对超低界面张力泡沫体系驱两个关键问题的讨论

针对大庆油田进行的超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验注气量不足的情况,讨论了试验是否形成泡沫及究竟提高多少采收率的重要问题。通过对试验发泡条件及试验与三元复合驱、天然气驱的动态反应差别,即超低界面张力泡沫体系驱注入压力、吸液指数、产液指数、地层压力的变化幅度都大大高于三元复合驱;注采压差大幅度增加;其注气压力大大高于天然气驱时的注气压力及气窜现象得到抑制等问题的讨论,得出超低界面张力泡沫体系驱矿场试验在油层中形成了有效的泡沫的认识,该试验已提高采收率22．04％,超过了三元复合驱提高采收率的幅度,根据试验动态预测最终可比水驱提高采收率25％左右。     

超低界面张力泡沫体系性能研究

经实验筛选的双子表活剂的表面张力约为25 mN/m,能在表活剂浓度为0.05%～0.3%的范围内与原油达到超低界面张力,泡沫半衰期和综合指数均好于重烷基苯磺酸盐和а-烯烃磺酸盐.气液混合注入,聚驱后超低界面张力泡沫驱提高采收率15%以上,发泡液中聚合物浓度越高,提高采收率幅度越大;气液交替注入,超低界面张力泡沫驱提高采收率16.35%,好于相同聚合物浓度的三元泡沫驱(13.79%).实验证明,聚驱后选择超低界面张力泡沫驱来进一步提高采收率是可行的.     

耐温抗盐超低界面张力泡沫体系的研究

通过对多种泡沫剂的起泡能力和稳定性等进行分析，试验筛选出界面张力达到10^-3mN／m以下的超低界面张力泡沫体系，其由DP4磺酸盐阴子表面活性剂和6^#甜菜碱两性表面活性剂组成。性能评价表明，该体系具有较好的泡沫性能，较强的抗盐能力、抗二价阳离子能力和抗老化能力，加入MO4000聚合物后能增强泡沫体系的稳定性。单管驱油试验表明，超低界面张力泡沫复合驱比聚合物驱具有更强的封堵调剖能力，大大扩大波及体积。双管驱油试驱表明，聚合物驱后再注入此泡沫体系，综合采收率提高了16．65％。     

超低界面张力泡沫体系性能研究

采用温西一区块的模拟地层水,研究了KX-037超低界面张力泡沫体系和XHY-4泡沫体系的油水界面张力、高温高压下的泡沫性能和耐油性能,并模拟地层条件考察了泡沫体系的驱油效果。实验结果表明,KX-037超低界面张力泡沫体系的油水界面张力在10-3～10-4 mN/m数量级,泡沫体积、泡沫半衰期和泡沫综合指数均优于XHY-4泡沫体系,具有更好的耐油性能和泡沫稳定性,KX-037超低界面张力泡沫体系提高采收率15.82%,而XHY-4泡沫体系的采收率仅为7.03%。超低界面张力泡沫体系可通过极大的降低油水界面张力和提高洗油效率来提高低渗油藏的采收率。     

胜利油田地质院研究耐温抗盐超低界面张力泡沫体系驱油

泡沫驱油是—种用泡沫作为驱油介质的驱油方法，多数是利用泡沫的调剖能力改善CO2及其他气驱的效果，或是加入聚合物的强化泡沫驱、三元复合驱，单纯进行泡沫驱提高油藏采收率的应用不多。超低界面张力的高效泡沫调驱技术，及能够发挥泡沫封堵及高效驱油协同效应的超低界面张力体系的研究较少。     

超低界面张力泡沫驱油方案的优化

超低界面张力泡沫体系配方中气液比对泡沫驱采收率的影响最大,其次是聚合物浓度.优选的泡沫体系配方为表面活性剂浓度0.3%,聚合物浓度2 000 mg/L,气液比为3:1.气体和二元液混合注入的压力升幅最大,耗时最短,泡沫驱采收率也较高.气体、表面活性剂与聚合物三种物质完全分开交替分段塞注入时压力升幅最小,耗时最长,采收率最小;气体与二元液交替注入时的压力和采收率居中.结合现场实施工艺,优选气体与二元液交替注入的方式,交替周期越短,泡沫驱采收率越高.     

