泡沫复合驱用起泡剂性能评价

介绍了泡沫复合驱用起泡剂性能及评价方法。性能包括泡沫形成的条件，起泡剂的发泡作用，泡沫稳定性影响因素。评价方法包括静态评价起泡剂与地层水的配伍性，起泡剂起泡能力和半衰期；动态评价起泡剂的阻力因子，封堵能力。     

高温蒸汽氮气泡沫复合驱实验研究（） 摘要: 关键词: 中图分类号:TE357

为了研究不同因素对泡沫封堵特性和高温蒸汽氮气驱提高采收率效果的影响,开展了发泡剂浓度、温度、气液比、渗透率和含油饱和度对3种发泡剂生成泡沫封堵能力影响规律、发泡剂浓度和蒸汽氮气混注比对蒸汽泡沫复合体系封堵特性影响以及不同发泡剂单管和双管驱油实验。研究结果表明,泡沫阻力因子随发泡剂浓度、气液比、渗透率增加而增大,后期增加速度较缓,最佳质量分数和气液比为0.5%和1∶1;阻力因子随含油饱和度增加而减小,含油饱和度大于0.2时,泡沫基本失去封堵能力;1#、2#发泡剂生成泡沫的阻力因子随温度增加而降低,3#随温度增加而升高;蒸汽氮气泡沫混注时,最佳质量分数和蒸汽氮气混注比为0.6%和3∶2;注2#和3#发泡剂的蒸汽氮气泡沫复合驱提高采收率20.82%和17.05%;2#发泡剂提高波及系数和洗油效率为13%和24.6%,3#发泡剂提高波及系数和洗油效率为9.05%和21.9%,2#发泡剂性能优于3#发泡剂。     

泡沫驱替过程中阻力因子与岩心气相饱和度的变化

为了解在不同注入参数下泡沫驱的气相饱和度变化规律、 深入分析泡沫渗流机理, 通过岩心驱替实验, 研究了泡沫驱替过程中注入速度、 气液比、 岩心渗透率和含油饱和度对泡沫阻力因子与岩心气相饱和度的影响, 分析了气相饱和度与封堵能力之间的关联性。结果表明, 泡沫渗流阻力因子随注入速度和渗透率的增大而增大、随气液比的增大而先增大后降低; 气液比为 1∶1～ 2∶1时, 阻力因子为 172～ 194, 泡沫封堵性能最好; 岩心含油饱和度由 0增至 65.21%时, 阻力因子从 172降至 71; 泡沫对渗透率和油水层有良好的选择性; 注入速度和气液比对岩心最高气相饱和度和水驱后气相饱和度的影响较小, 最高气相饱和度均能达到 80%以上, 水驱后气相饱和度均在 60%～75%之间; 随岩心渗透率增大, 最高气相饱和度和水驱后气相饱和度先增大后降低; 随含油饱和度的增加, 气相饱和度降低。气相饱和度与泡沫封堵能力有较好的关联性, 岩心中气相饱和度达到 60%以上时才能形成有效封堵, 阻力因子快速增加。图5表2参17     

C02泡沫调剖实验研究

CO2驱油在很多油田得到了应用，但其气窜、波及系数低、采出程度不高是亟待解决的问题。泡沫调剖应用的关键是选择性能优良的起泡剂，文章基于草舍油田特点及表面活性剂对比试验，选择表面活性剂YFP-2作为起泡剂。封堵实验结果表明，阻力因子大于2.4，产生的泡沫足够稳定，能有效地起到封堵作用；残余阻力因子大于1.64，表明经过泡沫流甚至经过后续水驱的岩心中仍然保持一定的流动阻力，具有使流动介质转向的能力。因此YFP-2可用于草舍油田CO2泡沫调剖。     

注入耐高温泡沫凝胶改善吸汽剖面实验模拟

泡沫凝胶具有较强的高渗层选择性,且高黏度凝胶能够增强泡沫的稳定性。通过模拟实验优选的耐高温泡沫凝胶体系配方为:聚合物浓度(质量百分数)为1.0%,起泡剂浓度为0.1%～0.5%,甲醛浓度为1.5%,混酚浓度为0.6%,气液比根据封堵强度需要来确定。不同渗透率和含水饱和度岩心、不同温度蒸汽(或热水)驱替和并联岩心氮气泡沫凝胶封堵实验结果表明,泡沫凝胶具有较好的热稳定性、稠油稳定性和高封堵选择性,泡沫凝胶封堵后阻力因子可达40～90,而汽驱后残余阻力因子为2～4,具有明显的高封堵能力和低油层伤害特点。     

泡沫封堵能力影响因素实验研究

按照均匀设计的实验方法进行了12组室内泡沫封堵实验,利用回归分析法,得到了泡沫的阻力因子和残余阻力因子与地层渗透率、气液比、注入量、注入速度和稳泡剂质量浓度5个因素的经验公式。研究结果表明,该公式具有较高的准确性,误差小于13%;渗透率和气液比是影响泡沫封堵能力的最主要因素,随着渗透率和气液比的增加,泡沫的封堵能力均呈现先增加后减小的趋势;泡沫封堵窜流通道的能力较弱,在气液比为1:1时可达到最好的封堵效果;泡沫注入后,岩心中气相饱和度迅速升高,在后续注水阶段,气相饱和度降低,但存在一定幅度的波动,注入6倍孔隙体积的水后,岩心中气相饱和度仍维持在45%左右。     

