气液交替注入参数的选择

采用气液交替注入技术可以提高高含水油藏的波及效率，改善油层的动用程度，达到提高原油采收率的目的。针对氮气／起泡剂溶液交替注入方式，分别在静态和动态条件下评价了起泡剂的使用浓度、注入速度、气液比、注入方式、岩心渗透率等参数对泡沫封堵性能的影响。综合评价结果表明，气液交替注入方式好于气液同时注入方式，能够在岩心中形成性能稳定的泡沫，对岩心的封堵作用较强。     

钻井液起泡与消泡

本文从气泡产生的基本条件出发,分析了钻井液起泡的原因,并指出钻井液起泡对井底液柱压力影响不大,但会引起地表钻井液粘切上升,起泡严重会影响泥浆泵上水效率,降低泵压。减弱或防止钻井液起泡需从减少气体来源、降低处理剂表面活性等方面着手,对于严重的钻井液起泡则需采用机械和化学的方法联合消泡。文章最后介绍了目前国内常用的几种钻井液消泡剂。     

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。     

注入气体提高砂岩储层酸化效果

针对常规酸化作业逐渐暴露出酸化效果差、有效期短、解堵范围有限等问题,充分考虑砂岩储层气井酸化效果普遍好于油井的现场经验,提出了油井酸化过程中通过注入气体以提高酸化效果的设计思路。研究过程中分析了气液交替注入酸化解堵工艺的作用机理及优势,通过室内实验进一步探索3种不同注气模式下,对未伤害及受钻完井液伤害岩心的酸化改善效果,并对比分析了注入不同气体对酸化效果的影响。研究认为,酸化过程中注入气体能明显提高被污染岩心的酸化效果,尤其采用前置气+气液交替注入的酸化模式,而对未受污染岩心注入气体改善酸化效果不明显,且总体上注CO₂气体酸化效果要好于注N₂。气液交替注入酸化工艺现场实验解堵效果显著,能够有效地提高常规酸化效果。      

低渗透油田水平井 CO2复合吞吐技术

为了解决低渗油田水平井因储层非均质性强而发生的注水沿裂缝、高渗条带窜流以及含水高的问题,开展CO_2复合吞吐试验技术研究。首先考察了适合酸性条件下的表面活性剂YQY-1体系的发泡性能和稳泡性能,在获得最佳气液比的基础上开展了水驱-CO_2吞吐-CO_2泡沫复合吞吐动态评价实验,并进行了现场实验。研究结果表明,YQY-1发泡体系在高温高压下具有较好的起泡性能和稳泡性能,在气液比1∶1(交替注入)下,CO_2复合吞吐对比单一CO_2吞吐注入压力上升1.9 MPa,采收率提高11.6%,说明CO_2泡沫复合体系在油藏条件下能够对裂缝、高渗条带起到封堵作用,扩大注气波及体积,启动低渗部位剩余油。现场试验结果表明,CO_2复合吞吐增油控水作用明显。     

耐温纳米稳泡剂制备及驱油性能评价

以Pickering乳液法，制备了一种具有Janus功能的纳米颗粒稳泡剂WP-21，采用激光粒度分析、FTIR、TG方法对所制备的纳米颗粒稳泡剂WP-21进行表征，从泡沫性能、流变性能方面对体系性能进行评价；利用双管并联驱油模型，验证体系的封堵性能，并对驱油机理进行分析。实验结果表明，在0.05～1.00 Hz频率范围内，黏性模量达到31 mN/m、弹性模量达到18 mN/m;125℃条件下，起泡体积达到276 mL，泡沫半衰期为124 min;95℃条件下，高渗岩心最终采收率达到60.30%，低渗岩心最终采收率为27.91%；耐温纳米泡沫体系依靠气泡叠加产生的贾敏效应在高渗层形成有效封堵，使得后续泡沫体系向低渗层流动，少量气泡在小孔隙处发生堆积，起到优异的调驱效果。     

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％.     

聚合物交替注入油层压力扰动及流体窜流规律

针对目前部分聚合物驱区块出现的聚合物用量大、吨聚增油下降,致使聚驱效益逐渐变差的问题,提出了交替注入改善聚合物驱开发效果的新型驱油方法。通过建立非均质油藏物理模型,应用自动化岩心驱替装置,研究了交替注入方式和单一段塞注入方式油层压力扰动和流体窜流规律。结果表明：与单一段塞注入方式相比,交替注入方式改变了油层渗流压力场和流体窜流规律,该注入方式有利于低渗层吸液,从而提高了低渗层动用程度;交替注入较单一段塞注入提高采收率2个百分点左右,且降低聚合物用量25%左右。该研究成果一定程度上解释了交替注入能够改善开发效果的原因,为优化聚合物驱注入参数和注入方式提供指导,为交替注入技术的推广提供理论依据。     

