聚合物驱后泡沫与AS体系交替注入驱油物理模拟研究

在气测渗透率~1μm2,渗透率变异系数VK为0.60、0.72、0.80,模拟大庆主力油藏的两维纵向非均质正韵律人造岩心上,在水驱、聚驱(1000 mg/L×0.57 PV)之后,交替注入0.60 PV气液比1∶1的天然气泡沫和0.30 PVAS二元复合溶液,考察了驱油效果(45℃)。起泡液含1 g/L起泡剂和0.2 g/L HPAM;AS液含12 g/L NaOH和3g/L表面活性剂。泡沫+AS驱采收率增幅在交替注入轮次数≤3时随岩心VK值增大而减小,交替轮次数为4时出现相反结果,VK为0.80和0.72的岩心采收率增幅分别为20.9%和17.5%,累积采收率分别为67.3%和71.4%。根据注入压力曲线确定,出现该相反结果的主要原因是泡沫在非均质性较强岩心中调剖作用较强。VK值相同的岩心采收率增幅,随交替注入轮次数增加而增大,当VK=0.72时,交替注入轮次数1、2、3、4的采收率增幅分别为9.2%、12.2%、14.1%、17.5%,累积采收率分别为61.8%、65.2%、71.0%、71.4%。聚合物HPAM在泡沫中起固泡稳泡作用,其浓度大大超过最适值而达到1 g/L时,泡沫+AS驱采收率增幅大大降低,在VK=0.80岩心交替注入3轮次时仅为6.6%。图6表1参3。     

泡沫驱前预注低矿化度水提高油湿砂岩原油采收率

为提高泡沫驱原油采收率,通过室内岩心驱替实验研究了预注低矿化度水再进行泡沫驱的驱油效果以及原油组成及注入水矿化度对该驱替方式驱油性能的影响。研究结果表明,低矿化度水驱能反转岩石润湿性,将油湿岩石改变为水湿岩心。采用矿化度130000 mg/L的模拟地层水水驱至98%后注入2 PV的低矿化度水(矿化度2784 mg/L)再按气/起泡剂溶液体积流量1∶1交替注入氮气和质量分数为0.1%的起泡剂溶液2 PV,泡沫驱最高封堵压力为0.242 MPa,低矿化度水驱后泡沫驱比水驱提高采收率14.20%。低矿化度水驱与泡沫驱能产生协同作用,低矿化度水驱后续泡沫驱过程生成了稳定泡沫,提高了泡沫在多孔介质中的封堵能力,从而大幅度提高原油采收率。随着原油酸性组分含量和注入水矿化度的降低,岩心亲水性会更强且泡沫驱性能更好。图4表3参13     

长庆高矿化度致密油藏空气泡沫驱适应性研究

开展了空气泡沫驱提高裂缝发育高矿化度致密油藏采收率的实验。利用自主研发的高温高压泡沫装置评价泡沫剂的发泡能力、半衰期及抗盐性,考察了气液比对泡沫稳定性的影响;通过物理模拟装置研究空气泡沫驱在基质岩心的注入能力、驱油效率及改善裂缝渗流的能力。结果表明,SFR-173阴离子-非离子复配发泡剂在去离子水和模拟地层水中的泡沫体积分别为290和340 m L,半衰期分别为368和330 min,泡沫综合指数分别为6370和6697,泡沫性能最好。当矿化度由7增至56 g/L时,0.5%SFR-173发泡剂的泡沫体积由370降至340 m L,出液时间由174缩短至122 s,半衰期由778减至330 min。地层条件下,泡沫体积随气液比增大而增大并逐渐稳定,最佳气液比在1∶1~2∶1之间。致密油藏空气泡沫注入性研究结果表明,随注入体积的增加,岩心两端压差和阻力系数增大并逐渐稳定,最大值分别为31.4 MPa和1.74;水驱后转空气泡沫驱,驱油效率提高17.86%。在裂缝非均质油藏条件下,水驱含水率达98%时的采收率仅为39.14%,水驱后转空气泡沫驱能有效改善基质岩心的动用状况,封堵裂缝渗流通道,基质岩心采收率分别从12.59%和21.21%提高至49.87%和72.0%。     

