三疊系低滲透油藏空氣泡沫驅(qū)發(fā)泡劑篩選研究

張 康，范 偉，李姝蔓，賈劉靜，徐飛艷，王麗莉，杜朝鋒

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710065；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710065）

空氣泡沫驅(qū)是以泡沫作為調(diào)剖劑，空氣作為驅(qū)油劑，既能顯著提高波及效率，又可提高洗油效率的一種提高采收率技術(shù)，其在油藏治水驅(qū)油中具有較好的應(yīng)用前景[1-2]。我國自20 世紀(jì)70 年代初就開始了泡沫驅(qū)的研究，研究主要集中在中東部的中、高滲油藏。而低滲透油藏由于滲透率低，儲層比表面大，對發(fā)泡劑吸附損耗大，且大多數(shù)低滲透油藏裂縫發(fā)育，使得常規(guī)發(fā)泡劑適應(yīng)性差[3]。長慶靖安油田三疊系長6 油藏滲透率低，平均滲透率為1.25 mD，地層水礦化度高，為8.05 g/L，且儲層裂縫發(fā)育，常規(guī)的發(fā)泡體系適應(yīng)性有限，急需開展發(fā)泡劑適應(yīng)性研究。

針對上述問題，本文通過對市場應(yīng)用較好的不同類型發(fā)泡劑進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，開展了與地層水配伍性、發(fā)泡率、排液半衰期、耐油性、抗吸附性、洗油效率等室內(nèi)評價(jià)，考察了不同類型發(fā)泡劑對長慶三疊系長6 油藏的適應(yīng)性，最終篩選出了與油藏適應(yīng)性良好的發(fā)泡劑。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及設(shè)備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 長慶油田三疊系長6 油藏地層水，水型CaCl2，礦化度8.05 g/L；注入水，水型Na2SO4，礦化度3 000 mg/L；長6 原油，密度0.75 g/L，油藏中粘度2.4 mPa·s；長6 油砂，80 目～100 目；石英砂，80 目～100目；1#發(fā)泡劑-聚氧乙烯醚類非離子型發(fā)泡劑；2#發(fā)泡劑-甜菜堿類兩性發(fā)泡劑；3#發(fā)泡劑-聚氧乙烯醚硫酸鹽類發(fā)泡劑；4#-季銨鹽類陽離子發(fā)泡劑；5#-脂肪酸磺酸鹽類陰離子發(fā)泡劑。

1.1.2 儀器 吳茵攪拌器-7012S，美國WARING 公司；洗油瓶-SW7001，中石油勘探開發(fā)研究院；恒溫振蕩水浴，江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司；立式攪拌器-Eurostar 20 High speed digital，歐洲之星；磁力攪拌器-HJ6A，江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司；萬分之一電子天平-ML204，梅特勒-托利多國際股份有限公司；全自動閉口閃點(diǎn)的測定儀-ZFBS200，北京時(shí)代新維測控設(shè)備有限公司；DHQ-1 型提高采收率試驗(yàn)裝置，長慶油田勘探開發(fā)研究院。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 發(fā)泡劑與地層水配伍性評價(jià)方法 長慶三疊系長6 油藏地層水配制0.4%發(fā)泡劑溶液，在50 ℃下放置24 h 后，通過觀察溶液配伍性。

1.2.2 發(fā)泡劑發(fā)泡率、排液半衰期評價(jià)方法 采用三疊系長6 油藏注入水配制濃度為0.4 %的發(fā)泡劑溶液200 g 用吳茵（WARING）攪拌器（轉(zhuǎn)速約7 000 n/min）攪拌1 min，立即倒入2 000 mL 的量筒中，開始計(jì)時(shí)，記錄停止攪拌時(shí)泡沫的體積（V 被稱為泡沫發(fā)泡體積）以及從泡沫中分離出100 mL 液體所需要的時(shí)間（t），t被稱為泡沫排液半衰期，簡稱半衰期。

表1 發(fā)泡劑與三疊系長6 油藏配伍性評價(jià)

發(fā)泡率（ф=［V/200］×100 %）表示發(fā)泡能力，用t表示泡沫的穩(wěn)定性。ф 越大，表明發(fā)泡劑的發(fā)泡能力越強(qiáng)，t 越大，表明泡沫的穩(wěn)定性越好。

1.2.3 發(fā)泡劑抗吸附性評價(jià)方法 發(fā)泡劑抗吸附性測定方法遵照Q/SY1583-2013，吸附后按照1.3.3 測試發(fā)泡劑發(fā)泡率和排液半衰期。

