空氣泡沫驅(qū)動高溫高鹽油藏

□ 孫世高

向儲層同時注空氣和泡沫能發(fā)揮空氣和泡沫復(fù)合驅(qū)的技術(shù)優(yōu)勢，比較適用于中高滲、高含水、非均質(zhì)嚴(yán)重的油藏提高采收率。

□ 中原油田采油三廠工作人員正往罐中添加表面活性劑，確保明15塊油田先導(dǎo)復(fù)合試驗增油見成效。趙奕松 攝

6月17日下午，中原油田采油三廠明19號空氣泡沫驅(qū)注入站內(nèi)一片繁忙。該廠工藝研究所調(diào)剖室主任吝擁軍正在仔細(xì)查看明15塊明486井空氣和發(fā)泡液的注入量、注入壓力等工藝參數(shù)?！白⑷刖?86井只對應(yīng)明408井一口油井。明408井2009年底見效，初期日增油5.1噸，目前已累計增油5120噸?！绷邠碥娬f。

2007年5月至今，中原油田在高溫高鹽油藏開展空氣泡沫驅(qū)礦場試驗，先后注入1322.5萬立方米空氣和8.7萬立方米發(fā)泡液，累計增油3.55萬噸，采收率提高5～9個百分點(diǎn)。其中，胡12塊空氣泡沫調(diào)驅(qū)采收率提高5.52個百分點(diǎn)，明15塊空氣泡沫驅(qū)采收率提高8.84個百分點(diǎn)。

空氣泡沫驅(qū)落戶中原

中原油田開發(fā)30余年來，部分油藏的采收率已接近或超過油藏標(biāo)定的采收率目標(biāo)。在這種情況下，如何進(jìn)一步提高原油采收率、實現(xiàn)東濮老區(qū)產(chǎn)量硬穩(wěn)定，成為科技人員的攻關(guān)方向。

中原油田油層埋藏深，儲層變化大，油層溫度和地層水礦化度較高，特別是鈣鎂離子含量高。在這樣苛刻的條件下，利用化學(xué)驅(qū)大幅提高采收率舉步維艱?？蒲腥藛T調(diào)研認(rèn)為，東濮老區(qū)三次采油技術(shù)的突破點(diǎn)在氣驅(qū)技術(shù)領(lǐng)域，比如二氧化碳驅(qū)、氮?dú)怛?qū)、天然氣驅(qū)、空氣驅(qū)等。

“經(jīng)過多輪次分析論證，我們還是選擇了氣源易得的空氣作為三次采油的注入驅(qū)替氣體?！敝性吞锊捎凸こ碳夹g(shù)研究院中高滲油藏研究所高海濤說。

雖然空氣驅(qū)具有氣源豐富、來源廣、成本廉價等優(yōu)點(diǎn)，但對大多中高滲夾層、無傾角水平地層來說，由于氣竄和黏性指進(jìn)，單純注空氣的驅(qū)油效率受到限制?？扇绻门菽湍芙档退蜌獾南鄬B透率，增加驅(qū)油效率和波及體積，從而大幅提高采收率。

“向儲層同時注空氣和泡沫能發(fā)揮空氣和泡沫復(fù)合驅(qū)的技術(shù)優(yōu)勢，比較適用于中高滲、高含水、非均質(zhì)嚴(yán)重的油藏提高采收率?！敝性吞锔邷馗啕}油藏空氣/泡沫驅(qū)提高采收率技術(shù)研究項目組主要負(fù)責(zé)人之一林偉民表示。

增油效率節(jié)節(jié)攀升

早在2000年，中原油田采油工程技術(shù)研究院就已展開“注空氣泡沫調(diào)驅(qū)提高采收率”技術(shù)研究。經(jīng)過多年室內(nèi)研究，2007年5月，中原油田在國內(nèi)首次成功地在中高滲、嚴(yán)重非均質(zhì)、高含水典型油藏胡狀油田胡12塊4個井組開展了空氣泡沫調(diào)驅(qū)礦場試驗。

中原油田采油五廠工藝研究所采收率室張兵濤依然清晰記得6年前中原油田開展空氣泡沫調(diào)驅(qū)試驗的第一口井——胡12－152井。他介紹說，胡12塊4個井組試驗后，累計增油6211噸，可采儲量增加4.43萬噸，采收率提高5.22%。

此后，中原油田分別在胡19塊、衛(wèi)317塊、明15塊、胡5塊等油藏展開空氣泡沫調(diào)驅(qū)礦場試驗。

“中原油田注空氣泡沫驅(qū)油，前期以個別井組試驗為主，規(guī)模小，只能說是‘調(diào)’，在2009年之后，隨著試驗規(guī)模的擴(kuò)大，逐步達(dá)到‘驅(qū)’的層次?！备吆f。

明15塊空氣泡沫驅(qū)礦場試驗始于2009年6月，油藏采收率較試驗前明顯提高。2011年，中原油田在國內(nèi)又首次展開空氣泡沫/表面活劑復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)用研究。針對明15塊特點(diǎn)，科研人員在注入空氣和泡沫的同時，再加入表面活性劑，原油采收率再次得到提升。

截至目前，中原油田在明15塊共實施復(fù)合驅(qū)礦場試驗10個井組，累計增油2.3萬噸，增加可采儲量14.83萬噸，采收率提高8.84個百分點(diǎn)。

實現(xiàn)安全注氣和防腐

在空氣泡沫驅(qū)礦場試驗中，中原油田科研人員面臨兩只攔路虎：一只是實現(xiàn)安全注氣難度較大的難題，另一只是注氣引起的井筒及管道設(shè)備的腐蝕問題。

據(jù)高海濤介紹，注入空氣中的氧氣在與原油發(fā)生不完全氧化反應(yīng)時，地層中的輕烴組分會和氧氣形成混合性爆炸氣體，在特定條件下就會發(fā)生爆炸事故。此外，由氧氣、二氧化碳引起的設(shè)備腐蝕，也一度導(dǎo)致部分區(qū)塊不得不暫停試驗。

為趕走攔路虎，科研人員一邊加強(qiáng)油藏精細(xì)描述，一邊優(yōu)化試驗層系和井組，努力尋求破解之道。

今年5月上旬，高溫高鹽油藏空氣/泡沫驅(qū)提高采收率技術(shù)研究項目通過集團(tuán)公司鑒定，項目研究成果整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。筆者在鑒定書上看到，安全和腐蝕這兩個大難題已經(jīng)解決。

中原油田不但利用自主設(shè)計的爆炸混合物實驗裝置測算出了臨界氧含量值，而且通過防回流、脫氧、定期清理積炭、在線實時監(jiān)測產(chǎn)出氣變化等多項技術(shù)，實現(xiàn)了井口、井筒、壓縮機(jī)等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的安全可控。

初次見到吝擁軍時，他正在檢查新進(jìn)的一批不銹鋼基體防腐短節(jié)。“普通油管在注入井中使用4個月就會腐蝕報廢，這種新研制的不銹鋼基體防腐短節(jié)能堅持一年多時間。”吝擁軍說。

目前，中原油田已研究出流速、溫度及分壓對腐蝕的影響幅度，開發(fā)出緩蝕劑、犧牲陽極材料，優(yōu)選出防腐管材，形成系列綜合防腐技術(shù)，使系統(tǒng)腐蝕速率控制在部頒標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。