基本介紹

液阻效應(yīng)是一種阻力效應(yīng)，是指油中氣泡或者水中的油滴由于界面張力而力圖保持成球形。當(dāng)這些氣泡或者油滴通過細(xì)小的孔隙喉道時，必須拉長并改變自己的形狀，這種變形將消耗一部分能量，從而減緩了運動，增加了額外的阻力即稱液阻效應(yīng)。

液滴運移到在孔隙儲層中的狹小喉處時，會發(fā)生變性，它的前端的曲率半徑會變小，它的前端的曲率半徑變得小于后端的曲率。液滴前后端曲率半徑的差別，使液滴兩端的毛細(xì)管壓力出現(xiàn)不平衡(圖1)，這個壓差可用下式表示：

式中

圖1 圖1 液滴在狹小孔喉變性示意圖

這時液滴要通過這個孔喉，就必須克服前后端壓差

毛細(xì)管效應(yīng)和賈敏效應(yīng)都與孔喉半徑、油水界面張力

主要影響

在兩相滲流過程中，若一相以液滴分散在另一相中運動時，當(dāng)液滴受到壓力后變形或當(dāng)液滴在變直徑孔道中運動都會產(chǎn)生附加毛細(xì)管阻力。這種現(xiàn)象即稱為

賈敏效應(yīng)

水鎖現(xiàn)象

圖2油滴在親水巖石中運移示意圖(Berg，1975)

賈敏效應(yīng)與巖石滲透率有明顯關(guān)系，滲透率越低，水驅(qū)油和油驅(qū)水入口壓力比越大，賈敏效應(yīng)越突出。

在低滲透油田注水開發(fā)過程中，隨著油井含水上升，含油飽和度逐漸降低，大量分散油珠產(chǎn)生的賈敏效應(yīng)會給水驅(qū)油造成很大阻力。由于啟動壓力梯度的存在，低滲透油田注水壓力本來就高，水驅(qū)油速度十分緩慢，再加上附加的毛細(xì)管阻力，油井產(chǎn)量將會更低。賈敏效應(yīng)的存在不但阻止了部分油滴的運移，而且又“鎖死”了已形成的水驅(qū)油通道，這也是造成注水井壓力升高、注水效果不佳以及產(chǎn)量下降的主要原因之一。因此，消除或降低賈敏效應(yīng)對低滲透油田開發(fā)的影響，是二次采油研究應(yīng)當(dāng)考慮的問題。

此外，如果原始地層壓力與原油飽和壓力差值小，隨地層壓力下降，溶解氣會從原油中解析出來，成塊、成團分布的氣相會形成“氣鎖”傷害，進一步降低油相滲透率。

通過水驅(qū)油試驗，也發(fā)現(xiàn)油滴在運動過程中經(jīng)過細(xì)小喉道時會發(fā)生卡斷現(xiàn)象，即在一定壓差下，大油滴經(jīng)過細(xì)小喉道會分散成小油滴，這些小油滴運動到大孔道時，由于流速減小，又可能聚集成大油滴。這種情況的發(fā)生主要是因為孔喉半徑的變化引起毛管阻力的急劇變化所致。

如何克服

通過大量IPN凝膠作用于多孔介質(zhì)中的物理模擬實驗證明，IPN凝膠顆粒注入后，首先在大孔道中流動，后續(xù)的注入水不能進入被IPN凝膠占據(jù)的孔隙空間，注入水被迫改向流入前期未被波及的孔道。隨著注入水的繼續(xù)進行，水流攜帶部分IPN凝膠向前運移，這種運移的凝膠在遇到較小的孔道時再次停留，繼續(xù)改變水流方向，從而進一步改善注入水的波及效率。

對實驗結(jié)果進一步分析歸納得出IPN凝膠調(diào)驅(qū)的主要作用機理有如下幾種：注入過程中優(yōu)先進入高滲透層，提高低滲透層的吸水能力；選擇性進入大孔道，使深部液流轉(zhuǎn)向；克服賈敏效應(yīng)，排出油包氣鎖住的油；利用黏彈性運動驅(qū)油等。

油田采油過程中總有一些天然氣伴隨著油產(chǎn)出，這些氣在地層條件下多以氣頂氣、溶解氣和油包氣的形式存在。實驗中飽和模擬地層水實際是一個水驅(qū)氣的過程，此過程后總有少量氣體沒被水驅(qū)走，而在后續(xù)驅(qū)替過程中形成油包氣。油包氣可以鎖定大小孔喉的油，但同時在一定條件下也可以協(xié)助驅(qū)油。這是因為氣體具有可變形性和可壓縮性，氣泡在運移時的體積是隨著周圍的壓力變化而變化的。在高壓下，氣泡縮小，被擠入孔喉內(nèi)，而孔隙中的壓力稍低于外面流體驅(qū)替的壓力，因此氣泡在孔隙中體積膨脹，嚴(yán)嚴(yán)實實地堵在孔喉里面，封鎖住孔隙中的油，形成油包氣鎖油。IPN凝膠顆粒驅(qū)替時，驅(qū)替壓力較高，IPN凝膠顆粒自身體積較大，不易進入門檻壓力較高的小孔道，但IPN凝膠顆?？梢酝ㄟ^驅(qū)替周圍的水，利用低黏度的水去突破氣鎖孔隙中的油?？紫吨械挠捅恢饾u排出后，內(nèi)部壓力降低，氣泡體積進一步膨脹。同時，氣泡膨脹的過程也迫使孔隙中的油流出孔喉，直到氣泡占據(jù)整個孔隙體積，將油完全排出。