表面活性剂对煤岩润湿性及相对渗透率的影响.pdfVIP

长江大学学报 (自科版) 2015年1月 第l2卷 第2期 (石油中旬刊) JournalofYangtzeUniversity (NaturalScienceEdition) Jan．2015．Vo1．12No．2 ·79 · [引著格式]汪伟英，田中兰，杨林江，等．表面活性剂对煤岩润湿性及相对渗透率的影响 [J]．长江大学学报 (自科版)，2015，12 (2)：79～82． 表面活性剂对煤岩润湿性及相对渗透率的影响 汪伟英 (油气资源与勘探技术教育部重点实验室 (长江大学)，湖北 武汉 430100) 田中兰 (中国石油集团钻井工程技术研究院 ，北京 100195) 杨林江 (油气资源与勘探技术教育部重点实验室 (长江大学)，湖北 武汉 430100) 杨恒林 (中国石油集团钻井工程技术研究院 ，北京 100195) 欧阳云丽 ，张承洲 (油气资源与勘探技术教育部重点实验室 (长江大学)，湖北武汉430100) [摘要]采用煤粉 自吸法，分别研究了阴离子表面活性剂——石油磺酸盐和 阳离子表面活性剂—— 十六烷 基三甲基澳化铵与煤岩接触后，对煤岩表面润湿性的影响。通过稳定法测定 了煤岩 吸附活性剂和气一液界 面张力改变对煤层气储层气一液两相相对渗透率 曲线 的影响。试验结果表 明，煤岩表面润湿性呈弱亲水 性，在吸附阴离子表面活性剂后煤岩亲水性增强，气相相对渗透率下降，液相相对渗透率升高。阳离子 表面活性剂对润湿性改变作用较小，气液界面张力降低后，气相相对渗透率升高，有利于煤层气产 出。 [关键词]入井液；煤岩；煤层气；气一液相对渗透率；表面活性剂 [中图分类号]TE357．469 [文献标志码]A [文章编号]1673—1409 (2015)02—0079—04 在煤层气开采过程中，为了加强返排效果，对很多进入到煤层中的液体都加入了表面活性剂 ，如钻 井液 、压裂液 、洗井液等 。这些人井液进入储层后，其中的表面活性剂很可能在煤岩表面吸附，使得其 表面性质发生变化 ，同时对相对渗透率产生影响。关于表面活性剂改变润湿性的研究，有学者认为表面 活性剂的吸附使得煤岩表面亲水性增强 ，这些研究主要针对冲洗近井地带煤粉的洗井液 ，但对润湿性改 变影响相对渗透率的研究 目前报道较少 。通过室内试验研究了不 同类型活性剂对表面润湿性 以及气一液 相对渗透率的影响，为煤层气开采过程中的活性剂选择，以及储层伤害机理判断提供科学依据。 1 活性剂对煤岩表面润湿性的影响 采用山西沁水盆地郑庄 3煤 ，研究人井液中表面活性剂对煤岩润湿性 的影响，活性剂种类有阴离 子表面活性剂和阳离子表面活性剂。煤岩润湿性改变通过测定煤粉接触不同活性剂水溶液后的 自吸水速 度来判断。 1．1 试验方法 评价煤岩润湿性的参数主要有 一电位、表面张力 、润湿速度 、润湿动力、接触角、润湿热等参数 ， 以及将这些参数与煤含氧官能团进行关联评价煤的润湿性口 ]。试验采用煤炭行业常用的煤粉 自吸水法 测定煤岩的润湿性。试验前将煤磨成煤粉过 100目筛备用，然后根据研究矿区煤层水的离子含量配制盐 水溶液 。测量时将一定量的煤粉装入标有刻度的玻璃管 (内径 8mm)并振实压紧，管的底端部固定上 滤纸 ，以防止粉末落入溶液中。测量时玻璃管保持垂直于液面，当固液相开始接触时即开始计时，记录 不同时间溶液润湿煤粉的高度 (或长度)，相同时间内，煤粉润湿的高度 (或长度)值越大，该煤粉 的 亲水性越强。 [收稿 日期]2014一l1一o6 [基金项目]国家科技重大专项 (2Ol1ZX05036一OO1)。 [作者简介]汪伟英 (1959一)，女，教授，现主要从事采油工程和油层物理的教学和科研工作；E—mail：wwy59@163．com。 · 8O · 石油 中旬刊*石油天然气工程 2015年 1月 1．2 试验结果及讨论 对郑庄 3 煤进行了煤粉 自吸速度测定试验 ，并与砂岩粉 自吸速度进行 了对 比。试验结果见表 1。 可以看 出，试验所测的所有煤粉柱中都有水 自吸上升的高度 。这一结果说明，煤岩具有一定的亲水性 ， 但与砂岩的亲水性相比要弱很多。水在煤粉柱中上升的动力是毛细管压力 ，假设所有测定的煤粉柱具有 相同的孔隙半径 ，在煤岩亲水的条件下毛管力的方 向与水上升的方 向一致。由此