泡沫驱提高油田采收率的研究进展

随着我国各大油田陆续进入开发后期,可供开采的常规油气藏资源越来越少,提高采收率的研究越来越受到重视。气体泡沫驱作为一种有效提高采收率的方式,广泛应用于我国各大油田,在现场应用中发挥了堵塞缝隙、降低出水率、提高采收率的作用。介绍了氮气泡沫驱、二氧化碳泡沫驱、空气泡沫驱在国内外的最新研究进展和现场应用情况,对3种泡沫驱进行了比较;讨论了表面活性剂作为发泡剂对提高油藏采收率的作用和影响。分析了3种泡沫驱油方式的优缺点和适应性,并对未来发展提出建议,认为我国的泡沫驱油技术还未成熟,要针对气体-泡沫注入方式以及注入时机等进行更深层次的研究,同时还要研发发泡剂和稳泡剂的配方,降低成本。     

泡沫助采在油田中的现状与发展前景

泡沫作为一种良好的驱油剂已逐渐为人们所认识,它能够极大提高注入流体的表观黏度,增加波及面积,提高采收率,是一种很有发展前途的提高采收率的新方法。本文综述了国内外泡沫驱技术的应用与研究进展,并进一步分析了泡沫驱的驱油机理、影响泡沫稳定的因素以及存在的问题。     

泡沫驱提高采收率技术研究新进展

泡沫驱提高采收率技术研究新进展主要集中在:①气-液-固三相泡沫驱,包括纳米颗粒泡沫、膨润土泡沫和粉煤灰泡沫;②微泡沫驱;③自生气泡沫驱,包括自生CO_2泡沫和自生N_2泡沫;④泡沫复合驱,包括泡沫-凝胶深部调驱、冻胶泡沫强化封堵;⑤泡沫-物理法复合技术提高采收率,包括泡沫-振动波综合调驱、泡沫-热力采油。就以上技术展开综述,介绍了研究进展、作用机制和存在问题,并对下一步研究进行了展望。     

微乳液泡沫驱油技术原理、挑战和研究进展

微乳液驱和泡沫驱是强化采油领域中的两个重要技术,可以分别提高驱油过程的微观和宏观采收率.通过综述两个技术在国内外的发展历史和研究进展,阐明了其优势和局限性,并引出结合两者优势的新型采油技术:微乳液泡沫驱,又称为低张力泡沫驱.虽然此新型技术可以同时提高微观和宏观采收率,但是在实际应用中,仍然面临理论和应用上的双重挑战,如...     

低张力泡沫驱油体系的研究进展

介绍了近年来低张力泡沫驱油体系的研究进展。针对国内不同油田研制出界面张力达到10~(-2)～10~(-3)mN/m的低张力泡沫驱油体系。通过岩心驱油实验表明,低张力泡沫驱油体系对水驱或聚合物驱后提高石油采收率有显著的效果。同时,对今后低张力泡沫驱油体系的研究提出了建议。     

泡沫与凝胶组合改善CO_2驱的性能

针对CO_2驱过程中因为渗透率差异导致的波及效率低的问题,通过物模实验研究泡沫与凝胶结合提高气驱效果。结果表明,单独使用泡沫可以提高采收率18. 8%,注泡沫后再注凝胶可进一步提高采收率4. 97%,二次注泡沫可再提高采收率16. 27%。大段塞的凝胶注入在提高波及的同时会将剩余油封闭在储层中,不利于总采收率的提高。泡沫对储层无伤害,与少量凝胶配合使用可大幅度提高气驱效果。     

唐80井区空气泡沫驱先导试验

甘谷驿低渗透油藏注水开发过程中普遍存在油井含水上升快、递减率大、采收率低等问题。空气泡沫驱提高采收率技术将结合了空气驱和泡沫驱特点,具有调剖和调驱双重功效,克服了空气驱气窜的缺点。文章探讨了空气泡沫复合驱在甘谷驿低渗透油藏提高采收率技术的可行性,并结合唐80井区两个井组的先导试验应用研究,进一步深入研究分析研究了技术适应性。现场应用表明,空气泡沫复合驱具有明显提高产量、有效降低含水率特点,在低渗透油藏增产、提高储层动用程度方面具有良好的推广应用前景。     