高温高盐油藏聚合物增强泡沫驱驱油性能评价

针对适合高温(90℃)高盐(TDS=95 994 mg/L)油藏的聚合物增强泡沫驱油体系(0.2%(w)PSDA+0.1%(w)Triton X-100+0.2%(w)KYPAM-II+地层水)开展其注入模式、气液比、剖面调整能力和现场试验评价。气和液同时注入就地发泡是最有效的注入模式,而气液交替注入效果最差,气液比明显影响驱油效率。在油藏条件下,优化气和液同时注入模式的气液体积比为3∶1。双岩心驱替实验结果表明,泡沫驱明显提高高渗层和低渗层的采收率,具有良好的调剖改善能力,聚合物增强泡沫驱可提高原油平均采收率15.3%。现场试验结果表明,两口井组采用泡沫驱原油采收率效果显著。     

坨11区块泡沫驱油的室内研究与现场实践

胜利油田坨11区块稠油油藏水驱开发已进入高含水期。油藏地温~60℃,平均渗透率~1.5μm2,地层水矿化度12.4 g/L,含Ca2 M2 580 mg/L。筛选出了发泡剂DP-4,其5 g/L溶液形成的氮气泡沫表观粘度μa=789.5 mPa.s,阻力系数FR=1579,残余阻力系数FRR=186,加入聚合物HPAM(0.5~2.5 g/L)对μa和FR影响不大,但使FRR急剧增至488.5~737.0。气液比为1∶1和2∶1时聚合物复合氮气泡沫的FR均在1500以上,表明该泡沫体系有强封堵能力;FR随渗透率增大(0.7~10μm2)由1100增至4200,表明该泡沫体系的封堵具有渗透率选择性。在油饱和人造岩心上,在水驱之后注入DP-4/HPAM氮气泡沫使采收率由54%提高至79%。在坨11北区1口油井注入DP-4/HPAM(10~5/2.0~1.8 g/L)氮气泡沫,气液比1∶1,共注入地面氮气6.044×105m3,DP-434.75 t,HPAM 1.1t,周围4口同层位油井平均含水由71.5%降至44.7%,15个月增产油12072 t,减产水6445m3,且仍处于增产有效期。图4表2参2。     

塔中402CⅢ高温高盐油藏泡沫驱实验研究

针对塔中402CⅢ油藏高温、高盐和高硬度的特点,通过配伍性、起泡性能和热稳定性等实验优选了起泡剂体系,并通过物理模拟实验优化了泡沫驱施工参数,评价了泡沫的驱油潜力。实验结果表明:在温度为110℃、矿化度为11.52×104mg/L和钙镁离子质量浓度为7 654 mg/L的模拟油藏条件下,优选出酰胺丙基甜菜碱CS-1作为泡沫驱用起泡剂,其最佳使用质量分数为0.2%~0.3%,泡沫驱的最佳注入方式为气液混注,最佳注入气液比为1.5∶1,最佳注气速度为1mL/min,最佳注入量为0.5倍孔隙体积,在水驱采收率(56.63%)的基础上采收率提高了4.12%。     

萨北油田氮气泡沫驱研究

利用搅拌法考察了发泡剂浓度、稳泡剂浓度、原油含量、温度、配液用水中NaCl含量等对泡沫综合指数的影响,通过物理模拟实验评价了气液比、岩心含油饱和度、注入方式对泡沫阻力因子的影响。结果表明:发泡剂浓度为3g/L、稳泡剂浓度为0.7g/L的SW2泡沫体系,在含油低于15%、温度低于45℃时,泡沫的综合指数较好,而矿化度对其影响较小。当气液比介于1:1和2:1之间,岩心含油饱和度低于20%,气液混注时泡沫在岩心中的阻力因子较大。室内泡沫驱采收率高于聚合物驱,这说明泡沫的流度控制作用好于聚合物的。     

渤海稠油油藏N2泡沫复合驱室内评价

针对注水开发海上稠油油藏存在油井含水上升快,油井原油产量下降快,采出程度低等问题,研究了采用N_2泡沫复合驱提高采收率技术的可行性。通过室内试验优选出复合泡沫剂配方,即2 000 mg/L XM-3C+1 800 mg/L HAPAM;考察了N_2泡沫注入量和气液比对原油采收率的影响。驱油试验结果表明,采收率随着N_2泡沫注入量的增加而增大,当注入量增加到0.4 PV时,采收率的增幅趋于平缓;采收率随气液比的增加而先增大后减小,当气液体积比为3∶1时,采收率达到最大值37.12%。     

