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。     

低界面张力起泡剂的泡沫性能、油水界面活性及堵水驱油性能

采用Teclis泡沫扫描仪以及TX-500C型旋转滴界面张力仪测试了3种低界面张力起泡剂的泡沫性能和油水界面活性，并对优选的起泡剂进行了驱油试验。结果表明：AUDB型起泡剂的综合泡沫性能以及油水界面活性最优，其在质量分数为0.16%时的起泡体积达122 mL、半衰期达106 min、泡沫综合指数达9 762 mL·min、油水界面张力达0.013 7 mN/m; AUDB型起泡剂具有良好的封堵能力以及洗油能力，向岩心注入0.3 PV的AUDB型起泡剂后，其含水率下降了24.8%，采收率提高了10.4%。     

冻胶泡沫封窜体系的优选及性能研究

针对纯泡沫体系半衰期较短、在油藏开发应用中封窜效果较差的实际问题,开展了冻胶泡沫封窜体系的研究。试验结果表明,采用十二烷基硫酸钠(SDS)/烷基醇酰胺(Ninol)复配起泡剂,m(SDS)∶m(Ninol)=1∶1时,起泡剂起泡能力最好,泡沫综合值达1 115.3 mL·min。该冻胶泡沫体系使其与原油间界面张力降至10~(-1)mN/m数量级范围内,且冻胶泡沫封窜体系比单一泡沫和冻胶体系具有更好的封堵能力和封窜效果。     

CO2泡沫体系性能评价及驱油实验研究

随着CO2捕集技术的成熟,可利用CO2回注地层达到提高原油采收率的目的。应用分子模拟设计思想,筛选能与CO2形成稳定泡沫的表面活性剂,并对泡沫体系的静态物性和封堵能力进行评价,对比不同注入方式对驱油效率的影响。复配的阴非型表面活性剂体系S6-1作为起泡剂,其起泡体积为213 mL,半衰期为1 112 s,均优于其他表面活性剂。CO2泡沫体系具有耐温抗盐、吸附损耗小、封堵性能优的特点。合理气液比为1∶1、起泡剂溶液质量分数为0.5%时,CO2泡沫体系阻力因子较稳定。CO2泡沫体系与水交替注入提高原油采收率最大,最终采收率达到60%。CO2泡沫体系具有良好的封堵性能,后续水驱仍具有良好的残余阻力。     

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%。     

低界面张力复合泡沫体系研究

通过测定表面张力、表面扩张黏弹模量、界面张力,起泡体积、半衰期等多个参数,优选出了既具有良好起泡能力,又有较低界面张力的复合泡沫体系,考察了该体系在非均质模型上的驱油性能。实验结果表明:氟碳起泡剂的起泡性能较佳,但仅有BS起泡剂能将界面张力降到10~(-2) mN/m;较佳的起泡剂配方为0.1%BS甜菜碱+0.08%起泡甜菜碱+0.12%氟碳起泡剂+1 500 mg/L部分水解聚丙烯酰胺,该体系具有较好的调驱能力,能够将综合采收率提高15%。     

超低界面张力胜利石油磺酸盐起泡剂的研制及性能评价

为了探索聚合物驱后油藏提高采收率的新技术,开展了超低界面张力胜利石油磺酸盐泡沫复合驱研究.通过大量实验筛选了胜利石油磺酸盐与不同种类表面活性剂复配后的泡沫性能和界面性能,得到了既具有良好的泡沫性能,又具有超低界面张力的复合体系,其配方为质量分数为O.15%的SLPS+质量分数为0.35%的6号起泡剂,其总质量分数为0.5%,界面张力达到了1.07x10<'-3>mN/m,发泡体积为320 mL,泡沫半衰期为120 min,耐温抗老化能力和抗盐能力均较强.油藏条件下的物理模拟驱替实验结果表明,超低界面张力胜利石油磺酸盐泡沫复合驱可在聚合物驱后提高采收率16%,证实该体系具有大幅度地提高聚合物驱后原油采收率的能力.     

