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。     

多孔介质中泡沫驱油微观机理研究

泡沫处于平衡状态时,排液过程受到外力的影响很小,液膜中的液体在重力的作用下排出,使液膜变薄、失去弹性,与同时发生的气体扩散一起导致了泡沫破裂.在多孔介质中运移泡沫的稳定性除了上述因素影响外,还受到冲压、挤压、摩擦等因素的影响.采用高压可视化微观模型驱替装置,观察分析了水湿和油湿介质中不同压力下单一泡沫体系、复合泡沫体系泡沫的形成、衰变过程,分析了泡沫在多孔介质中的微观驱油机理.观察分析结果表明:泡沫的稳定性与压力和介质的润湿性有关,压力越高,泡沫的稳定性越好,水湿介质中泡沫的稳定性好于油湿介质;泡沫的的驱油效果也与压力和介质的润湿性有关,压力越高,泡沫的驱油效果越好,水湿介质中泡沫的驱油效果好于油湿介质.     

多孔介质中泡沫的直观特征研究

为了评价泡沫在多孔介质中的稳定性,借助可视化微观模型驱替装置,利用图像采集系统,通过对大量图片进行分析,研究了水湿和油湿介质中不同压力下单一泡沫体系、复合泡沫体系在多孔介质中的稳定性以及泡沫的形成与衰变机理。结果显示,单一泡沫体系和复合泡沫体系在水湿介质中形成的泡沫稳定性均较好,泡沫形成较为容易;同等条件下泡沫体系在油湿介质中泡沫的形成较水湿介质中困难,泡沫稳定性较水湿介质中差;压力相同时,水湿介质和油湿介质中添加了高聚物的复合泡沫体系比单一泡沫体系泡沫稳定性好。     

高压复合热泡沫在多孔介质中的渗流能力实验

复合热泡沫驱油技术是将泡沫驱油技术和热力采油技术集成在一起,充分发挥二者优势的三次采油技术.研究所涉及的复合热泡沫体系,选择HY-3表活剂作为发泡剂,热烟道气(由85%的N2和15%的CO2组成)作为发泡气体.该体系不但具有泡沫驱油和热力采油的优点,同时又具有一定的CO2驱油和N2驱油的的作用.泡沫在地层高压条件下的稳定性和封堵能力,是泡沫体系能否取得理想驱油效果的关键.研究首次利用高压泡沫装置进行复合热泡沫高压渗流能力实验,研究了高压条件下复合热泡沫的稳定性及其在多孑L介质中渗流能力的影响因素.研究结果表明:在地层高压条件下,HY-3表活剂和烟道气可以在多孔介质中形成具有较强封堵能力的稳定泡沫,且在非均质岩心中的封堵效果明显好于在均质岩心中的封堵效果;岩心渗透率越高,阻力系数越大,泡沫封堵效果越好;注入速度越高,形成泡沫强度越大,泡沫封堵能力越好;气液比越大,泡沫渗流阻力越大,气液比达到1:1后,继续增大气液比对渗流阻力影响不大,为防止气窜,建议现场实施过程中气液比采用1:1.     

多相泡沫体系调驱提高原油采收率试验研究

通过复配泡沫和聚合物凝胶微球形成多相泡沫体系,并进行了多相泡沫体系在多孔介质中的驱油实验。通过激光粒度分析仪对聚合物凝胶微球的粒径进行测量,其粒径分布均匀,且与地层孔喉匹配。针对多相泡沫的起泡能力和稳定性,采用搅拌法对其各组分的浓度进行优选。微球封堵试验表明,微球能在岩心中不断地封堵和运移,使注入压力和阻力系数增加,后续水驱仍有较高的残余阻力系数。在双管非均质驱油试验中,多相泡沫优先进入高渗管并具有良好的调剖效果,从而改善地层非均质性,使泡沫驱替低渗管,调剖与驱油结合,有效地提高原油采收率。     

综合信息

聚合物驱后泡沫驱提高采收率技术通过聚合物及泡沫在石英砂模型中形成的封堵能力比较、聚合物与泡沫体系驱油能力比较及聚合物驱后泡沫驱油试验,证明泡沫驱在多孔介质中具有良好的封堵调剖能力,并且在油藏中能够选择性封堵高渗层,对聚合物驱后未能波及的低渗层具有良好的驱油能力,是聚合物驱后一种行之有效的方法。从试验可以看出,泡沫体系的阻力因子是聚合物的数倍以上,表观粘度大,具有较强的封堵调剖能力,其注采压差明显高于同浓度聚合物溶液。试验证明,聚合物驱后单一聚合物的二次注入效果较差,经济风险大,而强化泡沫的多次注入效果良好,…     

聚合物驱后泡沫驱提高采收率技术

通过聚合物及泡沫在石英砂模型中形成的封堵能力比较、聚合物与泡沫体系驱油能力比较及聚合物驱后泡沫驱油试验，证明泡沫驱在多孔介质中具有良好的封堵调剖能力，并且在油藏中能够选择性封堵高渗层，对聚合物驱后未能波及的低渗层具有良好的驱油能力，是聚合物驱后一种行之有效的方法。从试验可以看出，泡沫体系的阻力因子是聚合物的数倍以上。表观粘度大，具有较强的封堵调剖能力，其注采压差明显高于同浓度聚合物溶液。试验证明，聚合物驱后单一聚合物的二次注入效果较差，经济风险大，而强化泡沫的多次注入效果良好，累计段塞达到1PV时提高采收率高达34％；在聚合物驱后残余油含量较低且剩余油分布不均匀的条件下，仍然能够较大幅度地提高原油采收率，提高幅度达10％，特别是对于低渗层提高采收率的能力明显优于聚合物。     