空气泡沫/表活剂复合驱提高采收率

通过室内静态试验和物理模拟实验,研究了空气泡沫/表面活性剂复合驱的适应性,筛选了适合目标油藏条件的具有超低油水界面张力的表活剂。考察了复合驱起泡性能、油水界面张力、热稳定性等。比较了表活剂驱、空气泡沫驱和空气泡沫/表活剂复合驱驱油效果,优选了空气泡沫/表活剂复合驱的注入参数。实验表明,空气泡沫/表活剂复合驱提高采收率幅度高于单一表面活性剂驱和空气泡沫驱。矿场试验结果表明,复合驱发挥了空气泡沫的扩大波及体积和表活剂驱的提高洗油效率的作用,试验区块开发状态得到改善,区块递减明显减小,增油效果明显。     

吐哈油田鲁克沁地区稠油氮气泡沫驱认识与实践

吐哈油田鲁克沁地区中区203区自注水开发以来,含水上升迅速,非均质性强,井组内水淹程度严重,驱油效率日益降低。为解决低采收率问题,自2015年4月开始实施氮气泡沫驱井组试验,利用氮气泡沫的调剖驱油作用,封堵优势水驱通道,扩大波及体积,提高驱油效率。目前203井组氮气泡沫驱试验取得成功,6口见效井至今累增油3.1万t,单井累增油5 166.7 t,含水下降50%,氮气泡沫驱增产技术对于提高深层稠油采收率具有重要意义。     

微乳液泡沫驱油技术原理、挑战和研究进展

微乳液驱和泡沫驱是强化采油领域中的两个重要技术。前者利用表面活性剂形成油-水微乳液提高增溶能力,降低油水界面张力和毛细管阻力,从而提高驱替效率和微观采收率;后者利用泡沫剂将气体稳定地分散在水相中,在油藏孔隙中形成泡沫,封堵优势通道和已驱替区域,从而扩大波及体积并提高宏观采收率。通过综述两个技术的国内外发展历史和研究进展,阐明了其优势和局限性。近年来提出的微乳液泡沫驱油技术,又称为低张力泡沫驱,其既可以保留两个独立技术的优势,又可以克服他们的缺点,最终同时提高微观和宏观采收率。但是在实际研究中,微乳液泡沫驱技术却面临理论和应用上的双重挑战。通过调查国内外相关研究进展,详细阐述了微乳液泡沫驱技术目前面临的挑战、研发思路和研究建议。     

三次采油化学驱油技术发展现状

三次采油是油田开发技术上的一次飞跃,与二次采油相比,它借助物理和化学的双重作用,提高驱油的波及体积和效率。经过近20年的研究和实践,中国的化学驱在技术、规模、效果等方面均已走在世界前列。近30个矿场的表明,聚合物驱可提高采收率10%,复合驱可提高采收率15%~20%。1997年,中国聚合物驱增油量达303×104t,＂九五＂期间增油1500×104t。中国的油田多为陆相沉积和陆相生油,预测二次采油的平均采收率为34.2%,近百亿吨储量留在地下。这一条件为中国的三次采油提供了巨大潜力。今后,中国的三次采油要在驱油机理、深化对油藏的认识、降低驱油剂成本和用量、先期深度调剖、提高工程的整体经济效益等诸方面加强研究,最大限度地提高采收率和经济效益。     

HDPE内外防腐油管在空气泡沫驱井的应用

常规N80新油管在空气泡沫驱井上应用约4个月就会腐蚀穿孔,针对空气泡沫驱井的腐蚀特点,优选HDPE内外防腐油管在注空气泡沫井上进行应用,在中原油田采油三厂3口空气泡沫驱井矿场应用表明,其结构简单,密封性能良好,施工方便,油管内外腐蚀情况大幅度减轻,,平均免修期达到523天,油管报废率由100%降低到35.5%。     

