自生气耐温冻胶泡沫调驱体系研制与性能评价

针对强非均质油藏和大孔道稠油油藏提高采收率的需要,开展了自生气耐温冻胶泡沫调驱技术研究.冻胶泡沫是由起泡剂、聚合物和交联剂的溶液在气体作用下发泡形成的.它是以冻胶为外相的泡沫,比以水为外相的普通泡沫稳定性好.通过Ross发泡仪测定冻胶泡沫体系各组分对起泡和稳泡性能的影响,进行耐温性能评价,确.定了自生气耐温冻胶泡沫复合交联体系配方,即0.2%起泡剂AOS+0.1%复合交联体系+3 500 mg/L聚丙烯酰胺+3.45%亚硝酸钠+2.7%氯化铵+0.1%催化剂+0.1%热稳定剂.封堵实验结果表明,该体系在150 ℃下具有很好的选择性封堵能力和耐冲刷能力;并联岩心调驱实验结果表明,该体系具有明显的提高采收率效果,提高采收率为4.68%～47.73%.     

冻胶泡沫体系室内实验研究

通过室内模拟实验,将聚合物ZWP与交联剂DY-1复配优选出性能较优的冻胶体系,加入起泡剂GX与氮气后形成冻胶泡沫体系,同时评价了不同因素对冻胶泡沫体系成冻性能和起泡性能的影响。冻胶泡沫体系配方(质量分数)为ZWP(0.3%)+DY-1(0.3%)+GX(0.6%),该体系的稳定性随温度的升高而下降,压力对起泡体积的影响较小,且随着压力的升高半衰期明显增加。在冻胶驱、聚合物驱、水基泡沫驱、冻胶泡沫驱四种驱替方式中,相同渗透率及注入速率下冻胶泡沫的封堵能力最强。     

复合热泡沫体系驱油效果研究

复合热泡沫体系驱油是聚合物驱之后进一步提高原油采收率的一项重要接替技术。该体系具有泡沫驱油和热力采油的优点,又具有一定二氧化碳和氮气驱油的作用。实验选择HY-3表面活性剂为发泡剂,热烟道气为发泡气体,羧甲基纤维素纳为稳泡剂。实验结果表明,起泡体系与烟道气同时注入方式提高采收率的效果好于交替注入效果;随着复合热泡沫段塞的增大,驱替压差和泡沫驱采收率随之增加,优化出的泡沫段塞为0.6PV;复合热泡沫体系加入稳泡剂后,增加了复合热泡沫的强度,原油采收率的提高幅度增加;聚合物驱后,复合热泡沫体系驱提高采收率的幅度随温度的提高而增加,高温条件下,复合热泡沫驱油提高采收率达到16.29%。     

冻胶分散体三相泡沫配方研究与评价

模拟春光油田稀油小砂体油藏条件,优选耐盐性能好的起泡剂CH-015、稳定剂HJ-1及冻胶分散体构成三相泡沫,并进行了性能实验评价,实验结果表明:冻胶分散体三相泡沫起泡能力强,析液半衰期长,泡沫稳定性好,在多孔介质中阻力因子高于普通泡沫体系,对注水剖面改善能力性能好,注入三相泡沫后实验岩心的的采收率提高值达到24.2%,提高采收率效果明显。     