注气混相驱中水气切换问题实验研究

葡北油田注气混相驱开发已取得了较好的效果，但该油田在水气交替注入过程中出现了水气切换问题，注水井转注气时气体注不进地层，导致油田水气切换方案无法正常实施。文章利用长岩心驱替实验研究产生此问题的机理和原因，表明在现场确定压缩机及其压力时，应考虑最高水气交替注入压力及压力上升的影响，避免频繁的水气交替；在注气开始时就应进行示踪剂监测，葡北油田实施较晚，没有起到监测的作用；不论是水驱还是水气交替，都存在初始启动压差，要考虑增大注入压力以启动注气工程。     

稠油减氧空气泡沫驱注入参数优化及现场应用

针对鲁克沁稠油油藏泡沫驱开采存在的气锁、注入参数不合理等问题,通过物理模拟实验,对减氧空气泡沫驱注入参数进行了优化。研究表明:水驱突破时开展减氧空气泡沫驱,采出程度增幅最高,含水率明显下降;采用气液交替注入方式替代气液同注方式,可避免井筒内气液分离和腐蚀问题,且当减氧空气和发泡液的单次注入量为0.1倍孔隙体积时,驱替效果与气液同注效果相当。室内获得的最佳注入参数为:水驱含水率达70%时转泡沫驱,液和气交替注入,单次注入0.1倍孔隙体积,注入速率为0.3 mL/min。现场施工参数调整后,试验区日增油为42 t/d,含水率下降28个百分点,累计增油为1.4×10⁴t,产水量降低2.65×10⁴m³。现场试验证明,减氧空气泡沫驱优化方案切实可行,该成果为鲁克沁稠油规模开发提供了重要技术支持。     

秦皇岛32-6油田强化氮气泡沫驱实验

为选取满足QHD32-6油田油藏条件的强化泡沫驱注入参数,采用静态、动态实验相结合的方法,开展了氮气泡沫调驱室内实验.模拟QHD32-6油田流体和油藏物性,评价了不同起泡剂和稳泡剂的能力,以及不同气液比和注入方式下的泡沫体系封堵性能.实验结果表明:QHD32-6油田强化泡沫驱的合理气液比为1∶1～3∶1,最佳泡沫剂浓度...     

含凝析油气井起泡剂加注量优化及应用

针对中江气田66产凝析油气井泡排效果不佳问题,通过含油气井泡排携液机理和流动性实验研究发现,由于凝析油的存在,气井中部分起泡剂与井底积液形成乳化结构从而被消耗,仅部分起泡剂能够发挥携液作用。凝析油含量增加10,泡排携液量下降40~60,需提高起泡剂加注量才能提升泡排效果。推导出含凝析油气井起泡剂加注量公式,现场试验结果表明该公式符合现场实际,两口试验井携液量提升80以上,产气量提升45以上,具备推广应用价值。     

泡沫流体在孔隙介质中的流动特点研究

为了研究不同气液比及不同注入方式泡沫流体在长细管模型中产生的特点及运移规律以及端面封堵情况，通过长细管模型进行了注入泡沫流体在孔隙介质中的流动试验。试验结果证明，泡沫在多孔介质中流动，压差分布均匀，泡沫体系在渗透率20 μm2孔隙介质中，能够形成较大的流动压差，并且不会形成端面堵塞，泡沫流动压差随气液比的增大而增大，泡沫压差形成的速度随气液比的增大而增快，形成稳定压差的时间变短；混合式注入泡沫形成的压差由前向后运动，交替式注入气体及泡沫剂溶液首先在中部形成压差，逐渐向两端扩展，混合式注入形成泡沫封堵的时间明显少于交替式注入。泡沫流体适合于油藏驱油，不会形成端面封堵，且混合式注入优于交替式注入。     

抗温抗盐复合缓蚀起泡剂的室内评价及应用

天然气气井开发中后期因地层能量降低,携液能力下降,致使产水气井井筒内积液严重,影响气井产能。对此,需要采取泡沫排水措施以维持气井正常生产。川渝地区大多为含H2S和CO2的酸性气田,在进行泡排的同时需要进行腐蚀防护。因此,开展了复合缓蚀起泡剂的评价研究及应用,以实现在酸性气藏开采中的泡排和防腐联作。对复合缓蚀起泡剂CT5-20的性能进行了评价研究,证明该复合缓蚀起泡剂不仅抗温抗盐(150℃、300g/L矿化度)、泡排性能优异,而且具有较好的腐蚀防护性能。用该缓蚀起泡剂在重庆气矿X井进行现场试验,取得了较好的缓蚀泡排效果,说明CT5-20复合缓蚀起泡剂的应用可以实现高温、高矿化度酸性气井的泡排防腐联作。     

