空气泡沫调驱技术在浅层特低渗透低温油藏的适应性研究

空气泡沫调驱技术综合了空气驱和泡沫驱的优点,可提高波及系数和驱油效率,在中高温油藏中取得了很好的应用效果,但是在浅层特低渗透低温油藏中的应用较少。根据陕北油区特低渗透油藏地质特征,以甘谷驿油田唐114井区为例,通过理论研究、室内实验和现场试验研究了空气泡沫调驱技术在浅层特低渗透低温油藏的适应性。结果表明:室内实验低渗透层中的原油被明显启动,驱油效率由水驱阶段的8.33%升高到50.55%;矿场试验井组含水率由98%下降至73%,产液量由3m3/d降至0.8m3/d,平均单井产油量由0.05m3/d增至0.2m3/d。空气泡沫调驱技术在甘谷驿油田具有较强的适应性,可大幅度提高油田采收率,对同类油藏的增油控水具有一定的借鉴作用。     

浅层低温特低渗透油藏空气泡沫驱研究与应用

甘谷驿油田唐80井区具有埋藏浅、低温、特低渗的特点,针对井区由于储层裂缝发育和基质渗透率低造成在注水开发中注入水波及效率低、注水井注入压力不均衡的问题,通过开展优选泡沫驱油体系、分析空气泡沫驱可行性及评价驱油体系对井区裂缝的调剖封堵性能实验以研究空气泡沫驱在目标井区的适应性。实验结果表明:乙氧基化烷基硫酸钠型起泡剂最佳质量分数为0.5%,部分聚丙烯酰胺型稳泡剂最佳相对分子质量和质量分数分别为1.6×106和0.1%。当低温氧化反应时间达到65d时,O2体积分数已低于爆炸临界值,且空气泡沫驱可在水驱基础上提高采收率16.19%。对等效渗透率为300×10-3,500×10-3和1 000×10-3μm2的裂缝,注入0.4PV该驱油体系进行调剖后开展后续水驱,可分别提高低渗部分采收率15.73%,16.03%和6.43%;在注入0.4PV空气泡沫前需注入0.05PV凝胶后,即可将等效渗透率为1 000×10-3μm2的裂缝的低渗部分岩心采收率提高16.04%。现场空气泡沫驱试验表明,该驱油体系对目标井区起到了明显的控水增油效果。     

靖安低渗透裂缝性油藏泡沫辅助空气驱油试验效果分析

靖安油田五里湾ZJ53井区储层渗透率低,非均质性强,在前期注水开发过程中,受天然裂缝和人工裂缝影响,主向井裂缝性水淹特征明显,侧向井呈现高渗透带水淹特征,导致注水驱油效率低下。泡沫辅助空气驱将空气作为驱油剂,泡沫作为辅助调剖剂,可实现边调边驱,具有实施成本低,工艺简单的特点,特别对低渗透、裂缝见水油藏能有效改善平面水驱矛盾,扩大波及体积。现场试验应用表明,试验后该区19口油井中有11口明显见效,综合含水由58．3％下降到50．3％,日产油总量由见效前的47．3t上升到最高值62．1t,达到了增油降水目的。     

空气泡沫驱数学模型与数值模拟方法

为了描述空气泡沫驱过程中空气与泡沫的运移规律和复杂的驱油机理,通过相与组分关系的相关假设,借鉴火烧油层数学模型方法,结合空气低温氧化动力学方程、泡沫驱经验数学模型与物化参数的处理,建立了空气泡沫驱数学模型,分析了该模型的封闭性,并提出了相应数值模型的求解方法。建立了概念模型,通过空气泡沫驱室内实验拟合修正了氧化动力学模型,并模拟评价了空气泡沫低温氧化驱油机理影响因素的敏感性。结果表明,室内实验各阶段驱替效果与见水时间的拟合都比较好;空气泡沫驱效果更好、成本更低,适合于非均质油藏（变异系数0.7~0.8）或注水开发后期正韵律油藏;采用高温高压、高注低采、水驱至含水率96%左右时转泡沫驱以及反七点井网等方式,都有利于增强空气泡沫的驱油效果;当气液比为1∶1 ~ 2∶1、空气注入速度0.1~0.2 PV/a,以及采用空气泡沫/空气交注注入方式时,驱油效果最佳。     