1.2.4 發(fā)泡劑耐油性評價(jià)方法 配制發(fā)泡劑濃度0.4%、原油濃度10%的發(fā)泡劑溶液200 g。按1.3.3 方法測定泡沫液發(fā)泡率和排液半衰期。

1.2.5 發(fā)泡劑洗油效率評價(jià)方法 發(fā)泡劑洗油效率測定方法遵照Q/SY1583-2013。

2 結(jié)果與討論

2.1 配伍性評價(jià)

不同類型發(fā)泡劑與三疊系長6 油藏配伍性評價(jià)結(jié)果（見表1），結(jié)果顯示，1#～5#發(fā)泡劑在地層水中溶解性良好，油藏溫度下放置30 d 溶液均勻透明，無沉淀，說明1#～5#發(fā)泡劑與研究區(qū)地層水配伍性好。

2.2 發(fā)泡劑起泡穩(wěn)泡性能評價(jià)

發(fā)泡劑起泡穩(wěn)泡性能評價(jià)結(jié)果（見表2）。在地層溫度50 ℃下，1#～5#發(fā)泡劑發(fā)泡率均大于465 %，排液半衰期大于210 s，對于長6 油藏環(huán)境具有較好的發(fā)泡和穩(wěn)泡能力。

表2 發(fā)泡劑發(fā)泡率、排液半衰期評價(jià)

2.3 抗吸附性評價(jià)

發(fā)泡劑在油藏中的吸附損失直接影響驅(qū)油效率，因此巖石對發(fā)泡劑的吸附是篩選發(fā)泡劑的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。

評價(jià)結(jié)果（見表3），可以看出，1#～5#發(fā)泡劑溶液經(jīng)過石英砂（80 目～100 目）吸附后，發(fā)泡體積、排液半衰期變化較小，1#～5#發(fā)泡劑抗吸附能力強(qiáng)。

表3 發(fā)泡劑抗吸附性評價(jià)

2.4 原油對發(fā)泡劑的影響

為了避免、減緩發(fā)泡劑在驅(qū)油過程中遇油不起泡、消泡的現(xiàn)象，要求其具有一定的抗油性、穩(wěn)定性，通過在含油條件下對發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡率、排液半衰期評價(jià)，選擇耐油性強(qiáng)、發(fā)泡性能優(yōu)秀的發(fā)泡劑。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表4），可以看出，1#～4#發(fā)泡劑在遇油后發(fā)泡能力有一定的減弱，但是幅度較小，排液半衰期在遇油后都有了明顯的增加，這是由于發(fā)泡劑溶液與原油形成了一定的乳狀液，使得泡沫的穩(wěn)定性增強(qiáng)所致[4-5]。而5#發(fā)泡劑在遇油后不起泡，說明其耐油性差，不適合作為長6 油藏泡沫驅(qū)用發(fā)泡劑。

表4 發(fā)泡劑耐油性評價(jià)

2.5 洗油能力評價(jià)

對1#～4#發(fā)泡劑進(jìn)行了洗油效率評價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表5），可以看出，1#～3#發(fā)泡劑洗油效率較好，洗油效率大于48 %，而4#發(fā)泡劑洗油效率不理想，不適合作為長6 油藏泡沫驅(qū)用發(fā)泡劑。

表5 發(fā)泡劑洗油效率評價(jià)

3 物理模擬試驗(yàn)評價(jià)

對前面篩選出的1#～3#發(fā)泡劑進(jìn)行巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，考察其提高采收率能力。巖心為長6 油藏天然巖心，長度15 cm，空氣泡沫氣液比1∶1，注入速度0.1 mL/min。

表6 發(fā)泡劑提高采收率能力評價(jià)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表6），可以看出，1#～3#發(fā)泡劑形成的泡沫，均能在一定程度上提高長6 原油采收率，其中3#發(fā)泡劑形成的泡沫體系提高采收率幅度最大，為19.4%。因此，最終選擇聚氧乙烯醚硫酸鹽類發(fā)泡劑-3#發(fā)泡劑作為靖安油田長6 油藏空氣泡沫驅(qū)用發(fā)泡劑。

4 結(jié)論

（1）聚氧乙烯醚硫酸鹽類發(fā)泡劑－3#發(fā)泡劑具有良好的發(fā)泡能力及半衰期，且耐吸附性能好，耐油能力強(qiáng)，洗油效率高，能滿足三疊系長6 油藏空氣泡沫驅(qū)發(fā)泡劑性能要求。

（2）物理模擬結(jié)果顯示，與單獨(dú)的水驅(qū)相比，聚氧乙烯醚硫酸鹽類發(fā)泡劑-3#發(fā)泡劑能提高三疊系長6油藏驅(qū)油效率19.4 %，具有較高的提高采收率潛力。

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