低界面张力氮气泡沫驱提高采收率实验

通过泡沫综合性能评价及油水界面张力测试,优选了低界面张力氮气泡沫体系,优化了注入参数,对比了泡沫驱、聚合物驱、低交联聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱提高采收率的效果,并模拟现场油田进行了聚合物驱和聚合物/表面活性剂二元复合驱后低界面张力氮气泡沫驱实验。优选的低界面张力氮气泡沫体系配方为:0.3%复合起泡剂(椰油酰胺甜菜碱DK+烷基醇胺PM(5∶1))+0.1%稳泡剂PA(天然高分子衍生物),该体系与原油间的界面张力为0.0531 m N/m,泡沫综合指数Fq为10312.5 m L·min;最佳气液比为1.5∶1,注入方式为共混注入,注入速度72 m L/h。驱油实验表明,该低界面张力氮气泡沫驱体系的驱油效果(提高采收率11.4%)优于表面活性剂/聚合物(SP)二元复合驱(提高采收率9.61%)、低交联聚合物驱(提高采收率7.13%)、聚合物驱(提高采收率6.37%);在模拟该油田水驱(采出程度36%)、聚合物驱(采出程度45%)及二元复合驱(采出程度47%)后,低界面张力氮气泡沫驱仍可提高采收率10.8%。     

泡沫复合驱研究

讨论了泡沫三元复合驱的基本原理。介绍了室内实验研究结果。根据二元(AS)和三元(ASP)复合体系/天然气泡沫综合指数(Fq)等值图,选择石油磺酸盐ORS 41(及国产品AOS)为发泡剂;ORS 41浓度为1～4g/L、NaOH浓度为6～12g/L的二元体系产生超低界面张力,与天然气形成的泡沫按Fq具有中等强度,加入≤1 2g/L聚合物可使泡沫稳定,性能改善。在3个岩心上泡沫三元复合体系在水驱基础上提高采收率28 7%～39 4%。气液比越大,泡沫体系提高采收率幅度越大,但注入粘度越大。取气液比为1∶1。气液同时注入比交替注入的采收率高。在6个岩心上气液交替注入时,气液段塞越小,交替频率越大,采收率提高越多,在水驱基础上可提高30%以上。先导试验方案规定前置AP段塞0 02PV,气液比1∶1交替注入主段塞0 55PV和副段塞0 3PV,后续P段塞0 2PV,注入流量0 4PV/a。先导试验区6注10采,在大庆油田北二区东部,1984～1994年曾进行天然气驱,提高采收率12 9%,试验开始时采出程度43 8%,综合含水97 2%。试验于1997 02 20开始,2002 04先期结束,注天然气仅0 19PV,气液比0 34∶1,中心井含水91 5%,全区采收率增加21 85%,2口中心井采收率增加22 58%。试验动态和数值模拟表明采收率增加应>25%。图3表2参3。     

高矿化度油藏复合驱油体系研究

主要针对高场油田高温高矿化度油藏进行了复合体系化学荆筛选和复合体系线性岩心驱替试验研究。其结果表明：高温高矿化度下最佳复配体系的界面张力能达到超低界面张力（8.33×10^-3mN／m）；该体系在线性模型中注1．0VP驱油效率比常规注水提高采收率16，99％，比单独碱驱提高6．19％，比碱／聚合物二元复配体系提高0．83％。同时还利用该体系进行了不同注入速度、不同注入段塞、不同注入方式对驱油效率的影响试验，为现场开展复合驱先导性试验提供了可靠依据。     

低渗透油藏空气泡沫复合驱油室内实验研究

针对低渗透油藏注水开发过程中存在着油井含水上升快,污水处理难度大,产量下降快,油藏采出程度低,生产成本高等问题,对低渗透油藏空气泡沫复合驱提高采收率技术的可行性进行了探讨。通过室内实验对泡沫剂的发泡性、稳泡性、泡沫与原油界面张力性能和稳泡剂的稳泡性能进行评价,优选出最佳泡沫配方;通过驱油实验分别从注入量、气液比、注入压力等方面对低渗透油藏空气泡沫复合驱油工艺参数进行研究。实验结果表明,当气液比在1：1～3：1范围变化时,采收率随气液比增加而升高,随着注入泡沫液量的增加而增大,当注入量增加到0．4PV时增加不明显;同时当气液比为3：1时,采收率随着注入压力增加而增大,直至趋于平稳。因此,空气泡沫复合驱是一种很有前景的提高低渗透油藏采收率方法。     