大庆油田疏水缔合聚合物驱物理实验模拟

通过阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRR)测定及岩心驱油实验,在实验室考察了一种疏水缔合聚合物HAP工业产品在大庆油田条件下(45℃,天然或模拟人造岩心)的驱油性能,并与一种HPAM工业产品(M=1.43×107,HD=27%)进行了对比.HAP溶液用矿化度4 456 mg/L的污水配制,HPAM溶液用矿化度918 mg/L的清水配制.800 mg/L HAP溶液流过水测渗透率0.037-0.333 μm2的天然岩心时产生的FR＞10,FRR＞2.在三层非均质人造岩心(Vk=0.72, Ka=0.840-1.120 μm2)上进行的岩心驱油实验中,相同浓度(1 000 mg/L)HAP溶液驱替水驱残余油的采收率比HPAM溶液高3%-4%(OOIP),相同粘度(41-42 mPa·     

有隔层和无隔层非均质物理模型泡沫复合驱差异研究

在有隔层和无隔层的二维纵向非均质正韵律人造岩心上，在45℃下考察了水驱油后泡沫复合驱和泡沫聚驱的驱油效果。ASP三元复合驱替液、聚合物驱替液与天然气按1：1体积比混合注入，注入量共0．6PV，之后注入0．283PV聚合物保护段塞。设泡沫复合驱提高采收率的作用机理，在无隔层非均质岩心中包括气体上浮作用、调剖作用和洗油作用，在有隔层非均质岩心中基本上为调剖作用和洗油作用，而在无隔层非均质岩心中泡沫聚驱提高采收率的作用机理为调剖作用和气体上浮作用。据此，由各模拟岩心实测泡沫驱采收率增值求得，调剖作用、洗油作用及气体上浮作用的贡献，在渗透率变异系数0．72的岩心泡沫复合驱采收率增值（28．0％）中分别占57．9％、35．0％及7．1％，而在渗透率变异系数0．60的岩心泡沫复合驱采收率增值（24．2％）中分别占52．1％、40．5％及7．4％。岩心非均质性增强时，调剖作用的贡献增加，洗油作用的贡献减少，气体上浮作用的贡献大体不变。图2表2参4。     

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。     

泡沫复合驱体系稳定性及稳泡机理研究

泡沫复合驱油技术目前已在我国部分油田应用,选择泡沫性能优良的复合体系会推动该技术的广泛应用。文章研究了泡沫复合体系中发泡剂、稳泡剂和碱对复合体系稳定性的影响。筛选出配伍性较好配方是1.0%十二烷基苯磺酸、0.5%木质素黄酸盐与0.5%碱水复合体系,并对其进行了耐温、抗盐、抗油污染性能评价。通过扫描电子显微镜拍摄的泡沫照片分析,一般情况下泡沫体系Plateau边界越规则,泡沫半衰期越长,泡沫越稳定;泡沫间液膜越厚,发泡体积越小,发泡性能越差。该泡沫复合配方的确定对矿场实验具有一定的指导意义。     

Experimental Study on Polymer-enhanced Nitrogen Foam Flooding

In order to improve the traditional foam stability, a kind of polymer enhanced foam was proposed to enhance oil recovery in Gan’guyi oilfield. Based on experiments, the polymer concentration of 1,500 ppm was firstly determined by measuring the foam volume and half-life time. The investigation of the effect of polymer on foam plugging ability proved that polymer enhanced foam has excellent plugging capacity both with and without oil. The oil displacement experiments showed that polymer enhanced foam flooding increased oil recovery by 40.6% after waterflooding and the total recovery could reach 79.2%, which was 20.7% higher than that of traditional foam flooding, indicating polymer enhanced foam has excellent oil displacement performance.     

喇嘛甸油田泡沫复合驱油效果室内研究

多元泡沫复合体系由聚合物、碱、表活剂、天然气组成.喇嘛甸油田聚合物驱取得了较好的效果,但仍有50%左右的剩余储量.为进一步提高聚驱后采收率,在喇嘛甸油田开展了聚驱后泡沫复合驱现场试验.在试验中,通过对表活剂种类及浓度的筛选、碱浓度的筛选、聚合物体系对性能的影响以及水质对泡沫体系性能的影响等研究,初步确定了泡沫体系配方.通过室内岩心驱油实验,研究了聚合物相对分子质量、气液比、注入速度、注入方式等对泡沫体系聚驱后驱油效果的影响,为矿场试验提供了有效的依据与指导.     