微泡沫与普通泡沫注入性及调剖能力对比

针对普通泡沫注入性差、运移性弱的问题,将气体和起泡剂溶液同时注入填砂管发泡器制备出一种气泡微细的微泡沫体系。通过多测压点长填砂管和并联填砂管对比了微泡沫和普通泡沫注入性和调剖能力的差异,并借助微观非均质模型对比研究了微泡沫和普通泡沫的封堵机制及改善微观非均质能力。微观驱替实验表明,由于微泡沫气泡直径小于高渗区域孔喉直径,气泡受孔喉的约束较小,主要通过多个气泡叠加作用在高渗区域孔喉处形成堆积封堵,后续气泡以"直接通过"或"弹性变形"的方式流入低渗区域,少量气泡以"气泡陷入"方式封堵小孔喉,但高渗区域堆积的微泡沫易被冲散,导致其封堵强度较弱,调剖作用有限。与微泡沫相比,普通泡沫的平均气泡直径大于高渗孔喉直径,气泡通过孔喉时的流动阻力较大,封堵能力较强,气泡主要通过"弹性变形"和"液膜分异"作用进入孔喉。相同泡沫注入量条件下,普通泡沫微观调剖效果更好。微泡沫在填砂管沿程产生的压差分布较为均匀,其注入性和深部封堵能力优于普通泡沫,但其封堵高渗通道能力及耐水冲洗能力较弱,调剖能力弱于普通泡沫。     

天然气泡沫体系流度控制能力影响因素

大量现场应用发现,泡沫驱作为一种有效提高采收率的方式,合适的注入参数可使其最大程度地发挥泡沫的流度控制能力。选取APG-10为起泡剂、DG为稳泡剂、天然气为气相制备天然气泡沫。对起泡剂质量浓度、稳泡剂质量浓度、天然气泡沫注入流速、天然气泡沫体积分数、含油饱和度5个因素,设计正交试验,确定最优天然气泡沫体系配方及最佳注入参数。分析不同因素对流度控制能力的影响;引入标准偏差描述驱替过程中阻力系数的波动幅度;探究最佳注入参数在不同渗透率地层中的适应性。在渗透率为100 mD的多孔介质中,最佳注入参数为6000 mg/L APG-10+400 mg/L DG;当天然气泡沫体积分数为70%,天然气泡沫注入流速为4 mL/min时,天然气泡沫的流度控制能力最强,阻力系数为57.04。在渗透率适应性研究中,多孔介质渗透率在3000 mD以内时,随着渗透率增加,天然气泡沫流度控制能力增强。     

新型PAS-12高效起泡剂及泡沫液体系的研究

针对泡沫驱油的工艺技术要求,研制开发出了性能优良的阴离子型起泡剂PAS-12.该起泡剂以月桂醇和邻苯二甲酸酐为原料,采用酯化和中和两步合成.用Rose-Mile法和Waring Blender搅拌法对PAS-12起泡剂及其泡沫液体系的抗盐、抗油等性能进行了研究评价.结果表明,PAS-12起泡剂几乎不在油砂上吸附,起泡性比常用的SDS和ABS强,70 ℃下溶液浓度为0.20%时,起泡高度可达180 mm以上;泡沫液体系抗温在90 ℃以上,抗盐为5.15%,在含油量高达20%的静态条件下仍有较强的稳定性,适用于弱酸强碱性环境.使用PAS-12起泡剂配成的泡沫液体系可用于高温高矿化度油藏三次采油.     

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.     

气驱起泡剂综合性能评价

首先对2种起泡剂的发泡性、稳定性、抗盐性、抗温性、抗油性等静态性能进行了测试评价，并优选了起泡剂的最佳使用浓度。然后，针对氮气／水交替注入和氮气／起泡剂水溶液交替注入2种方式，在岩心中对起泡剂的发泡能力及封堵性能进行了评价实验。最后，从改善驱油效率的角度对起泡剂进行了评价。综合评价结果认为，B号起泡剂溶液在岩心中的封堵能力大于A号起泡剂溶液。B号起泡剂溶液与氮气交替注入的方式在岩心产生的阻力因子呈波浪增加这一特点，可能在一定程度上能够克服气水交替过程中注入能力降低的问题，对改善油藏的注入能力是有利的。从驱油效率看，B号起泡剂比A号起泡剂提高原油采收率幅度更大，降低残余油饱和度幅度更大，更适合该油藏的气驱过程。     

定向气井泡沫排水技术研究

当气藏压力降到一定程度,气井携液能力不足,可采取泡沫排水采气,而定向气井泡排效果普遍较直井差。通过对斜管中气泡流进行模拟实验,发现随着管斜角度的增大,携液时间、起泡时间、稳泡时间越长;泡沫含水率增加。在实际生产中,定向气井斜井段是造成泡排效果差的原因之一。斜井段首先增加了附加摩擦力,增大了排液难度;其次,斜井段增加了气泡流动路径,延长了气泡在井筒中滞留时间,使得其更易破裂从而回落井底造成积液。因此,泡沫的稳定性对定向气井的泡排效果尤其重要。