泡沫驅(qū)油提高采收率技術(shù)研究

摘 要：泡沫驅(qū)油作為繼水驅(qū)、化學(xué)驅(qū)之后新的驅(qū)油方式，以獨(dú)特的優(yōu)勢越來越得到人們的重視，是油田提高采收率的又一個(gè)重要途徑。本文簡要敘述了泡沫驅(qū)油的基本驅(qū)油機(jī)理，分析了空氣泡沫驅(qū)、氮?dú)馀菽?qū)各自特點(diǎn)，對不同類型泡沫驅(qū)油在油田的應(yīng)用情況做了簡單的介紹。分析了泡沫驅(qū)油的優(yōu)缺點(diǎn)，對存在的問題做了闡述，并提出了泡沫驅(qū)油的未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：泡沫驅(qū)；空氣；氮?dú)猓惶岣卟墒章?/p>

隨著國內(nèi)石油需求量越來越大，國內(nèi)油田的產(chǎn)量早已滿足不了市場的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大約60%的石油都需要依賴于進(jìn)口，這嚴(yán)重制約著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。我國很多大油田都面臨著優(yōu)質(zhì)三采資源匱乏，含水率持續(xù)上升的問題。泡沫驅(qū)油以其自身良好的封堵性和對油水的選擇性，是一項(xiàng)應(yīng)用前景很好的三次采油方式。

1 泡沫驅(qū)油機(jī)理

泡沫同時(shí)具有擴(kuò)大波及體積和提高驅(qū)油效率的能力。泡沫驅(qū)是利用各種氣體（空氣、氮?dú)?、二氧化碳等）與泡沫劑混合形成泡沫，然后利用泡沫自身的特點(diǎn)驅(qū)替原油的驅(qū)替方法，泡沫具有選擇性封堵、堵高不堵低、堵水不堵油的特點(diǎn)。泡沫的這些特點(diǎn)使泡沫驅(qū)油技術(shù)在油田開發(fā)中擁有廣闊的應(yīng)用前景。

1）擴(kuò)大波及體積機(jī)理：①調(diào)整吸水剖面作用；②泡沫的選擇性封堵作用；③空氣超覆作用；

2）提高驅(qū)油效率機(jī)理：①泡沫劑降低油水界面張力作用；②乳化、攜帶作用；③改變巖石潤濕性作用。

2 不同氣體泡沫驅(qū)研究概況

2.1 空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)是一種以空氣作為驅(qū)替介質(zhì)的驅(qū)油方法

空氣來源廣成本低，安全性能好，對環(huán)境沒有污染，增油效果顯著，所以空氣泡沫驅(qū)的應(yīng)用非常廣泛?？諝馀菽?qū)的一個(gè)重要原理就是低溫氧化反應(yīng)，當(dāng)空氣被注入到地層，空氣中的氧氣與油層中的烴類化合物發(fā)生氧化反應(yīng)，能夠使烴類物分子的部分不穩(wěn)定鍵斷裂，氧氣促使鍵裂解的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，促使原油發(fā)生自燃，形成高溫火驅(qū)過程。除此之外，燃燒產(chǎn)生的大量二氧化碳和空氣中剩下的氮?dú)鈺?huì)形成氣驅(qū)，維持油層壓力，增強(qiáng)驅(qū)油效果。2015年欒春芳[1]通過研究空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在低滲透油藏中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)當(dāng)空氣泡沫驅(qū)在高滲層的剩余油飽和度低于20%時(shí)，驅(qū)油效率由水驅(qū)階段的8.33% 升高至50.55%，礦場試驗(yàn)井組含水率和日產(chǎn)液量下降，日產(chǎn)油量明顯增長，增油效果非常明顯。

2.2 氮?dú)馀菽?qū)油技術(shù)是一種以氮?dú)庾鳛轵?qū)替介質(zhì)的驅(qū)油方法

氮?dú)饩哂袣庠磸V，腐蝕輕，價(jià)格低，密度小，視粘度高等特點(diǎn)。氮?dú)馀菽?qū)具有堵大不堵小、堵水不堵油、上浮作用、彈性膨脹等作用。與單純氣驅(qū)相比，氮?dú)馀菽?qū)油可以有效的延長氣體突破時(shí)間，減輕氣竄對驅(qū)油的不利影響，可以有選擇地封堵高滲層， 對于非均質(zhì)性嚴(yán)重，高含水等油藏有非常好的驅(qū)油效果。2015年劉勇[2]等通過低界面張力氮?dú)馀菽?qū)提高采收率實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，提高水驅(qū)采收率方法提高采收率高低次序是泡沫驅(qū)>二元復(fù)合驅(qū)>低度交聯(lián)聚合物驅(qū)> 聚合物驅(qū)，氮?dú)馀菽?qū)提高采收率達(dá)11.36%，再一次驗(yàn)證了泡沫驅(qū)在提高采收率上的獨(dú)特優(yōu)勢。