赵凹油田高温油藏冻胶泡沫调驱体系的研制及性能评价

针对赵凹油田安棚主体区主力油层水窜严重的开发现状,通过室内实验方法,研制了适用于其油藏条件的冻胶泡沫调驱体系,该体系主要包括耐高温起泡剂和冻胶稳泡体系,即由质量分数为0.2％～0.3％的HN-1起泡剂、0.25％～0.35％的KY-6梳形聚合物和0.6％～0.8％的YG103酚醛树脂交联剂复配而成,并优化了冻胶泡沫的注入方式、气液比和注气速度,评价了冻胶泡沫的驱油性能,形成了适用于赵凹油田油藏条件的耐高温冻胶泡沫调驱技术.评价结果表明:酚醛树脂冻胶体系作为耐高温冻胶泡沫的稳泡体系,具有较好的稳泡效果,能够大幅度提高泡沫的半衰期;与分段塞注入方式相比,气液混注方式产生的冻胶泡沫具有更好的封堵性能;冻胶泡沫的最佳气液比为1∶1,气液比过高或过低均会导致冻胶泡沫的阻力系数和封堵能力下降;最佳注气速度为0.5 mL/min,注气速度过高或过低均会使冻胶泡沫封堵能力下降.驱油实验结果表明,冻胶泡沫调驱体系具有良好的选择性封堵性能,剖面改善率达99％,采收率提高了44.6％.     

江汉油田高盐油藏低界面张力泡沫驱提高采收率研究

为提高江汉油田高盐中低渗油藏注水开发后期的原油采收率,用起泡剂和稳泡剂配制了泡沫体系,通过考察起泡剂类型、浓度及稳泡剂浓度对泡沫体系发泡体积和半衰期的影响优选了泡沫体系配方,研究了泡沫体系的耐油性、耐盐性及耐老化性,对泡沫驱注入参数进行了优化,通过对并联岩心的驱油实验考察了泡沫体系的封堵能力。研究结果表明,起泡剂和稳泡剂质量分数均为0.4%时,泡沫体系的发泡能力良好,发泡体积为110 mL,半衰期为427 min,泡沫体系与原油的界面张力较低(10~(-2)mN/m数量级);泡沫体系耐油性较好,在含油量为30%时的半衰期为40 min;耐盐性良好,在矿化度为300 g/L或钙镁离子为5 g/L时的半衰期大于350 min;耐老化性良好,在70℃下老化100 d的发泡体积和半衰期变化较小;低界面起泡剂氮气驱最佳注入参数为:气液比1.5∶1、注入段塞0.4 PV、注入速度1.2 mL/min,在此条件下泡沫体系可提高单管岩心采收率7.51%、并联岩心采收率10.04%,对王场油田高盐非均质油层具有良好的调驱效果。     

自生氮气泡沫复合调驱体系实验研究

针对渤海J油田非均质性强、含水上升快等问题,开展自生氮气泡沫复合调驱体系研究,利用在地层中化学反应产氮气与泡沫剂结合在地层中形成致密的泡沫,达到封堵驱油的效果。室内静态实验研究结果表明:当生气剂主剂的配比为1.1:1,主剂NaNO_2为12.5%时,体系具有最佳的产气效率,催化剂的加入可以有效提高产气效率。通过对泡沫体系的起泡体积、泡沫液膜含液量、泡沫稳定系数以及界面性能的评价,筛选得到性能较好的起泡剂FP-4。物理模拟实验结果显示,自生氮气泡沫复合调驱体系具有良好的注入性和封堵性,在水驱基础上可以提高采收率约21%,有望成功应用于海上油田深部调驱。     

塔河高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术

针对塔河高温高盐油藏强非均质性储层提高采收率的需求,开展了高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术研究。采用Ross-Miles 法和GSC 强度代码法,优选了耐温抗盐起泡剂和冻胶稳泡体系,进而确定了强度可调的冻胶泡沫调驱体系,配方为0.4%~0.5%HTSP 聚合物+0.09%~0.16%RELMNE 交联剂+0.2%~0.3%HTS-1 起泡剂,泡沫综合值是普通泡沫的2 倍以上。通过物理模拟实验评价了冻胶泡沫体系的地层适应性和提高采收率性能。实验结果表明,冻胶泡沫对地层有较好的选择适应性, 在0.6~3.3 μm2 范围内,随着渗透率的增加,残余阻力系数增大,剖面改善效果明显。相比于普通泡沫、单纯气驱和水驱,冻胶泡沫技术能有效启动低渗油层,提高采收率幅度达到26.93%,是普通泡沫的2.3 倍,是注气调驱的6.2 倍,且比普通水驱最终采收率提高14.17%,具有广阔的应用前景,为塔河高温高盐油藏进一步提高采收提供了新方法。     

