SiO2纳米基CO2泡沫驱效果影响因素分析

王振，郭洋，李付玉，胡丰旭

[1. 陕西延长石油(集团)油气勘探公司，陕西延安 716000；2. 西安油大石油技术有限公司，陕西西安 710000；3. 北京百利时能源技术股份有限公司, 北京 100102]

CO2驱提高采收率技术已经发展成为一种较实用的提升油井产量的技术[1-2]。CO2驱可以有效提高洗油效率，但随着适用油藏条件越来越苛刻，波及系数低、黏性指进严重、受重力影响大以及油藏的非均质性等多种因素均制约着CO2驱提高采收率技术的应用与发展[3-5]。用CO2泡沫代替CO2气体提高采收率可以显著降低驱替相流度，进而改善驱替介质波及系数[6]。向CO2泡沫中加入表面活性剂时，表面活性剂可以通过吸附在气液两相界面的方式降低界面张力，提升泡沫稳定性[7-9]，而Worthen等[10]认为由于表面活性剂对应于单位体积CO2的极化率较低，进而导致大量表面活性剂仅溶于水相，只有少量吸附于气液两相界面，造成泡沫稳定性下降。刘合等[11]和李兆敏等[12]通过水滴试验对比了SiO2纳米微粒与表面活性剂在改善泡沫稳定方面的性能，结果表明加入SiO2纳米微粒的溶液水滴24 h内较少发生合并，而加入表面活性剂的溶液水滴则在3～4 h时就会发生合并。纳米化学剂颗粒尺寸小、比表面积大，纳米颗粒表面活性原子数、表面自由能和界面张力随粒径下降急剧增大，使其在流变性、润湿性、表面效应及微粒运移等方面表现出异于其他化学剂的特性，将其用于提高CO2泡沫稳定性一直是提高采收率技术领域研究的热点之一。在常温常压条件下，纳米微粒在气液两相的吸附能为4.27×1019J，是表面活性剂的100倍，在较大的吸附能作用下CO2泡沫可以自发通过泡沫聚并和奥斯特瓦尔德熟化等机理提升体系稳定性[13]。……