低渗透油田空气泡沫驱动态监测技术应用

空气泡沫驱油技术是低渗透油田三次采油的重要手段,在改善平面和剖面驱油效果、控水稳油及提高采收率方面有较好的应用效果。该技术利用注入空气和泡沫液对地层进行封堵和调剖,需要及时了解注入空气和泡沫液的有效性。通过动态监测技术可以进行动态分析,但由于混相注入等非常规特点,需要选择合适的监测手段。以长庆油田空气泡沫驱试验区块为例,对八参数注入剖面测井、气相示踪剂井间监测和地面微地震气驱前缘技术进行阐述分析,解释成果表明,这3类动态监测技术具有良好的适应性。     

高温低渗透油藏注气防窜聚合物泡沫体系的性能评价

渤海34-2高温低渗透油藏空气驱过程易发生气窜,常规控制手段存在较多局限性,亟待研究新的调剖技术。基于聚合物增黏和泡沫调驱双重特性,研发了一种聚合物泡沫调剖体系,测试了该体系的泡沫稳定性、流变性能,通过室内驱替实验和CT扫描评价了该体系的封堵性能和作用范围,在此基础上采用二维模型分别进行了注空气后转水气交替（WAG）实验和注调剖剂再注空气实验。结果表明,130℃下聚合物泡沫调剖体系对渗透率约35×10-3μm2的岩心封堵率高达98%,能很好地抑制气窜。在气体突破后WAG方式可提高驱油效率10.14%;而采用注复合泡沫调剖体系再转气驱提高驱油效率15.81%,较常规WAG驱油效率提高5%以上。高温下聚合物泡沫调剖体系的封堵能力和提高采收率效果较好,为同类高温低渗透油藏注气防窜提供了一条新思路。     

低渗透油田提高采收率技术研究及应用

水驱油藏提高采收率的方法主要为化学法,化学法包括化学调剖和化学调驱,主要对化学调剖中的注水井深部化学调剖和注水井暂堵酸化以及化学调驱中的表面活性剂驱和空气泡沫驱进行了研究及评价。     

超低渗裂缝性油藏泡沫辅助空气驱油数值模拟——以红河油田105井区为例

红河油田为超低渗裂缝性油藏,为改善水驱开发效果,开展了泡沫辅助空气驱提高采收率数值模拟研究。根据该油田105井区的地质油藏条件,建立三维地质模型,在历史拟合的基础上,对泡沫辅助空气驱参数进行了优化设计,并进行经济评价。研究结果表明,泡沫辅助空气驱最佳参数为:注入方式为空气、起泡液交替注入;空气、起泡液的注入速度均为15 m3/d;起泡液浓度为2 500 mg/L;段塞周期为30 d;气液比为3∶1。经济评价表明,采用泡沫辅助空气驱方案,其产出投入比在2∶1以上。该井区采用泡沫辅助空气驱技术可较好地改善注水开发效果,达到降水增油和提高原油采收率目的。     

低渗透稀油油藏水驱后氮气泡沫驱适应性

吐哈油田低渗透稀油油藏注水开发进入高含水期后,水淹程度高,水驱调整措施效果较差,亟需寻找后续提高采收率方法。针对低渗透油藏注入能力差、不适合注聚合物等高黏度流体的特点,利用水驱、氮气泡沫驱和水驱后氮气泡沫驱开展室内实验研究,探讨驱油效率及其影响因素。结果表明,水驱驱油效率随渗透率的增加而升高,与渗透率呈较好的对数关系;氮气泡沫驱驱油效率为67.66%,较水驱驱油效率提高10.62%;氮气泡沫驱可在水驱的基础上提高驱油效率约9.63%。实验用泡沫的残余阻力系数大于1,表明氮气泡沫驱通过堵水调剖,提高了水驱后油藏的采收率,从机理和实验提高驱油效率程度判断,氮气泡沫驱适用于吐哈油田低渗透稀油油藏。     