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     

CO2泡沫调剖实验研究

CO2驱油在很多油田得到了应用,但其气窜、波及系数低、采出程度不高是亟待解决的问题。泡沫调剖应用的关键是选择性能优良的起泡剂,文章基于草舍油田特点及表面活性剂对比试验,选择表面活性剂YFP-2作为起泡剂。封堵实验结果表明,阻力因子大于2.4,产生的泡沫足够稳定,能有效地起到封堵作用;残余阻力因子大于1.64,表明经过泡沫流甚至经过后续水驱的岩心中仍然保持一定的流动阻力,具有使流动介质转向的能力。因此YFP-2可用于草舍油田CO2泡沫调剖。     

氮气泡沫在多孔介质中的封堵特性及其影响因素研究

泡沫在多孔介质中的封堵特性受到许多因素的影响。利用室内物理模拟实验方法研究了气液比、渗透率、注入速率、含油饱和度、地层内残留聚合物对泡沫在多孔介质中的封堵特性的影响。结果表明,气液比在（1：1）～（3：1）之间时,泡沫在多孔介质中封堵能力最强;泡沫在多孔介质中的表观粘度随着渗透率的增大而增大,其高渗透岩心中的相对封堵强度要大于在低渗透岩心中的封堵强度;泡沫在多孔介质中的注入速率越大其阻力因子越大,泡沫的注入速率最好控制在2m／d以上;当含油饱和度大于30％时,泡沫无法形成较大的封堵压差;聚驱后残留的聚合物可以增大泡沫的封堵压差。     

高温高矿化度CO2泡沫性能实验研究

在高温、高矿化度条件下,通过测试起泡剂浓度、温度、矿化度和压力对CO₂泡沫性能的影响,筛选出了耐温、耐盐性能良好的表面活性剂作为起泡剂,并通过动态驱替实验,考察了起泡剂在高温、高矿化度条件下的CO₂泡沫的流度控制和封堵能力。实验结果表明,HLB值在14¹6之间的两性和非离子表面活性剂复配的起泡剂泡沫稳定性较好;高压下（15MPa）所产生CO₂泡沫更为稳定,在100℃下驱替实验所测得最大阻力因子达130,表现出良好的封堵和流度控制性能。泡沫仪测试和驱替实验结果对比表明,泡沫半衰期对阻力因子的影响更为敏感,是衡量泡沫稳定性和封堵能力的主要因素。表4图5参11     

红河油田长8油藏CO2泡沫剂配方的研究

针对红河油田低渗裂缝性储层地层能量不足、注C02会发生气窜的问题,优选了CO2泡沫起泡剂和稳泡剂,确定了泡沫剂配方由起泡剂AOS、咪唑啉、Bs-12和稳泡剂烷基醇酰胺组成,其组分配比为38：19：38：5,泡沫剂最佳使用浓度为0．5％,发泡体积〉540mL,析液半衰期〉6min,泡沫半衰期〉10h,泡沫稳定性能优越,泡沫阻力因子可达28．684,封堵性能较好。CO2泡沫在高渗透率岩心中的阻力因子较大,说明泡沫更易封堵高渗储层及裂缝,可有效解决注c0：的气窜问题。     

濮城油田沙一下油藏CO_2泡沫封窜体系研究与应用

针对濮城油田沙一下油藏高温高盐的特点,利用充气法,评价了不同类型发泡剂性能。利用高温高压泡沫评价法,对阴离子型和非离子型发泡剂进行复配,得到了耐温耐盐的CO2驱泡沫封窜体系,高压条件下发泡剂稳定性大幅提升;分别从静态和动态角度评价了复配的耐温耐盐泡沫封窜体系,结果表明,该体系耐温90℃,耐盐20×104mg/L,最佳使用质量浓度5 g/L,在渗透率为3 152×10-3μm2的岩心中,阻力因子超过50;对比了CO2在气态、液态、超临界3种相态下形成泡沫体系的封堵能力,结果表明,超临界CO2下形成的封窜体系阻力因子最大。现场开展了濮1-1井组CO2泡沫封窜试验,采用预处理段塞、CO2段塞、水段塞及泡沫段塞的注入方式,结果表明,CO2泡沫体系可有效提高注入压力,改善吸气剖面。     

空气泡沫在非均质油藏中渗流能力的实验研究

利用实验分析了空气泡沫在不同渗透率、不同气液比的单管均质岩心模型中的渗流能力及其影响 因素,并研究了不同渗透率级差双管并联模型中产出液分流量的变化。 实验结果表明：气液比越大,泡沫 渗流阻力越大;随着岩心渗透率和泡沫注入量的增加,岩心中泡沫阻力系数增大,封堵能力增强;泡沫在 非均质地层中具有很好的液流转向能力,但随着渗透率级差的增大,液流转向能力变弱。     