低渗透油藏水驱转空气泡沫驱提高采收率物理模拟实验

为进一步提高镇泾油田低渗透油藏原油采收率,利用室内驱油物理模拟技术,开展了水驱转空气泡沫驱提高采收率实验研究,探讨了空气泡沫驱对低渗透油藏水驱开发效果的影响。实验结果表明,在模拟地层条件下,初始水驱阶段的平均采收率为29.06%,水驱转空气泡沫驱后,采收率得到明显提高,增量均在10%以上;再次水驱后,最终采收率平均可达到45.42%。随着空气泡沫注入速度的增加,采收率呈上升趋势,但增幅逐渐减小。注入速度越大,气体突破时间越早,不过实验过程中并未发生明显的因气窜而导致采收率降低的现象;在相同条件下,空气泡沫注入总量为1倍孔隙体积时的采收率比0.6倍孔隙体积时的高5%。研究认为,通过交替注入起泡剂溶液与空气实现空气泡沫驱对于注水开发的低渗透油藏进一步提高原油采收率是可行的。     

多元泡沫复合驱宏观渗流机理的三维物理模拟研究

利用"高温高压复杂驱动体系三维物理模拟系统"进行了多元泡沫复合驱提高原油采收率宏观渗流机理的三维物理模拟研究.利用模型上布置的差压传感器和饱和度测量探针,测量了泡沫复合驱的开采效果、压力场和饱和度场,研究了泡沫复合驱提高波及效率与驱油效率的宏观渗流机理.泡沫驱提高采收率的机理是通过贾敏效应改善驱替液的波及体积和洗油效率,泡沫驱能够提高地层的整体压力,在井附近出现显著的压力降漏斗.主对角线两侧的剩余油在注泡沫以后,获得明显的动用,在油藏内形成一个从主流线向两侧扩展的油墙.采收率增值对应着泡沫液突破点,且在泡沫液突破之后有相对较长的低含水生产阶段.     

泡沫加二元复合体系提高采收率技术试验研究

通过物理模拟试验研究了聚合物驱油体系、泡沫复合驱油体系、二元复合驱油体系及泡沫与二元的复合体系提高采收率的能力、驱替过程中产出液含水变化及注采压差变化。试验证明,泡沫加二元复合驱油体系集合了泡沫及二元驱油体系的特点,具有强调及强洗的双重作用,泡沫的高视粘度及选择性封堵提高了驱油体系的波及面积,二元体系的高界面活性提高了驱油效率,减少了油藏的残余油的存在,使泡沫体系更稳定,多种组份相互作用,使驱油效果最大化;注入0.3PV复合段塞,综合采收率提高33.7%,提高采收率效果明显好于单纯的聚合物驱、二元驱及泡沫复合驱,在注入相同段塞条件下能够增加采收率4%～13%。     

低张力泡沫驱提高采收率的三维物理模拟研究*

利用三维人工填砂和胶结物理模型,对低张力泡沫体系在模拟胜利油田油藏条件下的压力场、饱和度场变化特征以及开采特征和剩余油分布规律进行了研究。结果表明,低张力泡沫驱可以提高模型整体的注入压力,起到调堵、分流改善地层非均质性的效果。注入初期由于气体上浮作用不明显,在毛管力和黏滞力作用下,低张力泡沫主要赋存于模型中下层,模型中下部的压力值相对稍高。后期在气体上浮作用和泡沫黏滞力的综合作用下,压力曲线变化较平缓,泡沫在模型中均匀分布,并能像活塞一样均匀向前推进,模型中的剩余油主要滞留聚集在出口端,入口附近的驱替效果最好。在泡沫调驱的主导作用以及低张力洗油和气体上浮的共同促进下,高渗层和低渗层的驱油效果较明显,后续水驱的初始阶段成为主要的增油阶段,驱替结束可最终提高采收率达28.92%。     