振动辅助凝胶氮气泡沫调驱实验

振动和凝胶氮气泡沫均可提高油田开采效果,而振动辅助凝胶氮气泡沫研究得较少.利用自制的波场动态模拟实验装置进行静、动态物理模拟,评价复合调驱效果,静态模拟实验优选得到M1和M2起泡剂体系最佳振动频率分别为10 Hz和15 Hz、最佳振动加速度均为0.3m/s2;在最优振动参数下,动态物理模拟实验结果表明,振动辅助氮气泡沫驱比单独水驱和凝胶氮气泡沫驱的采收率分别提高50.2％和7.4％.与单独凝胶氮气泡沫驱相比,振动辅助凝胶氮气泡沫驱可有效提高泡沫起泡能力、稳泡能力和封堵能力,证明振动用于辅助泡沫调驱可进一步提高油藏采收率.     

泡沫调驱体系研究进展*

泡沫调驱体系具有来源广、成本低、低伤害以及选择性封堵等优点,能有效改善地层非均质性、提高采收率。目前的泡沫调驱体系主要有常规液相泡沫、聚合物强化泡沫、冻胶强化泡沫和颗粒强化泡沫。总结了不同类型泡沫体系的特点、强化泡沫稳定性机理及泡沫在地层中的渗流规律,介绍了泡沫调驱体系的现场应用,指出泡沫调驱体系面临的问题以及研究方向。图13参90     

微交联泡沫胶选择性堵气室内研究

针对渤海SZ36-1油田油井高气油比使油井不能正常生产问题,选用微交联泡沫胶体系用于防止气窜。通过静态泡沫试验,筛选最佳泡沫体系:分子量为600万、浓度为8000mg/L的HPAM作为稳定剂;0.5%的C14-C16AOS为起泡剂;浓度为150~200mg/L的Cr3+作为交联剂。泡沫体系影响因素研究表明:pH值为5~11、温度不高于90℃,对起泡液量和半衰期影响不大;压力越高,微交联泡沫胶稳定性越好;成胶前,微交联泡沫胶的稳定性差,成胶后形成泡沫的稳定性很好,比聚合物泡沫的半衰期大大增加;起泡前加入少量油,泡沫的稳定性下降,起泡后加入油,对稳泡没有多大影响。动态试验研究表明,微交联泡沫胶对不同渗透率的水相岩心都有很好的封堵能力,对油相岩心封堵能力较弱,可见微交联泡沫胶对含油饱和度差异大的地层具有很好的选择性封堵能力。微交联泡沫胶综合了泡沫和凝胶在堵气中的作用,应用前景广阔。     

Experimental investigation of enhancement of carbon dioxide foam stability, pore plugging, and oil recovery in the presence of silica nanoparticles

The influence of surface-modified silica (SiO₂) nanoparticles on the stability and pore plugging properties of foams in porous media was investigated in this study. The pore plugging ability of foams was estimated from the pressure drop induced during foam propagation in porous media. The results clearly showed that the modified SiO₂ nanoparticlestabilized foam exhibited high stability, and the differential pressure increased in porous media by as much as three times. The addition of SiO₂ nanoparticles to the foaming dispersions further mitigated the adverse effect of oil toward the foam pore plugging ability. Consequently, the oil recovery increased in the presence of nanoparticles by approximately 15% during the enhanced oil recovery experiment. The study suggested that the addition of surface-modified silica nanoparticles to the surfactant solution could considerably improve the conventional foam stability and pore plugging performance in porous media.     

