-ME体系含有较多的颗粒状油滴，因此，有必要进行分散、增溶原油实验，明确微乳液自发渗吸排油的内在机制。

图11 动态渗吸采出程度变化曲线

2.6 分散、增溶原油实验

2.6.1 分散原油实验

利用摇瓶法分别对O-ME和MOA-SS-2306体系开展原油接触实验，并用电子显微镜对摇瓶后的混合液进行观察。图12a和12b分别为MOA-SS-2306体系和O-ME体系与原油混合液在4倍镜下的形貌特征，可以明显观察到纯表面活性剂体系与原油发生乳化作用，形成的乳状液滴大小和分布都不均匀，且视野内存在较大区域的未乳化带，乳化效果较差；相反，微乳液体系与原油接触时，形成粒径较小且分布均匀的“小尺寸油”，打散原油聚集状态。为了对比分析，在 10倍镜下观察混合液的形貌特征，如图12c和12d所示。可以看出，MOA-SS-2306体系乳状液滴紧密分布，易碰撞团聚形成更大粒径的乳状液滴，粒径差异明显，平均粒径为45 μm。而微乳液形成“小尺寸油”，分布较分散，平均粒径仅为2 μm，远小于乳状液滴的粒径。因此，“小尺寸油”的存在显著降低原油渗流阻力，提高原油渗流能力，有利于原油产出[23,33]，这也是动态渗吸吞吐排油实验实现优异渗吸排油效果的原因之一。

2.6.2 增溶原油实验

除了打散原油聚集结构形成“小尺寸油”外，极强的原油增溶能力也是微乳液提高自发渗吸采收率的因素之一。图13为透射电子显微镜下O-ME体系的“壳核结构”在增溶原油前、后的粒径变化情况，增溶前粒径为7.5 nm，增溶后粒径增长至40 nm，粒径增长系数高达430%。因此，O-ME体系具有极强增溶原油能力，能够提高自发渗吸采收率。

图13 O-ME体系增溶原油前、后粒径变化

2.7 渗吸机理

基于耐高温微乳液体系优选实验、静态性能评价实验和动态渗吸吞吐排油实验，提出 O-ME微乳液体系提高采收率的自发渗吸机理。

①润湿反转能力提供自发渗吸前提条件，超低界面张力显著降低原油黏附功，提高驱油效率。岩心表面偏亲油性，原油在运移过程中需要克服其在岩石表面吸附造成的运移阻力，黏附功可以表征这种阻力，因此，降低原油与岩心表面黏附功，能够改善渗吸置换原油效果[34]。黏附功与界面张力、润湿角的关系如（3）式所示。基于润湿反转实验和界面张力实验，O-ME体系具有良好润湿反转能力，将岩石表面润湿性反转为水湿状态，油湿接触角由锐角转变为钝角。同时，微乳液和原油之间形成超低界面张力，将原油黏附功降低至 1×10-5～1×10-4J/m2数量级。低黏附功有利于剥离岩石表面原油，促进原油变形运移，提高驱油效率（见图14）。

图14 微乳液降低原油与岩石表面黏附功示意图

②纳米级尺寸（7.5 nm）“核壳结构”极易进入微纳米级孔喉，提高波及效率。基于粒径分析实验，制备的 O-ME体系为水包油型微乳液，溶液内分布粒径为 7.5 nm的“壳核结构”。基于静态渗吸驱油实验，O-ME体系自发渗吸采收率最高。因此，“壳核结构”越小，越易进入微纳米级孔喉（见图15），并发挥优异的渗透、扩散和运移能力，扩大渗吸波及体积，提高渗吸采收率[29]。

图15 微乳液“壳核结构”进入微纳米级孔喉示意图

③打碎、分散原油形成“小尺寸油”，并对原油进行增溶，提高微纳米孔喉的原油渗流能力和驱油效率。基于动态渗吸吞吐排油实验和分散、增溶原油实验，O-ME体系打散原油结构，形成“小尺寸油”，并具有极强的增溶原油能力（见图16）。O-ME体系接触原油后水相外壳破裂，体系内油核与原油产生较强的分子吸引作用，破坏微乳液“水包油”状态，使原油和油核重新结合。由于两种油相之间“相似相溶”，能够减弱甚至消除原油组分之间的分子缔合效应，从而“打散”原油结构形成“小尺寸油”[23]。O-ME体系“小尺寸油”粒径（2 μm）为MOA-SS-2306体系形成的水包油乳状液粒径的 1/20，在运移过程中不易发生聚集和重新缔合，极大减弱贾敏效应，减少驱替过程的流动阻力，显著提高原油的运移速度和渗流能力。表面活性剂和助表面活性剂重新分配并吸附在混合油相表面，对混合油相进行增溶，从而渗吸置换出更多原油，提高驱油效率。静态渗吸驱油实验也证实微乳液的增溶能力越强，渗吸采收率越高。