泡沫复合驱在胜利油田的应用

针对胜利油区孤岛油田中二区中部Ng3＋4油层和埕东油田西区油藏条件，进行了泡沫复合驱实验研究。封堵调剖实验表明，泡沫复合驱具有优良的封堵调剖能力，其封堵能力随渗透率增加而增大；气液共注时，阻力因子随注入量增加而持续增大，交替式注入时，阻力因子随注入量的增加波动上升，但随着注入量不断增加，两种方式均能产生较好的封堵效果；低气液比交替注入时，封堵作用表现缓慢；大段塞交替注入时，封堵效果相对较弱。驱油效率实验表明，泡沫复合驱比水驱提高采收率20％以上，发泡剂对矿化度、温度及原油性质等油藏条件改变均不敏感，适应性强。孤岛油田中二区中部Ng3＋4油层实施单井试注后，生产井增油降水效果显著，注入井吸水剖面明显改善。图5表4参14     

稠油热采氮气泡沫调剖研究与应用

氮气泡沫热力驱是一种新的提高稠油油田采收率的方法。利用油田现场提供的起泡剂和原油等资料,从室内实验和现场应用两个方面,研究了氮气泡沫调剖在稠油热采中提高采收率的机理,并通过实验对泡沫剂进行优选和评价。驱替实验表明,最终驱油效率可达81．44％,比水驱提高了34．3％,残余油饱和度达到11．14％。同时,进行了氮气泡沫调剖的矿场设计和应用效果分析,现场应用表明,氮气泡沫调剖能较大幅度降低油田含水,提高采收率。     

大庆榆树林油田天然气驱油研究

随着勘探开发的不断深入和发展，我国低渗油藏所占的比例正不断加重，如何高效开发这类油气藏是石油工作者面临的一项重要任务。注天然气开发油藏已成为提高原油采收率的重要技术手段，对于高含水中后期油藏、注水困难的强水敏油藏和低渗透油藏，注天然气开采具有显著的效果。注天然气可更好地保持地层压力，解决注不进水造成的困扰。大庆榆树林油田属于低渗透的大型油田，注水开发效果差，为了大幅度提高此类油田的采收率，进行了一系列天然气驱油实验，包括细管实验和长岩心注入工艺实验，分析了影响采收率的因素和机理，并且采用数值模拟技术手段进行了模拟研究，结果表明大庆榆树林油田天然气驱只能非混相驱，天然气驱非混相驱可以大幅度提高油田采收率，天然气驱关键的因素是注入段塞的大小和注入的压力等方式的选择。     

沙一下油藏CO2混相驱替提高采收率的研究

以沙一下区块油藏为对象,研究了CO2混相驱技术可行性及提高采收率,通过PVT实验和细管模拟实验,确定了油藏原油的最小混相压力为18.41 MPa,原油采收率达90.01%。实验结果表明,注气驱达到混相压力后,注入压力对驱油效率影响不大,而在混相压力以下的近混相区,注入压力对驱油效率影响非常大。通过长岩心驱替模拟实验,对比了水驱和CO2驱替效率,结果表明CO2混相驱提高采收率达40.8%。     

强化泡沫的封堵调剖性能及矿场试验

针对强非均质油藏和大孔道油藏提高采收率的需要,开展了强化泡沫驱油技术研究。通过室内实验和矿场单井试验,初步评价了强化泡沫体系的封堵调剖能力和驱油效果,探索了强化泡沫驱的注入方式。孤岛油田28-8井区强化泡沫驱矿场试验取得了较好的效果,试验期间注入井注入压力上升,吸水剖面明显改善,6口生产井见到了降水增油效果,累积增产原油1.1×104t,表明强化泡沫驱是一种很有发展潜力的三次采油技术。     

扎尔则油田泥盆系F4顶层油藏注富气混相驱实验

在扎尔则油田F4顶层油藏开展富气混相驱,具有良好的储层物性和流体性质条件。长细管实验研究了注入富气组成对混相驱效果的影响,确定了目前地层压力、温度条件下注入富气的最小混相组成,并揭示注入富气组成在影响驱油效率的同时,也影响驱油速度,且在近混相驱范围内对富气驱效果的影响更为强烈。长岩心驱替实验表明:开发初期注富气效果要好于水驱后注富气,但水驱后注入最小混相组成流体仍可获得非常高的驱油效率,高含水油藏注富气混相驱有望大幅度提高原油采收率;随着富气注入量的增加,混相驱最终采收率也增加,但存在增幅减缓的"拐点",原因是轻烃组分超越原油流动,使有效驱替容积部分损失,气油比的"台阶"式变化将是经济确定富气注入量的重要标志;在富气注入量较小时,连续注入比气水交替注入效果好,建议扎尔则油田小型先导试验采用连续注气方式。