DS-627耐高温酸液起泡剂的研制与性能评价

中外油田常用泡沫酸对油水井进行分流酸化,起泡剂的性能是影响泡沫酸酸化效果的关键因素.以泡沫体积和泡沫半衰期为指标,对不同类型起泡剂进行了优选.结果表明,聚氧乙烯辛基苯酚醚磺酸-8和十四烷基氧化胺在质量分数为20%的盐酸中有较好的起泡能力和耐高温性能,杂醇油B具有好的高温泡沫稳定能力.用正交试验法对优选出的3种起泡剂进行复配得到DS-627耐高温酸液起泡剂.性能评价结果表明,DS-627起泡剂可用于盐酸或土酸酸液的起泡,耐温达180℃.     

聚合物在泡沫复合调驱中的作用

为了研究聚合物在聚合物-泡沫复合调驱技术中对泡沫的稳定性和泡沫再生能力影响规律,针对海上油田聚合物-泡沫复合体系ES-70/O12,采用Waring-Blender方法对体相泡沫中聚合物的稳泡作用进行了实验研究,并通过长填砂模型分别对泡沫体系进行加聚合物和不加聚合物条件下的封堵性对比实验。结果表明:在57 ℃下,加入1000 mg/L聚合物SNF3640,泡沫半衰期从12.5 min 提高至58.0 min;相同条件下,聚合物-泡沫体系的封堵能力高于相应的泡沫体系,其封堵能力分别达到3.2 MPa/m、1.8 MPa/m,但是聚合物提高了泡沫生成的临界注入速度,降低了低速下泡沫的再生能力,不利于油藏深部的泡沫调驱。因此,采用聚合物-泡沫进行油藏深部调驱时,需要降低聚合物浓度,增加泡沫再生能力。     

泡沫在不同渗透率级差填砂管中的调驱特性研究

为了解决胜利油田稠油油藏开采时蒸汽波及效率低的问题,利用泡沫作为蒸汽流度调剖剂,在温度为90℃的条件下通过物理模拟实验测算了泡沫在不同渗透率级差的两并联岩心管中的阻力因子、高低渗管中产液速度变化特征及泡沫驱油时的采出程度与注入压差的变化特征。实验结果表明：起泡剂FCY产生的泡沫阻力因子随渗透率级差的增大而先增大后减小;泡沫能使高渗管的产液速度减小,而使低渗管的产液速度增大;并联岩心管饱和油后采用泡沫驱,注入0.85PV泡沫时,才能形成有效封堵,而且渗透率级差越大,最终注入压差越低;泡沫驱能同时提高高渗管和低渗管的原油采出程度,但随着渗透率级差的增大,高渗管采出程度略有增加,而低渗管采出程度略有降低。     

多孔介质中蒸汽泡沫渗流影响因素分析

在蒸汽泡沫微观渗流研究的基础上，研究了温度、气液比、气液速率、残余油饱和度以及渗透率对蒸汽泡沫封堵能力的影响。结果表明：温度和气液比是影响蒸汽泡沫液发泡和发泡量以及泡沫质量的主要因素，而残余油饱和度的大小直接影响泡沫的作用。     

孔隙介质中泡沫尺寸和再生能力研究与应用

采用自组装可视泡沫发生及运移装置研究了几种起泡剂的起泡能力、稳定性、产生泡沫尺寸大小、封堵性和再生性能。研究结果表明,相同条件下,泡沫尺寸相对较大,分布范围较广,主要尺寸分布比较分散时泡沫的表观粘度较大,封堵压差较大,封堵性能较优越。阴非两性离子型起泡剂AES起泡能力强,稳定性好,再生性能优越,起泡性能受浓度影响小,低浓度下的封堵性能好,抵抗地层水稀释能力强。将AES起泡剂用于埕东油田泡沫驱矿场试验,注入井井口压力上升了5.2MPa,霍尔阻力系数增大到4.86,压力上升幅度和阻力系数远大于相邻聚合物驱单元,表明AES起泡剂在油藏条件下具有较好的发泡能力和封堵性能。     

强化泡沫体系气液界面流变性对驱油效果的影响

以α烯烃磺酸钠和商品稳泡剂作为发泡表面活性剂,添加不同类型聚合物,通过气泡悬滴驰豫震荡法,测定不同强化泡沫体系的气液界面扩张流变参数,并测定其半衰期,得出不同扩张流变性能对泡沫稳定性和驱油效果的影响。实验表明,聚合物溶液浓度增加时,界面黏弹模量也增加,大幅增加气液界面黏性模量能够达到稳泡效果,驱油效果得到大幅改善。生物聚合物有很高的界面黏弹模量,界面黏性模量是影响泡沫半衰期的主要因素,增加气液界面黏性模量是提高泡沫半衰期的有效方法。界面弹性模量对泡沫驱油效果和注入能力影响很大,过高的弹性模量会导致泡沫变形阻力增大,造成地层堵塞注入困难,选择适当气液界面黏弹模量的泡沫体系,能达到较好的泡沫驱油效果。