唐80區(qū)塊空氣泡沫驅(qū)封堵能力分析

楊興利 焦偉杰 師曉偉 李夢(mèng)勤 李相方

摘 要：唐80區(qū)塊是典型的低孔特低滲油藏，注水開(kāi)發(fā)多年，含水上升迅速，空氣泡沫驅(qū)能有效堵水增油，提高采收率。研究發(fā)現(xiàn)隨氣液比的增大，泡沫的封堵能力先增強(qiáng)后減弱，氣液比2：1時(shí)封堵能力最高;滲透率增大阻力因子增大，泡沫能夠封堵水竄的大孔喉;含油飽和度過(guò)高不利于泡沫的生成，會(huì)削弱其封堵能力。

關(guān)鍵詞：唐80區(qū)塊;特低滲油藏;空氣泡沫驅(qū);封堵能力

0 引言

我國(guó)陸上大部分油田已經(jīng)進(jìn)入高含水的中后開(kāi)發(fā)期，且近年來(lái)探明、動(dòng)用的地質(zhì)儲(chǔ)量中特低滲油藏所占的比例越來(lái)越高，但是特低滲油藏注水開(kāi)發(fā)難度非常大，注水困難且波及系數(shù)難以提高，注入水易沿裂縫推進(jìn)，使油井快速見(jiàn)水并水淹，另外對(duì)于水資源匱乏的長(zhǎng)慶、延長(zhǎng)等油田，注水開(kāi)發(fā)更加困難，特低滲油藏?zé)o法用化學(xué)劑調(diào)堵，而泡沫液比化聚合物等的粘度低，分子量小，且能降低油水、氣水界面張力，容易注入，且泡沫具有“堵大不堵小”的流動(dòng)特征，能選擇性地封堵儲(chǔ)層中的優(yōu)勢(shì)通道，提高波及面積，更適合于特低滲油藏的堵水增油。

空氣--泡沫驅(qū)是一種廉價(jià)高效的三次采油方法，目前國(guó)內(nèi)老油田己進(jìn)入后期調(diào)整階段，開(kāi)發(fā)矛盾突出，但是優(yōu)質(zhì)三采資源有限，且價(jià)格昂貴，因此泡沫驅(qū)是一種較有潛力的增產(chǎn)手段。自1956年Fried對(duì)空氣泡沫進(jìn)行研究己過(guò)去多年，中國(guó)1965年也在玉門老君廟油田開(kāi)展了國(guó)內(nèi)第一個(gè)空氣泡沫驅(qū)試驗(yàn)。目前，國(guó)外受原油價(jià)格和政策的影響，空氣--泡沫驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)較少，特低滲油藏應(yīng)用更少，因此需要對(duì)空氣泡沫驅(qū)的封堵能力進(jìn)行分析。

1 唐80區(qū)塊油藏特征及注水開(kāi)發(fā)概況

唐80區(qū)塊位于延長(zhǎng)寶塔采油廠甘谷驛油田西南部，地處鄂爾多斯盆地東部陜北斜坡中部，屬于典型的黃土高原地貌。唐80井區(qū)自上而下先后穿過(guò)第四系和三疊系延長(zhǎng)組，其中長(zhǎng)6油層為該井區(qū)主要含油層，包括61、62、63、64共四個(gè)小層。

1.1 儲(chǔ)層孔隙度和滲透率

長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙度介于5.7-12.1%之間，滲透率介于0.01-14.96×10-3μm2之間，根據(jù)儲(chǔ)層分類標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)區(qū)塊長(zhǎng)6儲(chǔ)層屬于低孔、特低滲儲(chǔ)層。

1.2 原油特性

根據(jù)調(diào)研研究區(qū)塊的原油測(cè)試資料及分析結(jié)果，唐80井區(qū)的原油物性相對(duì)穩(wěn)定，性質(zhì)較好，在儲(chǔ)層近井地帶無(wú)析出蠟和瀝青質(zhì)的現(xiàn)象。平均密度0.824 g/cm3，平均粘度為4.29 MPa·s，體積系數(shù)為1.036，原始?xì)庥捅葹?1.2 m3/t，溶解系數(shù)為8.75 m3/MPa。

1.3 地層水及注入水

根據(jù)唐80井區(qū)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試資料，該井區(qū)地層水呈弱酸性，具有Ca2+含量高的主要特點(diǎn)，形成CaCO3垢的可能性較大。注入水總礦化度約為3433.977 mg/l，水型為NaHCO3型。

1.4 油藏溫度與壓力

研究區(qū)塊屬于常溫低壓儲(chǔ)層，地層壓力4.016-5.812MPa，壓力系數(shù)0.92-0.94，壓力梯度9.70-9.86kPa/m，地層溫度24.6-27.5℃，地溫梯度2.61-3.10℃/100m。

1.5 注水開(kāi)發(fā)概況

唐80區(qū)塊控制面積32.32km2，地質(zhì)儲(chǔ)量1633.05× 104t，注水開(kāi)發(fā)含油面積17.84km2，水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量874.36× 104t，動(dòng)用程度53.64%。累計(jì)注采比為0.62，地下虧空259934m3，年產(chǎn)油23806t，綜合含水45.73%。

唐80研究區(qū)注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中經(jīng)歷了產(chǎn)量增產(chǎn)階段、產(chǎn)量遞減階段以及含水快速上升階段。2002年5月至2006年10月為增產(chǎn)階段，該階段含水呈波動(dòng)變化，含水穩(wěn)定時(shí)間短。2006年11月-2011年2月為產(chǎn)量緩慢遞減階段，產(chǎn)液量產(chǎn)油量呈下降趨勢(shì)，含水平穩(wěn)。2011年3月至今區(qū)塊進(jìn)入含水快速上升階段，從2011年2月的25.6%上升至2012年3月57.48%，年上升速度為18.8個(gè)百分點(diǎn)，因此急需采取其他堵水增油的開(kāi)采方式。