反韵律油藏泡沫驱提高采收率研究

以胜坨油田二区古近系Es8(2~4)2单元为目标,以精细油藏描述为基础,建立三维地质模型,研究特高含水后期反韵律油藏剩余油分布特征。针对油藏动态非均质性严重、主力层顶部剩余油相对富集及高温高盐等特点,研制了低张力泡沫体系,在油藏温度85℃、地层水矿化度18500mg/L、钙镁离子质量浓度505mg/L条件下,起泡体积202mL,半衰期132min,界面张力3×10-3 mN/m,在发挥泡沫体系选择性封堵油藏高渗条带、扩大驱替波及面积的同时,其高界面活性有效提高了洗油效率,室内填砂模型驱油试验提高采收率25.0%,为反韵律油藏大幅度提高原油采收率提供了技术方法。     

渤海S油田低界面张力泡沫调驱体系室内研究

泡沫具有“堵大不堵小”、“堵水不堵油”的特性,因此在油田开发过程中被广泛应用。筛选具有较强起泡性能,同时具有较低界面活性的起泡剂体系是泡沫调驱技术应用的关键,本文通过泡沫综合值、泡沫体系界面张力等参数,为渤海S油田筛选优化出既具有较强起泡性能,又具有较低界面活性的起泡剂体系,同时通过物理模型考察了该体系的驱油能力。实验结果显示:采用具有高起泡性以及稳泡性的十四烷基酰胺磺酸盐与具有低界面张力的双十四烷基酰胺醇进行不同质量比复配,当两者的质量比为7:3时起泡体积达250 mL,半衰期达24.9 min,同时油水界面张力为3.2×10-2mN/m。该体系具有较强的调驱性能,能提高非均质储层综合采收率16.64%。     

泡沫驱用起泡剂的筛选及性能评价

本文采用搅拌法筛选评价泡沫驱用起泡剂,对多种泡沫驱用起泡剂的起泡能力、稳定性、与水的配伍性、抗钙镁离子和耐盐能力进行了对比试验,评价了起泡剂的浓度对起泡量的影响、温度及稳定剂对起泡量及半衰期的影响、矿化度对界面张力影响的性能特性,最终根据现场适用性,对不同矿化度的水筛选出相应的起泡剂,为长庆油田泡沫驱油及调驱堵水的现场试验提供了有力的科学依据。     

稠油采出水制备纳米颗粒及其泡沫驱油研究

针对油田采出液难处理、纳米颗粒制备成本高的问题,采用鲁克沁稠油采出液合成菱-球混合形纳米碳酸钙颗粒,通过泡沫稳定性实验及岩心驱替实验,研究纳米碳酸钙颗粒的稳泡性能及该泡沫体系的驱油效果。结果表明:合成的纳米碳酸钙颗粒可有效增强泡沫稳定性;当纳米颗粒质量分数为0.2%、体系矿化度为5 000 mg/L、温度为80 ℃时,纳米颗粒发泡体积为530 mL,析液半衰期达528 s;泡沫体系具有良好的耐盐、耐温及抗吸附性能;水驱油藏(含水率为达80%)转泡沫驱,纳米颗粒泡沫可形成3 MPa左右的稳定驱替压差,采出率由39.84%增至80.16%。利用油田采出液稳定合成出纳米碳酸钙颗粒,可作为泡沫稳定剂提高泡沫稳定性,并用于矿场驱替试验改善泡沫驱油效果。     

高温高盐油藏CO2驱泡沫封窜体系研究与应用

针对中原油田CO2驱过程中的气窜问题,研制了耐温抗盐CO2泡沫封窜体系。该体系起泡剂选用咪唑啉类两性表面活性剂,稳泡剂选用TL3000共聚物,耐温100 ℃,耐盐20×104 mg/L,耐钙镁5 000 mg/L。用CO2气体充气法对其性能进行了评价。评价结果表明,其半衰期达84 min,体系表面张力30.6 mN/m,界面张力0.43 mN/m,具有较低的表界面张力。可视化封堵实验观察到该泡沫体系在多孔介质中起泡性能较好。岩心封堵实验表明,该体系封窜能力较强,阻力系数达到25.63,残余阻力系数为9.4。15井次的现场试验结果表明,该体系对CO2气窜有较好的封窜能力,为目前CO2驱过程中控制气窜问题提供了新的有益尝试。     