除了應(yīng)用較廣泛的空氣泡沫驅(qū)和氮?dú)馀菽?qū)之外，二氧化碳泡沫驅(qū)技術(shù)發(fā)展在近幾年發(fā)展迅速，但由于國內(nèi)二氧化碳?xì)庠瓷俚木壒?，在各大油田的?yīng)用受到限制。天然氣泡沫驅(qū)可以有效地提高采收率，但存在著成本高、安全隱患大等問題，在油田的應(yīng)用較少。

3 泡沫驅(qū)油存在的問題

3.1 泡沫的穩(wěn)定性能亟待加強(qiáng)

泡沫的穩(wěn)定性好壞是影響泡沫驅(qū)驅(qū)油效果的重要因素之一，泡沫穩(wěn)定性能差會(huì)導(dǎo)致泡沫體系在地層的運(yùn)移過程中發(fā)生破裂，驅(qū)替有效時(shí)間短、距離短，驅(qū)油效果受到限制。泡沫復(fù)合驅(qū)在一定程度上增強(qiáng)了泡沫的穩(wěn)定性，提高了采收率，但聚合物和堿的加入同時(shí)引出了很多問題，加入聚合物后，導(dǎo)致注入壓力大、注入困難的問題，在低滲透油藏中應(yīng)用受到影響，在高礦化度、高溫油藏也難以實(shí)施。加入堿后，會(huì)嚴(yán)重腐蝕井筒和設(shè)備，導(dǎo)致產(chǎn)出液乳化嚴(yán)重，影響油井產(chǎn)能。同時(shí)聚合物和堿的加入也增加了成本。所以泡沫復(fù)合驅(qū)并不是解決泡沫穩(wěn)定性差的最佳方式，新型起泡劑和穩(wěn)泡劑的研究和應(yīng)用才是解決此問題的有效方法，這需要在化學(xué)劑合成領(lǐng)域做出突破。

3.2 泡沫驅(qū)井場應(yīng)用問題

泡沫驅(qū)在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)出現(xiàn)很多問題。沒有形成一套合理的施工參數(shù)，諸如合理的注氣速度、注入方式、段塞大小、表面活性劑濃度等。氣體中含的氧氣在地層中的氧化反應(yīng)需要得到有效的監(jiān)控，合理控制氧氣含量和注氣速度，才能保障現(xiàn)場的安全。

3.3 表面活性劑的吸附滯留

在驅(qū)替過程中，表面活性劑在巖石表面的的吸附滯留會(huì)影響表面活性劑的濃度，影響泡沫數(shù)量和泡沫的穩(wěn)定性能，嚴(yán)重影響了驅(qū)油效果，表面活性劑的大量吸附也增加了驅(qū)油成本。研制低吸附、起泡性能好的泡沫劑是研究的重要內(nèi)容。

4 發(fā)展方向

（1）新型起泡劑和穩(wěn)泡劑的研制。研制生成氣泡量大、氣泡穩(wěn)定性好、低界面張力、在巖石表面吸附滯留量小的起泡劑是泡沫驅(qū)最重要的研究內(nèi)容，同時(shí)也要考慮起泡劑和穩(wěn)泡劑的配伍性，它們與地層水的配伍性等。

（2）自生泡沫驅(qū)油。自生泡沫體系結(jié)合了表面活性劑、泡沫及聚合物的多種優(yōu)勢，比單一泡沫體系具有更大的優(yōu)越性，起到了協(xié)同增效的作用，施工簡單，容易操作。

（3）通過室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場施工，逐步形成一套合理高效的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。更加合理高效的利用現(xiàn)有技術(shù)提高最終采收率。

5 結(jié)論

泡沫驅(qū)油作為繼水驅(qū)、化學(xué)驅(qū)之后新的驅(qū)油方式，可以提高地層壓力，又能有效避免水竄和氣竄問題，同時(shí)具有選擇性封堵特性，可以很好地?cái)U(kuò)大波及體積和驅(qū)油效率，從而提高單井產(chǎn)油量。雖然泡沫驅(qū)還有許多問題存在，但通過對關(guān)鍵技術(shù)的突破，新型化學(xué)藥劑的合成，注氣成本的降低，必將成為一類提高采收率的重要方法。

目前我國的泡沫驅(qū)水平有待提高，在礦場的應(yīng)用十分有限，這需要針對我國油田的油藏特征，開發(fā)出一套與之匹配的泡沫驅(qū)技術(shù)，早日實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，從而緩解我國石油緊缺的現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)：

[1]欒春芳.空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在低滲透油藏中的應(yīng)用研究[J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)，2015（6）：5154.

[2]劉勇，唐善法，等.低界面張力氮?dú)馀菽?qū)提高采收率實(shí)驗(yàn)[J].油田化學(xué)，2015（8）：520524.

作者簡介：張作安（1989），男，漢族，山東日照人，碩士，研究方向：油氣田開發(fā)工程。