泡沫驅(qū)地面工藝技術(shù)研究

王春梅 張憶楠

摘要：泡沫驅(qū)油是一種用泡沫作為驅(qū)油介質(zhì)的三次采油方法（泡沫由氣、活性劑、水組成）。它能夠極大地提高驅(qū)替介質(zhì)的視粘度（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于組成泡沫組分的粘度），提高波及系數(shù)，從而達(dá)到提高采收率的目的。河南油田東部主力油田采出程度已達(dá)45%以上，1.38×10t地質(zhì)儲量中5850×10t分別開展了聚驅(qū)、二元驅(qū)及三元復(fù)合驅(qū)，目前已有多個區(qū)塊轉(zhuǎn)水驅(qū)或?qū)⑥D(zhuǎn)水驅(qū)，含水高達(dá)98%以上，由于油層非均質(zhì)性及水油流度比差異大，聚驅(qū)后區(qū)塊剩余30-40%儲量仍有較大的挖潛空間。為此河南油田開展低張力泡沫驅(qū)試驗，低張力泡沫驅(qū)是一種既能較大幅度提高波及體積又能提高驅(qū)油效率的提高采收率技術(shù)方法，是油田開發(fā)后期提高采收率技術(shù)很有潛力的一種接替技術(shù)。

關(guān)鍵詞：泡沫;發(fā)泡劑;地面注入工藝

1、試驗區(qū)基本情況及注入現(xiàn)狀

雙河油田Ⅳ1-3層系油層埋深為1568～1760m，地層傾角3～6°，地層壓力12.54MPa，油層平均溫度79.6℃，含油面積8.23km，地質(zhì)儲量1127×10t，地下原油粘度6.5mPa.s，地層水總礦化度7530mg/L，孔隙度19.2%，滲透率0.552μm，該區(qū)塊原油含蠟量高，凝固點高（如表1），目前注水開井?dāng)?shù)50口。

2、氮氣泡沫現(xiàn)場施工工藝參數(shù)研究

1）氣液比的優(yōu)化

實驗采用不同氣液比向填砂巖心中注入泡沫（0.3%聚合物 +0.5%起泡劑+N同時注入），通過阻力因子評價不同氣液比對泡沫封堵性能的影響。起泡液注氣速度為3.5mL/min，實驗結(jié)果見圖1。

由圖1可以看出，泡沫阻力系數(shù)隨著氣液比先增大后減小，氣液比為1.5：1時，阻力系數(shù)最大。當(dāng)氣液比較高時，產(chǎn)生的起泡較大，泡沫不穩(wěn)定，易破碎;當(dāng)氣液比較低時，形成泡沫體積小，通過地層孔隙時阻力小，氣液比過大或過小都會影響泡沫的封堵性能，因此，存在一個最佳氣液比，當(dāng)氣液比為1.5：1時，形成的泡沫最致密，穩(wěn)定性最好，對地層封堵效果好，因此現(xiàn)場應(yīng)用時氣液比選為1～2：1。

2）注氣速度

起泡液和氣體的注入速度影響著泡沫在多孔介質(zhì)中的封堵性能，通過阻力系數(shù)表征不同注氣速度對泡沫性能的影響。試驗中氣液比為1.5：1，試驗結(jié)果見圖2。

由圖可以看出，當(dāng)注人速度達(dá)到3.5mL/min時，阻力因子最大，封堵性能最好。在注入速度過低時，氣體主要是通過液膜滯后機(jī)理生成，氣體前緣從不同方向上進(jìn)入孔隙，擠壓孔隙中的液體形成液膜，此時生成的泡沫較大，強(qiáng)度較低。在注氣速度過高時，氣體主要是通過縮頸分離機(jī)理生成，氣體前沿在喉道處膨脹進(jìn)入孔隙，喉道處的液

環(huán)截斷氣體，形成分離氣泡，泡沫的穩(wěn)定性變差，阻力因子下降，封堵效果變差。因此，泡沫的最佳的注氣速度為0.35ml/min。

3、氮氣泡沫施工方案設(shè)計

1）注入半徑的確定

在設(shè)計時參考邊水能量（油井日產(chǎn)液量和動液面），根據(jù)不同邊水能量，設(shè)計不同半徑的注氮量，邊水能量強(qiáng)的井施工半徑大，設(shè)計注入量大。

2）調(diào)剖厚度的確定

依據(jù)地質(zhì)調(diào)剖層位要求與各層位的物性及生產(chǎn)資料，確定該井的調(diào)剖目的層位，取目的層有效厚度為調(diào)剖厚度。

3）調(diào)剖用量設(shè)計

依據(jù)注采井的靜、動態(tài)對應(yīng)關(guān)系，考慮調(diào)剖井調(diào)剖層段平面上的各向異性和吸水強(qiáng)度差異，按照《估算油水井處理所需化學(xué)劑的新方法》計算調(diào)剖用量。

式中：

V-調(diào)剖劑用量，m3;

R-調(diào)剖半徑，m;

β—調(diào)剖面積系數(shù)，0.95;

B—氮氣在地層條件下的體積系數(shù);

Hi-第i小層有效厚度，m;

φi-第i小層孔隙度，%。

4）段塞組合設(shè)計

地層液相啟動壓力高時（設(shè)備最大注入壓力+井筒氣柱壓力+井筒液柱壓力<注液啟動壓力，即Pmax+P氣柱+P液柱≤P啟，此時氮氣無法直接注入）：

氮氣（反替）+氮氣+泡沫液+頂替段塞

地層液相啟動壓力低時（Pmax+P氣柱+P液柱>P啟）：

A.氮氣+起泡劑（地下發(fā)泡）+氮氣+頂替段塞

B.氮氣+泡沫（地面發(fā)泡：氮氣+起泡劑）+頂替段塞

4、結(jié)論與認(rèn)識

通過泡沫驅(qū)技術(shù)調(diào)研，結(jié)合我油田實際情況，進(jìn)行了泡沫驅(qū)地面工藝技術(shù)研究，包括配注工藝技術(shù)研究，配套設(shè)備選配及研究，低張力泡沫驅(qū)油體系室內(nèi)評價研究，產(chǎn)出液處理技術(shù)研究等，得出了以下結(jié)論與認(rèn)識：

1）目前注水壓力和設(shè)備狀況下，采用地面發(fā)泡方式，注入困難;

2）采用地下發(fā)泡、分段式、多段塞注入，可滿足注入和防止氣竄;

3）低表面張力發(fā)泡劑對產(chǎn)出液破乳脫水有協(xié)同作用;

4）現(xiàn)場使用的聚醚型破乳劑具有較好消泡效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖廣志，李立眾等.常規(guī)泡沫驅(qū)油技術(shù)[M].北京，石油工業(yè)出版社，1999.

[2]廖廣志，張春雷，張文祥.大慶油田三次采油技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[A].大慶油田博士后優(yōu)秀論文集[C].北京，石油工業(yè)出版，2001.

[3]楊光璐，藺玉秋.遼河油田稠油油藏氮氣泡沫驅(qū)適應(yīng)性研究.新疆石油地質(zhì)，2004.