2 空氣泡沫驅(qū)影響因素分析

泡沫在多孔介質(zhì)中的封堵能力是泡沫體系能否應(yīng)用于泡沫驅(qū)油的關(guān)鍵因素，泡沫在油藏中能夠提高油藏的采收率，主要依靠?jī)蓚€(gè)方面的機(jī)理：一方面是利用泡沫劑的活性成分降低油水的界面張力，提高注入液的洗油能力;另一方面是利用泡沫在油藏中形成有效的封堵，提高注入壓差，從而提高波及體積。泡沫的阻力系數(shù)RF是泡沫體系在巖心運(yùn)移達(dá)到平衡時(shí)，巖心兩端所建立的壓差與單純注水的壓差的比值，是衡量泡沫體系封堵能力的重要指標(biāo)。

2.1 氣液比對(duì)泡沫阻力因子的影響

氣液比是注泡沫開(kāi)采技術(shù)的一個(gè)重要參數(shù)，氣液比過(guò)小，泡沫劑不能有效地發(fā)泡，調(diào)剖效果差;氣液比過(guò)大，一方面不經(jīng)濟(jì)，另一方面，泡沫不穩(wěn)定。以唐80區(qū)塊實(shí)際巖心為研究對(duì)象，選取氣液比1：1～3：1四種氣液比進(jìn)行泡沫封堵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

四種氣液比條件下，隨著泡沫的注入，泡沫對(duì)巖心的封堵能力均在增強(qiáng)，但氣液比2：1情況下，阻力因子增長(zhǎng)幅度最大，說(shuō)明氣液比2：1時(shí)，泡沫封堵能力最強(qiáng)。

2.2 地層滲透率對(duì)泡沫阻力因子的影響

巖心滲透率對(duì)泡沫體系的封堵能力有較大影響，滲透率越大泡沫體系封堵能力就越強(qiáng)，也就是所謂的堵大不堵小。分別對(duì)3種滲透率的模型進(jìn)行泡沫封堵能力的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

隨著泡沫的注入，不同巖心的阻力因子均有所增加，但巖心滲透率不同，阻力因子增加幅度不同。滲透率較低的巖心阻力因子增加緩慢，而滲透率高的巖心阻力因子增加很快。

2.3 含油飽和度對(duì)泡沫阻力因子的影響

一般認(rèn)為，油對(duì)泡沫具有抑制和破壞作用。地層油對(duì)泡沫的破壞程度各異，遇到原油時(shí)有些泡沫較穩(wěn)定，有些則很不穩(wěn)定;同一泡沫遇到不同原油時(shí)破壞程度也不相同。進(jìn)行四組不同巖心含油飽和度下的泡沫封堵實(shí)驗(yàn)，以研究不同含油飽和度對(duì)泡沫封堵能力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

含油飽和度較高的巖心在注入泡沫后，阻力因子增加很小，而隨著泡沫注入量的增多，其阻力因子有所增加，但增加的幅度明顯低于含油飽和度低的巖心。泡沫剛開(kāi)始注入時(shí)，由于巖心含油飽和度較高，難以形成穩(wěn)定泡沫，隨著巖心中的油被逐漸驅(qū)出，含油飽和度下降，形成穩(wěn)定泡沫，阻力因子逐步上升，封堵能力也增強(qiáng)。

3 唐80區(qū)塊空氣泡沫驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

唐80井區(qū)于2007年9月引進(jìn)空氣泡沫驅(qū)技術(shù)，在叢54、叢55兩個(gè)井組進(jìn)行試驗(yàn)。2011年10月擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)規(guī)模，增加唐80等6個(gè)井組，2013年11月增加8個(gè)井組進(jìn)行空氣泡沫驅(qū)，2016年3月，將原注水區(qū)注水井全部轉(zhuǎn)為注空氣泡沫井，形成61口注入井，244口受益油井的較大規(guī)模的空氣泡沫開(kāi)發(fā)區(qū)，并將原有短周期注入開(kāi)發(fā)方式轉(zhuǎn)為長(zhǎng)注入周期開(kāi)發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)了一定穩(wěn)油控水的效果。

截至目前，空氣泡沫驅(qū)階段累計(jì)產(chǎn)油55389.32t，累計(jì)產(chǎn)液113785.2方，含水率39.65%，各個(gè)批次產(chǎn)油、產(chǎn)液以及含水情況見(jiàn)表1，總體來(lái)說(shuō)，唐80井區(qū)空氣泡沫驅(qū)取得良好的控水增油效果。

4 結(jié)論

①唐80區(qū)塊長(zhǎng)6儲(chǔ)層屬于低孔、特低滲儲(chǔ)層，原油物性相對(duì)穩(wěn)定，性質(zhì)較好，地層水呈弱酸性，水型為NaHCO3型，為常溫低壓儲(chǔ)層，長(zhǎng)期注水開(kāi)發(fā)導(dǎo)致含水上升較快，需要采取其他堵水增油措施;②泡沫在油藏中的封堵能力受到氣液比、地層滲透率以及含油飽和度等因素的影響。氣液比為2：1時(shí)，泡沫封堵能力最強(qiáng);滲透率高、含油飽和度小更有利于泡沫的封堵;③唐80區(qū)塊空氣泡沫驅(qū)階段累計(jì)產(chǎn)油55389.32t，累計(jì)產(chǎn)液113785.2方，含水率39.65%，下降了17.83%，取得了良好的控水增油效果。

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