空气泡沫驱高稳定性起泡剂的合成及性能评价

低渗油藏孔隙结构复杂,比表面积大,空气泡沫驱过程中起泡剂在储层中吸附损失严重,影响空气泡沫驱的应用效果。延长东部油田甘谷驿油区孔隙度平均为10.76%,渗透率平均为0.933 mD,属于低孔特低渗储层。为了减小起泡剂在地层中的吸附,同时提高泡沫液的稳定性,结合油藏实际地质特征,研制了一种基于脂肪醇聚氧乙烯醚-邻苯二甲酸酯钠盐的新型阴离子表面活性起泡剂,对新型起泡剂发泡能力、耐温耐盐性、吸附损失大小、耐油能力和界面张力等基本性能进行了系统评价。结果表明:在稳定性方面,当起泡剂含量大于2 000 mg/L时,发泡高度可超过180 mm,在2 000 mg/L、30 ℃时,新型起泡剂均优于SDS（十二烷基硫酸钠）和ABS（十二烷基苯磺酸钠）发泡性能;在遇油稳定性方面,加原油后起泡,原油加量为20%以内时对起泡结果仅有微弱干扰,起泡后加原油,当加入量为20%时,泡沫依然有较好的稳定性。新型起泡剂在遇油稳定性方面明显强于ABS和甘谷驿区块泡沫驱体系使用的BK6A起泡剂;在吸附损失方面,当油砂加量达到25 g时,起泡体积仅从620 mL降低至590 mL,吸附量少。新型起泡剂体系优越的发泡性能、稳泡性能和抗温抗盐性能,为泡沫驱油剂体系提供了重要的物质基础,不仅适合延长东部浅层特低渗油藏,同时也适应于延长西部中深层特低渗油藏。     

Application of sustainable foaming agents to control the mobility of carbon dioxide in enhanced oil recovery

Carbon dioxide (CO₂) flooding is a conventional process in which the CO₂ is injected into the oil reservoir to increase the quantity of extracting oil. This process also controls the amount of released CO₂ as a greenhouse gas in the atmosphere which is known as CO₂ sequestration process. However, the mobility of the CO₂ inside the hydrocarbon reservoir is higher than the crude oil and always viscous fingering and gravity override problems occur during a CO₂ injection. The most common method to overcome these problems is to trap the gas bubbles in the liquid phase in the form of aqueous foam prior to CO₂ injection. Although, the aqueous foams are not thermodynamically stable, special care should be considered to ensure bulk foam preparation and stability. Selection of a proper foaming agent from a large number of available surfactants is the main step in the bulk foam preparation. To meet this purpose, many chemical and crude oil based surfactants have been reported but most of them are not sustainable and have disposal problems. The objective of this experimental study is to employ Lignosulfonate and Alkyl Polyglucosides (APGs) as two sustainable foaming agents for the bulk foam stability investigations and foam flooding performance in porous media. In the initial part, the bulk foam stability results showed that APGs provided more stable foams in comparison with Lignosulfonate in all surfactant concentrations. In the second part, the results indicated that the bulk foam stability measurements provide a good indication of foam mobility in porous media. The foaming agent’s concentration which provided the maximum foam stability also gave the highest value of mobility reduction in porous media.     

低气液比泡沫驱的室内物理模拟研究

考虑常规泡沫驱注入气体的费用比较高,制备了由双子型表面活性剂9BS-5-0、甜菜碱及NaOH组成低气液比泡沫驱油体系.通过实验测定阻力因子、阻力系数评价了泡沫封堵能力,泡沫所产生的阻力系数与质量分数为0.15％的聚丙烯酰胺相当.评价了不同气液比(0.05:1～2:1)时低气液比泡沫驱的效果,在表面活性剂中混入少量气体后...     