ZY型耐温耐盐泡沫体系的研制及性能评价

针对中原油田中高渗高含水油藏,为解决普通起泡剂难以满足中原油田高温、高盐现场应用的难题,开发了耐盐250 g·L-1、耐二价阳离子质量浓度大于5 g·L-1的ZY型系列泡沫体系。该泡沫体系的半衰期大于70 min,体系起泡体积大于400 mL。通过室内驱替实验,研究了气液比、温度、压力和岩心渗透率对泡沫体系封堵能力的影响。在中原油田胡状集油田等10个井组开展了现场应用试验,试验结果表明：ZY-1型泡沫体系与油田注入水具有良好的配伍性,耐温耐盐性能优越,封堵气窜能力较强,试验区增油降水效果明显。     

氮气泡沫驱油用起泡剂的筛选与评价

针对靖安油田地层条件,对起泡剂的起泡能力和稳定性等进行分析。筛选出界面张力达到10^-1mN／m的低界面张力泡沫体系。性能评价表明,该体系具有较好的起泡性、稳泡性和较强的耐温抗盐性。运用单管驱油实验对泡沫体系阻力因子进行了评价．确定最佳气液比为2：1：双管驱油实验表明,泡沫可以实现对高低渗填砂管的均匀分流．水驱后再注入此泡沫体系．综合采收率可以提高10．94％。     

N-烷基-β-氨基丙酸的制备及泡沫性能研究

研究以丙烯腈与脂肪伯胺为原料,配比为1∶1.1,通过两步反应合成N-烷基-β-氨基丙酸（HA）,并采用Paragon-1000型红外光谱仪进行了结构表征分析。选用两性发泡剂HA、阴离子发泡剂ABS、非离子发泡剂AEO、阳离子发泡剂CTAB,与两性发泡剂HA进行了泡沫性能对比。对HA进行了耐温、抗盐、抗钙性能及稳定性能评价。实验表明,HA的发泡能力随温度变化不明显,在25℃附近,半衰期最长为14 min,泡沫稳定性最好;在pH<3和pH>7时,发泡体积大于540 mL,半衰期大于5.5 min,泡沫性能远高于pH为3～7时;随着盐度的升高,泡沫体积在720 mL附近变化,半衰期持续延长至10 min,抗盐性较好;随着Ca2+浓度的升高,泡沫体积由700 mL下降至380 mL,但半衰期由7.5 min上升至17 min,泡沫稳定性上升,可以满足泡沫流体井下作业使用。      

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。     

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。     

边水油藏交联聚合物调驱物理模拟实验研究

根据胜利油田高浅北区边水存在的特点,利用现有实验装置,研究设计了边水油藏交联聚合物物模实验流程,同时设计了实验方案。物理模拟实验结果表明,注入的交联聚合物体系具有成胶良好、强度大。稳定性好、耐冲刷能力强的特点,对边水油藏提高采收率幅度较高,边水油藏进行交联聚合物调剖是可行的。该实验为具有边水的高浅北区进行交联聚合物调驱开发、提高采收率提供了可靠的实验依据。     

低渗透油藏再生氮气泡沫驱实验与应用

针对常规氮气泡沫在地层消泡后难以再次起泡,严重制约泡沫驱效果的问题,开展室内实验,采用多因素评价方法,从发泡能力、再次起泡性能、耐盐、耐温耐压等方面优选出廉价高效的再生氮气泡沫驱油配方体系。在模拟油藏条件下,开展了一维岩心驱替实验,证实了再生泡沫的可行性,对比并优选出合理的注入参数:气液比为3∶1,注入速度为0.3～0.4 mL/min,气液同注。在新疆油田SN井区开展了2个井组的先导试验,累计注入0.43倍孔隙体积的再生氮气泡沫段塞,日增油8 t/d以上,井组含水下降6.6个百分点,并在后续水驱中通过再次起泡持续增油,累计增油4 947 t,投入产出比达到1.0∶1.6。该研究表明再生氮气泡沫驱能有效提高原油产量和采收率,在同类油藏具有重要应用潜力。