图16 O-ME体系的分散、增溶原油过程

3 矿场应用

胜利油田YBD43-X506井于2017年8月投产，储集层为古近系沙河街组沙四段。2017年8月14日监测得到的油藏数据为：埋深2 254.4～2 297.0 m，孔隙度为7.41%～11.25%，平均渗透率为 6.5×10-3μm2，油藏温度 106 ℃，原油密度为 0.920 4 g/cm3，黏度为70.231 mPa·s。YBD43-X506井处于封闭断块，油层封闭性好，储集层偏油湿，与附近的注水井在地层上连通性差，地层能量低，物性差，单井控制储量大。注水操作不见效，导致累计产量低，采出程度仅1.3%。综合上轮次注水量、油层厚度和连通关系，采取微破裂吞吐方式增产，脉冲式间歇泵入，日注 12 h，夜停12 h。注入程序如表2所示。注入结束后，焖井60 d后放喷并下泵生产。

表2 胜利油田YBD43-X506井微破裂吞吐施工程序

图17表明，YBD43-X506井微破裂吞吐操作前，日产液1.4 t，日产油1.0 t，含水率36.4%。于2021年5月30日注入O-ME体系进行微破裂吞吐施工，焖井60 d后，于2021年7月29日放喷生产。2021年11月初，该井日产液5.0 t，日产油2.7 t，平均含水率46%。目前该井仍持续受效，截至2022年6月15日，日产液2.6 t，日产油2.2 t，含水率13.6%。微乳液由于具有超低界面张力，注入压力相对较低，因此注入量明显增加。YBD43-X506井处于封闭断块，与周围注水井的连通性较差，使注入的能量不易外溢。注入后进行焖井操作，微乳液在此阶段充分发挥润湿反转能力，改善岩石表面润湿性，剥离岩石表面原油，促进自发渗吸进入水驱未波及区域，在置换排油过程中不断分散并增溶原油，提高原油渗流能力，显著提高驱油效率和波及体积，从而有效提高自发渗吸采收率，实现特低渗—致密储集层的高效开发利用。

图17 胜利油田YBD43-X506井生产数据曲线

4 结论

O-ME体系是以3号白油作为油相内核、阳离子表面活性剂SS-2306复配非离子表面活性剂MOA-15作为亲水外壳的下相微乳液体系，具有纳米级尺寸（7.5 nm）“壳核结构”、高温稳定性、超低界面张力、较强润湿反转能力和优异分散增溶原油能力，自发渗吸效果显著。

O-ME体系的自发渗吸机理主要包括：①超低界面张力和较强润湿反转能力降低原油黏附功，促进原油剥离和变形，提高渗吸驱油效率；②自乳化形成的“壳核结构”粒径极小，极易进入微纳米级孔喉，扩大渗吸波及范围；③分散、增溶原油能力较强，能够“打散”原油缔合结构形成“小尺寸油”，同时增溶原油，提高原油的渗流能力和驱油效率。

在胜利油田YBD43-X506井进行0.3% O-ME体系的微破裂吞吐矿场试验，开井生产后该井持续受效，日产液从1.4 t增至5.0 t，日产油从1.0 t增至2.7 t，经济效益明显。

符号注释：

d1——微乳液原始粒径，nm；d2——微乳液对原油增溶后的粒径，nm；ro(t)——t时刻的渗吸采出程度，%；S*——粒径增长系数，%；t——渗吸时间，h；Vo(t)——t时刻的累计渗吸排油体积，mL；W——黏附功，J/m2；Δm——饱和原油前、后岩心质量差，g；θ——油湿接触角，（°）；θ1，θ2——油湿接触角，（°）；ρ——原油密度，g/mL；σ——界面张力，N/m。