3.2不同因素对解封过程影响特征

3.2.1裂缝内压力

裂缝内压力对基质孔隙中气驱排水速率和解封效率（气驱排水的驱替效率）等有重要影响，不同裂缝压力（回压）下微观孔隙中气驱排水动态过程和解封效率随时间变化如图6所示。从图中可以看出，注入气体首先沿大孔隙推进，由于气体黏度相对较低，所以气体指进现象明显。不同裂缝压力下气驱排水前缘推进速度存在较大差异，裂缝压力越低，气体推进速度越快，前缘突进现象越明显，限制了气体的微观波及效率，导致解封效率降低。这是由于裂缝压力升高能够引起基质体系中孔隙压力的升高，导致基质孔隙里面的水受高孔隙压力影响会提高其动用程度，从而改善了其流动性；同时，基质孔隙中水的饱和度越高，需要更高的裂缝压力才能动用，因此气体解封效率越高。另外，孔隙中平均压力越高，气体黏度和密度越大，气水流度比越低，气驱水过程活塞式效应更强，所以表现出气体突破压差更大，解封突破时间更长，解封效率更高。

图6不同裂缝压力下解封过程的流体微观分布与解封效率变化图

3.2.2润湿反转剂浓度

润湿反转剂能够改善孔隙表面润湿性和降低气水界面张力，且不同浓度的润湿反转剂作用后，孔隙表面的润湿角和气水界面张力会发生变化，影响解封过程中的流体微观分布和解封效率。建立润湿反转剂浓度分别为0、0.001 5%、0.003 0%和0.010 0%的模型，且不同润湿反转剂浓度下的界面张力和润湿角参数根据界面性质测试实验结果设置，研究不同浓度润湿反转剂对流体微观分布演化特征和解封效率的影响（图7）。从图中可以看出，随着润湿反转剂浓度从0增加到0.010 0%，气驱水波及范围和出口端见气时间均呈现先降低后增加的趋势，最终解封效率也呈现出逐渐降低的趋势，0.003 0%时与0.010 0%时接近，二者解封实验获得的解封压差也较为接近。由于随着润湿反转剂浓度的增加，孔隙壁面润湿性和气水界面张力同时变化，表明不同润湿反转剂浓度下呈现出的变化规律并非单调变化，因此分别设计了界面张力相同润湿角不同和润湿角相同界面张力不同的概念模型，厘清两个因素对解封特征参数的影响规律。

图7不同润湿反转剂浓度下解封过程的流体微观分布与解封效率变化图

3.2.3润湿性

孔隙表面润湿性对注气解封过程及流体微观分布具有较大影响。建立120°、90°和60°等3种不同润湿角的模型分别代表润湿反转剂作用后疏水、中性润湿和亲水的情形，研究不同润湿性条件下流体微观分布演化特征和解封效率差异性（图8）。从图中可以看出，孔隙壁面亲水条件下，注入气体沿着阻力小的大孔喉快速窜流，出口端见气较早，说明孔隙壁面亲水有助于水封气藏的快速解封；但解封过程中气体很难进入小孔喉区域内，这是由于亲水孔隙中的毛细管力对气驱流动产生较强的抑制作用，且微观窜流通道内孔隙表面形成水膜，导致气体微观波及效率降低，局部区域仍具有较高的含水饱和度，解封效率较低。孔隙壁面疏水条件下，毛细管力是气驱水的动力，缓解了毛细管指进引起的水相快速突破，一定程度地促进了注气解封驱替前缘的均匀发展，导致气体微观波及效率升高，因此，疏水孔隙的解封过程气体突破较慢，但解封效率较高。而孔隙壁面中性润湿条件下，解封过程的突破时间和解封效率介于前两者之间。因此，随着润湿反转剂浓度的增加，润湿反转剂能够将孔隙表面润湿性由亲水转化为疏水，对解封过程产生一定的抑制作用，但能够大幅提高解封效率。

图8不同润湿角下解封效率变化图

3.2.4气水界面张力

气水界面张力对注气解封过程及流体微观分布具有较大影响。建立70 mN/m、40 mN/m和20 mN/m等3种不同的气水界面张力的模型，分别代表润湿反转剂作用后的气水界面张力变化情况，研究不同气水界面张力条件下流体微观分布演化特征和解封效率差异性（图9）。从图中可以看出，随着气水界面张力的降低，毛细管力减小，大幅降低注气解封过程流体流动阻力，促进了气相优势通道的快速形成，说明气水界面张力的降低有助于减小解封压力，实现水封气藏的快速解封；但同时气水界面张力的降低，会导致气体微观波及效率降低，部分区域仍具有较高的含水饱和度，解封效率略微降低。因此，随着润湿反转剂浓度的增加，润湿反转剂能够降低气水界面张力，对解封过程产生明显的促进作用，但解封效率会略微降低。

图9不同气水界面张力下解封效率变化图

综上所述，润湿反转剂能够改善孔隙表面润湿性和降低气水界面张力，随着润湿反转剂浓度的增加，孔隙壁面润湿性由亲水性转化为疏水性，对指进现象有明显的抑制作用，扩大了气体的波及系数，能够大幅提高解封效率；同时气水界面张力降低，对指进现象产生一定的促进作用，小幅降低气体的波及系数，解封效率略微降低。因此，随着润湿反转剂浓度的增加，由于表面润湿性和气水界面张力的共同作用，解封压差呈现先增加后降低的趋势，而解封效率呈现先降低后上升的趋势。

4结论

通过裂缝性水封气藏解封压差测试实验和微观排水孔隙尺度模拟，明确了储层渗透率、润湿性、水封程度和裂缝压力等因素对解封压差和微观气驱排水过程的影响规律，建立了裂缝性水封气藏解封压差预测模型，揭示了解封过程中流体微观分布变化规律及微观排水特征，取得以下主要创新性认识：

1）解封压差是评价裂缝性水封气藏解封难易程度的重要指标，储层渗透率、水封程度和裂缝压力是影响解封压差的关键因素。在低渗透率储层中，水封段塞的存在会对气体流动产生较大阻力，增加气体突破的难度，导致水封伤害程度增大和注气解封压差较大；随着水封程度增加，流动阻力增大，使解封压差呈现增加趋势；当裂缝压力增加时，裂缝性水封气藏解封压差相应增大；在此基础上，建立了水封气解封压差预测模型，能够较好地预测裂缝性水封气藏解封压差。

2）解封压差也受到储层润湿性和气水界面张力的影响。可以通过润湿反转剂作用改善多孔介质壁面的润湿性，降低气水界面张力，促进气体在多孔介质中的流动，气相更易穿透水相，出口端将提前见气，从而降低解封压差；基质的渗透率越高，润湿反转剂更容易进入孔隙吼道并改善壁面性质，解封压差的降低幅度更显著；但随着润湿反转剂浓度的增加，由于孔隙表面润湿性和气水界面张力的共同作用，解封压差呈现先增加后降低的现象。

3）解封效率是评价裂缝性水封气藏解封效果的重要指标，且不同因素对解封压差和解封效率的影响机理存在差异。当裂缝压力增加时，气体微观波及效率提高，解封效率增加；随着润湿反转剂浓度的增加，解封效率呈现先降低后略微上升的变化趋势；孔隙壁面润湿性由亲水性转化为疏水性，对指进现象有明显的抑制作用，扩大了气体的波及系数，能够大幅提高解封效率；同时气水界面张力降低，对指进现象产生一定的促进作用，解封效率略微降低。