淺析空氣泡沫驅(qū)采油技術(shù)在特低滲透油藏的應(yīng)用

李鵜良，張柱柱

（延長油田股份有限公司七里村采油廠，陜西延安 717199）

當前，我國大部分油藏存在一定的特低滲透性質(zhì)，而單純的注空氣驅(qū)油效率受到限制，甚至可能引發(fā)一定安全隱患。泡沫驅(qū)具有一定穩(wěn)定效果，其影響范圍可被控制在100米左右，采用高采油率，將空氣與泡沫驅(qū)完美結(jié)合，利用泡沫作為調(diào)剖劑，實現(xiàn)高產(chǎn)油量、低成本、高安全性。

1 空氣泡沫驅(qū)采油技術(shù)的發(fā)展

早在40多年前，空氣泡沫驅(qū)油方式已經(jīng)出現(xiàn)，但由于注入的空氣黏度較低，常發(fā)生早氣竄現(xiàn)象，僅簡單地加入適量活性劑水溶液來處理。后來發(fā)現(xiàn)，利用常規(guī)泡沫與空氣相結(jié)合，可有效緩解該現(xiàn)象。其主要原理是注入空氣時，其與原油將發(fā)生低溫氧化反應(yīng)，產(chǎn)生煙道氣驅(qū)。空氣泡沫驅(qū)動具備泡沫驅(qū)油機理，還具有低溫氧化效果[1]。

我國的勝利油田、百色油田等先后對空氣泡沫驅(qū)進行了試驗，且效果十分顯著。其中，廣西百色油田最早采用空氣泡沫驅(qū)，并在其基礎(chǔ)上開展了泡沫輔助、氣水交替注入的新技術(shù)。

2 空氣泡沫驅(qū)采油技術(shù)在特低滲透油藏的應(yīng)用

2.1 室內(nèi)評價研究

2.1.1 對低溫氧化性能的評價

本文將選取延長七里村油田油藏進行分析。其原始溫度平均為30 ℃，40 h后測得的氧氣含量為16.5%。在原始層條件下，原油可發(fā)生低溫氧化反應(yīng)，且速度較快。針對一系列試驗后，可發(fā)現(xiàn)不同壓力條件下，原油氧化性能基本相同。但隨著壓力的增加，其反應(yīng)速度也將增加。具體見表1：

2.1.2 對泡沫體系的分析

我國對發(fā)泡劑的標準為GB/T7462-1994，由于其起泡能力較強，且熱穩(wěn)定較好，與地層水性配伍性高等因素，選用了3種泡劑進行了試驗。結(jié)果顯示，當溫度為45℃時，濃度保持在0.5%，且與地層水配物性較好。其中，AES發(fā)泡劑效果較為顯著，具有環(huán)保、成本低的優(yōu)點。具體見表2：

表1 不同壓力下反應(yīng)速率分析表

表2 發(fā)泡劑表面張力數(shù)據(jù)表

2.2 對空氣泡沫能力的影響因素

2.2.1 注入壓力對空氣泡沫驅(qū)的影響

壓力可從多方面對空氣泡沫驅(qū)造成影響，如壓力升高，泡沫穩(wěn)定性較好，也可通過壓力來提升泡沫質(zhì)量與密度等，進而間接改變泡沫性能。若壓力較小，將引起泡沫流體中的氣體體積隨之變化，嚴重影響泡沫質(zhì)量、參數(shù)等。在泡沫體系中，壓力占有重要影響地位。壓力增加將導致氣泡被壓縮，且平均尺寸減小。剪切速率一定情況下，泡沫流體表面的黏度也將隨著壓力的增加而升高。

2.2.2 不同氣液對空氣泡沫驅(qū)的影響

氣液是影響泡沫驅(qū)實踐的重要參數(shù)，不僅影響其封堵能力，也將對驅(qū)油效果產(chǎn)生較大影響。氣液比小的情況下，發(fā)泡劑不具有發(fā)泡效果，阻力系數(shù)偏低。反之，當氣液比較大，泡沫液將變得非常薄，交易破裂，阻力系數(shù)偏低?？梢姡諝馀菽?qū)中所選用的氣液應(yīng)慎重考慮，并結(jié)合實際情況加以分析。如圖1，圖2。

筆者在經(jīng)過試驗后得出結(jié)論，當氣液比為2∶1時，比1∶1情況下采收率高2.55%、3∶1的氣液比較2∶1氣液比采收率高2.36%?？梢?，氣液比的增加，采收率也隨之提升，其效果十分顯著。

2.2.3 注入方式對空氣泡沫驅(qū)的影響

注入方式對其的驅(qū)油效果也將產(chǎn)生一定影響，不同的注入段對地層封堵產(chǎn)生不同效果。如圖2、圖3。

圖1 發(fā)泡劑、空氣交替注入時不同氣液比驅(qū)油效果分析

圖2 氣液比采收率關(guān)系曲線

氣液比為1∶1時，以發(fā)泡劑、空氣、水為交替方式的交替段，比以發(fā)泡劑、空氣為交替注入方式的交替段采收率要高出2.54%。泡沫、空氣交替段，比發(fā)泡劑、空氣、水的交替段采收率高出1.91%。泡沫、空氣交替方式，比發(fā)泡劑、空氣交替的注入方式采收率高出4.45%。可見，以泡沫、空氣交替注入的方式，其采收效果最好[2]。

氣液比為2∶1時，以發(fā)泡劑、空氣交替注入方式的采收率最大，以發(fā)泡劑、空氣、水交替注入方式的采收率第二，以發(fā)泡劑、空氣交替注入的采收率最差。

2.3 空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的展望

當前，國內(nèi)外對該種驅(qū)油技術(shù)的研究僅限于實驗室內(nèi)，對油藏數(shù)值的模擬研究數(shù)據(jù)相對較少。因此，該技術(shù)在未能形成較為系統(tǒng)的體系，尤其對封堵效果以及油藏適用方面的研究需要進一步提升。同時，該驅(qū)油技術(shù)機理需要進一步深化，并集中在氧化物反應(yīng)對原油造成的影響方面加以分析，對氧化物對孔隙度、滲透率的影響方面，以及地層條件對泡沫體系的影響等方面均應(yīng)給予足夠的重視。另外，我國對該技術(shù)所產(chǎn)出的氣體處理仍舊采用火炬方式，嚴重影響生態(tài)環(huán)境，不符合可持續(xù)發(fā)展基本原則。因此，對該問題的研究應(yīng)產(chǎn)出具體實施方案，以經(jīng)濟學與環(huán)境學為基礎(chǔ)，早日實現(xiàn)廢氣利用、限制排放的基本目的。

雖然國內(nèi)外對該技術(shù)的研究尚不完善，但從當前采油經(jīng)驗來看，注入空氣與泡沫的驅(qū)油方式未發(fā)生較大安全事故。但在理論層面分析，從生產(chǎn)井、注氣井等眾多環(huán)節(jié)，均存在由于氧氣而引發(fā)安全事故的隱患。因此，有必要采取一定舉措，徹底清除，增加空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的實用性能。

3 結(jié)語

本文針對空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用、展望等幾個方面進行了分析，綜述其應(yīng)用價值、應(yīng)用性能等。雖然當前對其的研究仍限于實驗室內(nèi)，但該技術(shù)的高使用價值仍舊不可忽視。在未來的發(fā)展中，望進一步研究，將室內(nèi)試驗方式轉(zhuǎn)移在油藏實地試驗方式，以增強其機理、試驗數(shù)據(jù)的可靠性。

圖3 注入孔隙體積倍數(shù)

圖4 不同注入方式與采收比率