氮气泡沫体系注入性能评价研究

研究表明,泡沫体系驱油效果的好坏取决于多种因素,其中很重要的一个因素就是泡沫体系的注入能力,这一因素直接决定了泡沫体系驱油性能的优劣。本文利用实验方法研究了聚合物的相对分子质量、岩样的渗透率以及注入速度等因素对聚合物注入能力的影响。结果表明,泡沫体系具有黏弹性,可以有效的建立地层的渗流阻力,扩大波及体积;残余阻力保留率较高,体现了良好的耐冲刷性和稳定性。     

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。     

三元复合体系在多孔介质中的渗流特性

通过渗流实验,分析了影响三元复合体系及其乳状液在多孔介质中渗流特性的因素,建立了三元复合体系在多孔介质中表现为粘弹流体的本构方程,分别推导出了三元复合体系表现为粘性和粘弹性流体的渗流方程。结合实验,对其渗流方程计算结果进行了检验。结果表明,用粘弹流体的渗流方程可以较准确地描述三元复合体系的渗流特性。此研究结果对油田开展三元复合驱技术具有指导意义     

泡沫驱油发展现状及前景展望

简要介绍了泡沫驱油在国内外的发展历史、驱油机理,以及近几年国内外泡沫驱油研究方向,对泡沫驱油在油田的应用及取得的效果做了简单的介绍,分析了泡沫驱油的优缺点,对存在的问题做了阐述,并提出了在泡沫驱油推广应用中应该注意的问题。讨论了间断式注入泡沫段塞对改善水驱油及其它驱油方式的作用及优缺点,研究了泡沫驱油的制约因素。研究认为泡沫体系的稳定性、耐油性差及注气成本高是制约泡沫驱油发展的关键因素,研制新型的成本低、具有良好泡沫性能,同时具有良好界面性能及洗油能力的泡沫剂,以及研制以烟道气及空气等廉价气体作为气源的泡沫体系,改善注入方式及工艺,是泡沫驱油的重要研究方向。     

从泡沫复合驱先导性矿场试验中取得的认识

通过对泡沫复合驱油试验的效果及动态反映特征的描述和分析,对复合体系的发泡能力、发泡效果做了初步评价,并探索泡沫复合驱油的注入及采出工艺,同时对泡沫驱油效果的影响因素做了深入的分析,总结出泡沫驱油规律性的认识。     

CO2响应性增强泡沫体系室内试验研究

为解决低渗透油藏CO₂驱气体窜流影响开发效果的问题,以泡沫综合值为评价指标,通过搅拌法优选发泡剂,建立了CO₂响应性增强泡沫体系,配方为0.1%发泡剂AOS+4.0％小分子胺+水。该体系在接触CO₂前黏度与水接近,与CO₂作用后黏度可升高18倍以上。性能评价结果显示:CO₂响应性增强泡沫体系的泡沫综合值可达到常规泡沫体系的11倍以上;具有明显的剪切稀释特性,流变方程符合幂律流体流变模式;比常规泡沫体系具有更强的黏弹性,可以封堵优势渗流通道,抑制非均质低渗透油藏CO₂驱气体窜流,提高低渗透油藏CO₂驱的采收率。研究结果表明,CO₂响应性增强泡沫体系可以解决低渗透油藏CO₂气体窜流问题,提高CO₂驱的开发效果。      

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。     

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。     

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％。     

裂缝性致密油藏超临界CO2泡沫驱规律实验研究

超临界CO2泡沫可以有效降低CO2流度,提高封堵强度,抑制CO2在裂缝性致密油藏岩心中的窜流。在接近油藏条件下对8种起泡剂进行评价,优选出稳定性最好的起泡剂;研究不同气液比、裂缝开度及注入方式下超临界CO2泡沫的岩心渗流特征,分析水驱和气驱后超临界CO2泡沫驱油规律。结果表明:质量分数为0.5%时,起泡剂HY-2稳定性最好;气液比为1.0时对裂缝性致密岩心封堵效果最好,对裂缝开度在39.80~82.67μm时有较好的适应性,气液同时注入更有利于提高超临界CO2泡沫封堵效果,在水驱或气驱基础上,超临界CO2泡沫驱可使采收率提高20%以上。因此,一定条件下的超临界CO2泡沫驱对裂缝性致密油藏提高采收率有显著效果。     

多因素影响的泡沫驱数值模拟方法

基于泡沫封堵规律实验结果和质量守恒定律,建立了综合考虑多孔介质渗透率、发泡剂质量浓度、泡沫干度、油藏温度、含油饱和度、含水饱和度以及渗流速度等多因素影响的泡沫驱数学模型。采用IMPES和Runge-Kutta方法对模型进行了求解和验证。利用数值模拟方法研究了泡沫封堵特性和泡沫驱开发效果影响因素的敏感性。研究结果表明：随着转驱时机的推迟,最终采收率先小幅升高后迅速降低;随着泡沫干度增加,最终采收率先增加后降低,泡沫干度为50%~67%时的驱替效果最佳;随着发泡剂质量浓度增加,最终采收率先迅速增加后趋于稳定;随着注入速度增加,最终采收率先增加后降低;各因素对泡沫驱最终采收率影响程度大小为：发泡剂质量浓度>注入速度>泡沫干度≈转驱时机。由于该数学模型考虑了众多与实体油藏相关的参数,所以该模拟方法可以更容易、有效地应用于指导泡沫驱矿场试验方案的制定。     

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.