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     

特低渗油田泡沫辅助减氧空气驱矿场试验效果及认识

W区块长6油藏为典型的"三低"油藏,进入中含水开发阶段后,平面、剖面矛盾加剧,水驱油效率降低,常规水驱调整效果有限,稳产形势日益严峻。泡沫辅助减氧空气驱具有"遇油消泡、遇水稳定"的性能,能起到封堵调驱作用。因此在注入参数优化设计的基础上,通过十年的矿场试验,结果表明泡沫辅助减氧空气驱在特低渗透油田具有良好的适应性,取得较好的阶段效果,并形成新的认识,对同类油藏开展泡沫辅助减氧空气驱具有借鉴意义。     

三相氮气泡沫在稠油蒸汽吞吐中的应用

针对克拉玛依油田九8区稠油油藏埋藏浅、非均质程度严重,容易汽窜等问题,从泡沫流体的基本性质入手,对三相氮气泡沫体系的配方、稳泡原理、性能评价、驱油机理等方面进行分析,成功进行两口现场试验,并对措施效果进行评价。结果表明,三相氮气泡沫具有较好的调剖堵水效果,有助于提高蒸汽的波及系数和驱油效率。     

中高渗油藏空气泡沫调驱技术

研究了泡沫驱油机理,高温、高矿化度条件下泡沫体系,胡12块原油低温氧化性能,甲烷在空气中的爆炸极限,现场集输流程,安全控制系统.通过胡状油田12块沙三中86-8层系矿场试验,分析了空气泡沫调驱技术对储层的调剖能力、封堵能力.试验结果表明,空气中的氧气在地层中得到了充分氧化,产出氧气浓度<3%,阶段提高采收率幅度为3.94%,无安全事故.     

致密油层空气泡沫驱油提高驱油效率实验研究

致密油层物性差,孔喉半径小,油藏非均质性严重,水驱驱油效率低,注水开发效果差。针对这些问题,为提高大庆外围龙虎泡油田高台子致密油层的驱油效率,模拟油层条件开展了空气-泡沫液体系驱油实验。结果表明,高台子致密油层水驱驱油效率平均值为48.95%,水驱后继续空气-泡沫液交替驱替的驱油效率为79.63%,驱油效率提高26.92%;小段塞交替驱替的效果好于大段塞驱;气液比过高,突破时间变短,驱油效率较低;用空气-泡沫液段塞驱代替水驱也能达到较好的驱油效果。致密油层水驱后转空气泡沫驱可大幅提高驱油效率,通过空气-泡沫液段塞、周期、气液比等注入参数的优化进一步改善致密油层驱油效果。图6表4参10     

强化泡沫的封堵调剖性能及矿场试验

针对强非均质油藏和大孔道油藏提高采收率的需要,开展了强化泡沫驱油技术研究。通过室内实验和矿场单井试验,初步评价了强化泡沫体系的封堵调剖能力和驱油效果,探索了强化泡沫驱的注入方式。孤岛油田28-8井区强化泡沫驱矿场试验取得了较好的效果,试验期间注入井注入压力上升,吸水剖面明显改善,6口生产井见到了降水增油效果,累积增产原油1.1×104t,表明强化泡沫驱是一种很有发展潜力的三次采油技术。     

致密油藏注空气泡沫驱机理数值模拟研究

本文通过对空气低温氧化的驱油机理和注泡沫的驱油机理的研究,利用CMG软件模拟致密油藏注空气泡沫的驱油机理。同时,讨论了地层韵律性,注气速度,泡沫液注入速度等因素对驱油效果的影响,为实际的开发提供一定的参考价值。     

