69 / 2025-11-24 10:13:11

超临界CO₂焖井处理–氮气驱替协同解除致密砂岩水锁的全过程实验评价

关键词:致密砂岩储层；水锁效应；超临界CO₂焖井；N₂驱替；孔喉结构改造；NMR/Micro-CT表征

致密砂岩储层因微–纳米级孔喉中强毛管束缚作用而极易形成水锁，从而严重限制天然气在孔隙体系中的运移。本研究构建了一套覆盖“水相侵入—水体滞留—气体驱替—超临界CO₂（SC-CO₂）焖井处理”全过程的综合实验体系，通过真空加压饱水、压力可控的N₂驱替以及SC-CO₂焖井浸泡等实验手段，结合NMR、Micro-CT及铸体薄片等多尺度表征技术，对水锁形成演化及解锁机制进行了系统量化。结果表明，水相侵入呈现典型的“三阶段”行为，其中初始的快速吸水阶段（约1–5min）对水锁伤害贡献最大。常规N₂驱替仅能有效动用孔径大于约300nm的可动水，对微细孔喉中毛管束缚水基本无效，驱替效率普遍低于40%。相比之下，SC-CO₂焖井可通过矿物弱酸溶蚀、润湿性改变及微纳孔喉尺度拓宽等作用显著改善孔喉结构，提高孔隙连通性并降低毛管阻力。经SC-CO₂预处理后，N₂驱替效率可提升至50–70%，有效孔隙度增幅约10–20%，表现出显著的协同增效特征。研究结果表明，SC-CO₂–N₂联合工艺在致密砂岩水锁解除方面具有明显优势，为提升致密气藏动用程度与推进CO₂参与的绿色开发提供了可行路径。