低密度负压泡沫洗井用泡排剂的室内研究

以α烯烃磺酸盐(AOS)为主剂,选择泡沫基液和气源,考察起泡剂和稳泡剂对泡排剂泡沫性能的影响,确定了低密度负压泡沫洗井用泡排剂最佳配方:0.5%AOS发泡剂+0.6%W-1稳泡剂+清水+氮气,泡沫体系密度为0.92 g/cm3。室内评价结果表明,该泡排剂在负压泡沫洗井中具有较好的起泡、稳泡、耐高温和抗腐蚀能力,在低压高温洗井作业中具有良好的应用前景。     

泡沫稳定性改进剂研究

对泡沫稳定机理及影响泡沫稳定性因素进行了研究，讨论了泡沫稳定性与泡沫体相粘度、膜强度、膜弹性及排液速度的关系，提出了改善泡沫稳定性的几类物质。通过泡沫稳定性实验，研究了不同种类的泡沫稳定性物质对几种泡沫剂稳定性的影响。利用Ross—Miles泡沫仪，测定了不同物质影响泡沫起泡体积及半衰期，研究了各种物质对泡沫稳定性影响程度及影响规律，初步确定了几种具有明显改进泡沫稳定性的物质。实验证明，NaCl、聚合物722、CMC、部分醇类、活性物质6501具有对驱油用泡沫活性剂不同程度的稳定作用，特别是聚合物及十二醇对泡沫剂具有良好的稳定性，能够提高泡沫剂AEO、ABS的泡沫稳定性50％以上。     

空气泡沫钻井模拟试验装置

高效携岩和有效消泡是空气泡沫钻井安全、优质、高效钻进的重要保障,而模拟试验装置是开展相应研究的关键设施和必要手段。设计了空气泡沫钻井模拟试验装置,并就试验装置的设计思想、设计原则、主要结构参数及研制过程进行了详细的分析。该泡沫钻井试验装置可以观察不同气液比条件下的泡沫流动状态、环空压力损失,可以进行垂直井、大斜度井以及水平井空气泡沫携岩方面的试验研究。可以考察风量、风压、泡沫性质对机械消泡装置消泡效率的影响规律,为机械消泡装置的结构优化设计提供了重要的理论和试验依据。     

ZY空气泡沫的性能及流速对渗流特性的影响

中原油田采油工程技术研究院提供的阴离子型起泡剂ZY,有效物含量30%,其最佳加量为0.5%,此时的发泡体积为400 mL,泡沫半衰期为540 s,泡沫综合指数为216 L·s,泡沫视黏度为1210 mPa·s。通过岩心驱替实验研究了渗流速率对ZY空气泡沫在孔隙介质中渗流特性的影响。结果表明,ZY空气泡沫在孔隙介质中渗流时产生泡沫的临界起泡线速度为0.3 m/d。当渗流线速度从0.3增至1 m/d时,泡沫的平均阻力系数（整支填砂管）由14增至64;渗流速度大于1 m/d后,平均阻力系数约为70,泡沫的封堵能力受渗流速率的影响较小;填砂管前端泡沫的封堵能力大于后端泡沫,泡沫在孔隙介质运移过程中不断的生成和破灭,起泡速度总是小于消泡速度,直至泡沫完全消失。     

疏水改性水溶性聚合物对表面活性剂泡沫性能的影响

疏水改性水溶性聚合物与表面活性剂在溶液中发生相互作用，使其混合溶液具有特殊的流变特性，提高石油采收率，使混合液成为高效驱油剂。研究了疏水改性水溶性聚合物（NAPs-14)对表面活性剂泡沫溶液表面张力、泡沫高度、溶液粘度、泡沫半衰期的影响，同与表面活性剂有较弱作用的聚乙烯吡咯烷酮（PVP360）和无作用的HPAM进行了对比，考察了疏水改性水溶性聚合物对泡沫稳定性的影响。结果表明，疏水改性水溶性聚合物（NAPs-14)因为本身具有一定的表面不活性，与表面活性剂通过疏水相互作用发生缔合，增加了泡沫液膜的粘度和强度，减缓了排液速度，具有良好的稳泡性能；与之相比，HPAM也能起到很好的稳泡作用，但泡沫稳定性比NAPs-14稍差；而PVP360几乎没有稳泡能力。     

氮气泡沫技术治理高含水水平井的研究

针对应用于底水油藏开发的水平井综合含水率上升速度较快的问题,采用氮气泡沫技术进行治理。通过室内模拟试验,评价了氮气泡沫的封堵能力、对油水层及高低渗地层的选择性封堵能力、以及在岩心中的稳定性,表明氮气泡沫能在一定程度上压制底水油藏含水上升的趋势;通过考察不同发泡剂、稳泡剂的发泡体积和半衰期,确定了十二烷基磺酸钠为发泡剂,聚丙烯酰胺为稳泡剂。并在两口不同类型水平井中进行了矿场试验,收到了良好效果,为下一步治理此类问题的水平井提供了一种经济有效的模式。