河南稠油水驱油藏氮气泡沫调驱体系的研究及应用

河南油田稠油水驱油藏具有"浅、薄、稠"的特点,油层连通性较好,非均质性强,经过20多年的注水开发,含水上升快,为提高采收率开展了氮气泡沫调驱技术研究。通过配方实验和物模实验,研制了适合河南油田稠油水驱油藏地层条件的强化泡沫驱油体系,通过合注分采情况下对10倍和20倍级差岩心驱油实验,采出程度提高了30.2%和24.7%,证实复合泡沫调驱体系具有较好的调剖、驱油效果。研制的氮气泡沫调驱体系在古城和王集油田进行了3口井的矿场试验,见到了明显的增油降水效果。     

贫氧空气泡沫辅助驱不同阶段技术政策优化及应用

特低渗油藏注水开发合理的注水技术政策是控水稳油的基础,贫氧空气泡沫辅助驱技术具有快速补充地层能量、封堵高渗带提高波及体积的双重效果,开发技术政策的制定要区别于水驱更需要充分考虑气驱和泡沫驱的驱替作用机理。本文在结合技术作用机理基础上突出与矿场应用的有机结合,着重对不同阶段影响效果的气液比、注采比、地层能量合理保持水平等关键参数进行分析,制定了贫氧空气泡沫辅助驱不同阶段合理技术政策界限,且现场应用降水增油效果进一步提升。     

中渗特高含水油藏空气泡沫调驱先导试验

为提高高温高矿化度中渗油藏注水开发后期的油藏原油采收率,研发了耐温抗盐型泡沫体系ZY-1。原油低温氧化实验和空气泡沫驱替实验表明,胡12块原油可发生低温氧化反应,O2含量降低,CO2含量增大,并测得氧活化能为63kJ/mol。注入泡沫后,驱替压差和产油量迅速增加,空气泡沫驱提高驱油效率23.6%。2007年5月在中原油田胡12块开展了空气泡沫调驱矿场先导试验。注泡沫后,产出气中N2和CO2含量增加,但O2含量在3%以内,产出水中Cl-浓度增加。采收率由20.46%提高到24.4%,可采储量增加4.44×104t,阶段递减率由26.04%下降至2.16%。注空气泡沫对注入井的注入系统的腐蚀较强,对油井产出系统的腐蚀较小。     

泡沫驱微观驱油机理及驱油效果

泡沫作为驱油介质具有调剖和驱油的双重机理,分别采用渗透率级差为1∶3的非均质微观模型和并联填砂管模型,研究泡沫的微观驱油和液流转向机理,评价其对驱油效率的影响。非均质微观模型驱替实验结果表明,泡沫驱存在混气水驱油、表面活性剂驱油和泡沫驱油3个显著渗流区。混气水驱油渗流区的形成是由于泡沫的不稳定消泡,气体与泡沫液析出,气体窜进所致。泡沫破灭所析出的泡沫液渗流滞后于气体并乳化原油,形成了表面活性剂驱油渗流区。混气水驱油和表面活性剂驱油能够降低残余油饱和度,使得后续注入的泡沫保持稳定,从而起到调驱作用形成泡沫驱油渗透区。非均质微观模型的高渗透条带在水驱、泡沫驱和后续水驱过程中,波及系数由52.4%先升至100%后降至74.3%,后续水驱波及面积减小且突破高渗透条带后,低渗透条带不再见效,说明泡沫驱时的封堵作用在后续水驱时存在有效期,有效期后封堵作用失效。并联填砂管驱替实验结果表明,分流率及驱油效率随着水驱、泡沫驱和后续水驱的变化规律与微观驱替机理分析结果相吻合,进一步验证了非均质微观模型驱替实验的结论。