注水开发稠油油藏氮气泡沫调驱技术

辽河油田稠油油藏大部分采取注水开发方式生产,现已进入高含水开发阶段。随着弱凝胶调剖堵水施工轮次的增加,开发效果呈递减趋势。为改善油田注水开发效果和提高采收率,进行了氮气泡沫调驱技术研究。室内对比了3种起泡剂的表面张力和半衰期,研究了交替段塞的大小、气液比及段塞组合对泡沫体系的阻力特性的影响。室内实验结果表明,实施泡沫调驱后,采收率提高9%。在海外河油田的2口注水井进行了矿场试验,见到了明显的增油降水效果。     

可循环强抑制性稳定泡沫钻井液研究

针对泡沫钻井过程中一次性泡沫使用量大、耗材多以及井壁易失稳的问题,从泡沫循环以及泥页岩抑制机理出发,通过评价不同处理剂的性能,研制了可循环强抑制性稳定泡沫钻井液。采用常规泡沫性能评价方法、泡沫循环性能测试以及泥页岩抑制性能测试对其综合性能进行了评价。结果表明:NaCl质量分数、岩屑含量以及煤油加量分别达15%时,该泡沫钻井液在130 ℃下滚动16 h后,发泡体积维持在400 mL以上,说明其具有较好的抗温、抗污染能力;调节pH值进行8次循环以后其发泡体积仍维持在500 mL以上;泥页岩在该泡沫钻井液中的一次、二次滚动回收率达96%以上,泥页岩经其处理后的硬度与经白油处理后的硬度相近。研究结果表明,应用可循环强抑制性稳定泡沫钻井液进行钻井,可以避免地面泡沫大量堆积,降低钻井成本,同时能有效抑制黏土水化膨胀,且抑制性能持久,有利于维持泥页岩地层的稳定。      

Low gas-liquid ratio foam flooding for conventional heavy oil

The recovery of heavy oil by water flooding is 10% lower than that of conventional crude oil,so enhanced oil recovery (EOR) is of great significance for heavy oil.In this paper,foam flooding with a gas-liquid ratio (GLR) of 0.2:1 for the Zhuangxi heavy oil (325 mPa·s at 55 °C) was performed on cores,sand packs and plate model.In sand pack tests,polymer enhanced foam flooding increased oil recovery by 39.8%,which was 11.4% higher than that for alkali/surfactant/polymer (ASP) flooding under the same conditions.Polymer enhanced foam flooding in plate models shows that the low GLR foam flooding increased oil recovery by about 30%,even when the extended water flooding was finished at 90% water cut.Moreover,it was discovered by microscopy that foam was more stable in heavy oil than in light oil.These results confirm that low GLR foam flooding is a promising technology for displacing conventional heavy oil.     

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。     

新型排水采气用抗凝析油泡排剂

泡沫排水采气是提高低压低产井天然气产量的重要手段之一，但对于含凝析油气井，由于普通泡沫具有遇油消泡的特点，导致常规泡排剂难以产生足量泡沫，从而使排液效果变差。利用阴离子表面活性剂SDS、两性离子表面活性剂CHSB、氟碳表面活性剂PFBS三者的协同作用研制了耐油泡排剂COT。采用罗氏泡沫仪、高温高压可视化泡沫仪、激光共聚焦显微镜研究了凝析油含量、温度、压力和矿化度对泡沫性能的影响，揭示了耐油机理，并与常规泡排剂XA进行了对比研究。研究结果表明，在常压、80℃下，随着凝析油含量的升高，COT泡沫的最大起泡高度（H_max）和半衰期（t_1/2）逐渐升高，而XA的泡沫性能却逐渐减弱；在高压下，随着温度升高，COT泡沫的H_max不受影响，但t_1/2却逐步下降。当固定温度时，随着压力升高，COT泡沫的H_max和t_1/2均显著提升，且在相同的压力和温度下，COT的泡沫综合性能优于XA；随着矿化度升高，COT泡沫的H_max略微下降，t_1/2却显著上升。通过研究油滴与泡沫液膜之间的相互作用发现，当油滴接触到COT泡沫液膜时，会形成稳定的假乳液膜，阻止油滴继续渗入，从而形成稳定的耐油泡沫。新型泡排剂已在12口气井得到了现场应用，累积增产天然气26.35×10⁴m³。