2.2 CO2乳液巖心封堵實(shí)驗結果

2.2.1 CO2乳液?jiǎn)螏r心封堵實(shí)驗結果

(1)溫度的影響。AOT水溶液可以與CO2形成穩定的CO2乳液，在室內條件下完成了實(shí)驗1#～4#(表1)，實(shí)驗結果如圖8所示。由圖8可知，溫度對AOT穩定的CO2乳液有一定的影響，隨著(zhù)溫度的增加，驅替壓差降低，乳液驅替過(guò)程中的阻力因子有所降低，殘余阻力因子也隨之降低。尤其當溫度由20℃升高至80℃時(shí)，CO2乳液驅替過(guò)程中的阻力因子由154降至124，降低幅度為19.5%;殘余阻力因子由91降至40，降低幅度為55.1%。這是因為CO2乳液在巖心中停留過(guò)程中會(huì )向地層內流體擴散，AOT也會(huì )被地層流體稀釋?zhuān)瑢е職堄嘧枇σ蜃酉鄬τ谧枇σ蜃酉陆?。之所以殘余阻力因子的降低幅度大于阻力因子，這是由于高溫下的CO2乳液界面黏彈性較低，相對于低溫下的CO2乳液更容易擴散，不利于CO2乳液的存在及穩定。

由圖8可知，溫度不僅影響CO2乳液的封堵壓差，也對最高壓差的出現時(shí)刻有所影響。主要因為低溫下的CO2乳液密度更高，相同氣液比情況下CO2乳液內含的CO2量更多，向儲層內流體的擴散效果更弱，同時(shí)有更高的界面黏彈性和更大的機械強度，在巖心驅替過(guò)程中可以更好地封堵地層，乳液也更早實(shí)現高強度封堵。

圖8 1#～4#實(shí)驗組結果

(2)壓力的影響。通過(guò)AOT與CO2的界面特性的研究發(fā)現，壓力是影響CO2乳液界面黏彈性的重要因素。因此進(jìn)行了實(shí)驗5#～10#，研究在巖心驅替過(guò)程中不同壓力條件下CO2乳液的封堵能力，實(shí)驗結果如圖9所示。

圖9 5#～10#實(shí)驗組結果

從圖9可以看出，隨著(zhù)壓力的升高，阻力因子和殘余阻力因子均逐漸增強，說(shuō)明形成的乳液性質(zhì)大幅提高，之后隨壓力的升高增幅變小。這是由于隨著(zhù)壓力的升高，CO2乳液界面黏彈性增加，乳液穩定性增強，乳液的強度及抗沖刷能力提高，且CO2密度也隨著(zhù)壓力的升高而增大，因此乳液的表觀(guān)黏度增加較為明顯，從而提高了乳液的封堵能力。

從圖9可以看出，壓力由4 MPa升至8 MPa過(guò)程中，阻力因子有大幅增加，此過(guò)程中CO2由非超臨界狀態(tài)轉變?yōu)槌R界狀態(tài)，結合CO2乳液界面黏彈性分析，說(shuō)明高壓有利于CO2乳液的封堵，超臨界CO2乳液的封堵效果優(yōu)于非超臨界CO2乳液，壓力的升高使巖心封堵過(guò)程中的最高壓差提前出現。

2.2.2 CO2乳液雙巖心調剖封堵實(shí)驗結果

為進(jìn)一步研究溫度及壓力對乳液體系并聯(lián)巖心封堵性能的影響，分別進(jìn)行了4組實(shí)驗(表2)。

相比于高滲巖心，低滲巖心中由于毛管力較大，使得CO2乳液液滴與液膜之間的壓差大，導致CO2乳液易發(fā)生破裂而形成氣竄，減弱了CO2乳液的封堵性能，從而降低了流動(dòng)阻力，同時(shí)乳液更傾向于進(jìn)入高滲巖心，在巖心滲流過(guò)程中疊加的賈敏效應會(huì )使高滲巖心的滲流阻力不斷增加，直至大于低滲巖心的滲流阻力，依據這一機制CO2乳液能夠實(shí)現分流作用。

CO2乳液的強度越高、界面黏彈性越好，其分流效果也會(huì )越明顯。從圖10(a)可以看出，在注入CO2乳液過(guò)程中，高滲巖心出口端產(chǎn)液量逐漸降低，低滲巖心出口端產(chǎn)液量逐漸增加，但是增加幅度很小，低滲最高分流量約為1.3 mL/min，這說(shuō)明該實(shí)驗條件下CO2乳液能夠起到一定的分流作用，但是分流效果較差。對比圖10(a)、(b)、(c)，相同溫度下，隨著(zhù)壓力的升高，CO2乳液的調剖分流效果越來(lái)越明顯，低滲巖心的分流量從1.3 mL/min升至2.3 mL/min，說(shuō)明壓力的升高有利于CO2乳液的調剖分流，可應用于深井和超深井等高壓條件的CO2乳液調剖分流。

對比圖10(c)、(d)，當溫度為20℃時(shí)，高滲巖心與低滲巖心出口端產(chǎn)液量基本持平;溫度升高至60℃后，低滲巖心的分流量從2.5 mL/min降至2.2 mL/min，說(shuō)明溫度也是影響CO2乳液調剖分流效果的主要因素，應用CO2乳液的調剖分流時(shí)應考慮不同井深的溫度場(chǎng)對CO2乳液穩定性和有效期的影響。

圖10并聯(lián)巖心實(shí)驗組結果

3結論

(1)隨著(zhù)壓力的增大，CO2-AOT體系的界面張力降低，擴張模量和界面黏彈性增大，液膜強度增大，壓力增大到一定程度時(shí)，體系的界面張力降低的幅度和擴張模量增加速率變緩;隨著(zhù)溫度的升高，體系的界面張力增加，擴張模量和界面黏彈性降低，液膜強度減小。

(2)溫度對AOT穩定的CO2乳液有一定的影響，隨著(zhù)溫度的增加，驅替壓差降低，乳液驅替過(guò)程中的阻力因子有所降低，殘余阻力因子也隨之降低;低溫下的CO2乳液向儲層內流體的擴散效果更弱，擁有更高的界面黏彈性和更大的機械強度，在巖心驅替過(guò)程中可以更好地封堵地層，也更早實(shí)現高強度封堵。

(3)隨著(zhù)壓力的升高，阻力因子和殘余阻力因子均逐漸增加，在壓力由4 MPa升至8 MPa過(guò)程中，阻力因子大幅增加，壓力的升高使巖心封堵過(guò)程中的最高壓差提前出現。

(4)高壓低溫條件下CO2乳液的界面張力低、強度高、界面黏彈性好，其分流調剖效果也越明顯。溫度和壓力均影響CO2乳液調剖分流效果。