聚合物驱提高采收率研究

聚合物驱是一种比较有效的提高原油采收率的三次采油方法。综述了聚合物驱技术在国内外的应用和研究进展,分析了聚合物驱的驱油机理。介绍了常见的聚合物驱并提出了发展聚合物驱急需解决的问题。     

多孔介质内超临界CO2流体及泡沫驱油特性的比较实验研究

CO₂混相驱替可以提高原油采收率,因此近年来得到研究者们的广泛关注。使用高温高压驱替设备,利用超临界CO₂流体、超临界CO₂泡沫及N₂泡沫作为驱替介质,对油水饱和孔隙介质中的油相驱替特性开展了比较实验研究。通过对驱替过程沿程压力及对驱替增采油量的测量,对不同驱替手段在孔隙介质内的油相增采特性进行深入研究和探讨。研究发现在温度为50℃、压力为13 MPa时,超临界CO₂流体对多孔介质内的油相驱替效果有显著提升,当压力进一步升高到23 MPa时,油相增采效果不明显。说明在本实验条件下超临界CO₂流体与油相在50℃、13 MPa时可达到混相驱替状态;而采用超临界CO₂泡沫及N₂泡沫注入工艺未能进一步提高出油量。沿程压差测量结果则显示,与N₂泡沫相比,超临界CO₂泡沫在多孔介质试样内的驱替压差较小,起泡性能较差。实验结果对于筛选及评价超临界CO₂驱油工艺具有一定的指导意义。     

气体泡沫驱油研究进展

气体泡沫驱油是在水驱油、化学驱油后再次进行驱油的主要手段。主要介绍了近年来研究较多的气体泡沫驱油的研究进展,包括氮气泡沫驱油、空气泡沫驱油、二氧化碳泡沫驱油、甲烷泡沫驱油四种驱油方式,对上述四种方法进行了评价和比较,并对今后的研究方向提出建议。     

原油对水相泡沫稳定作用机理研究进展

为了评述原油对水相泡沫稳定性的影响机理,分别介绍了原油在水相泡沫中的存在状态,原油对泡沫的稳定或破坏机理。原油对泡沫的稳定性有着显著影响,稳泡或消泡也极大程度上决定了石油与天然气开采作业中,诸如泡沫驱油、泡沫堵水、堵气、泡沫排液、泡沫压裂等作业效率。重点阐述了假乳液膜对泡沫稳定性的影响机理,总结出原油在水相泡沫体系中以溶解油或乳化油两种状态存在。原油溶解于水相胶束中(溶解油)可降低泡沫的稳定性。大多原油在水相泡沫中以乳化油滴形式存在,油滴与气泡之间被假乳液膜隔开,假乳液膜决定了泡沫体系的稳定性。假乳液膜稳定性好能促进三相泡沫的稳定性;而假乳液膜稳定性差就加剧了三相泡沫地破裂。通过评述指出了原油与水相泡沫相互作用研究领域今后的研究方向。     

空气泡沫驱驱油机理与实验研究

针对传统聚合物驱、三元复合驱等驱油体系在中后期油田开采中采油效率不高的问题,提出一种高效空气泡沫驱驱油技术。为验证高效泡沫驱的驱油效果,以延长油田1#地质条件为背景,探讨不同起泡剂浓度、矿化度下对空气泡沫驱的性能影响,从而筛选出空气泡沫驱的最优综合性能,通过驱替实验,对高效泡沫驱驱油机理进行观察。最后通过封堵能力评价验证了空气泡沫驱的性能与驱油机理。     

Synergistic Effects between Anionic and Sulfobetaine Surfactants for Stabilization of Foams Tolerant to Crude Oil in Foam Flooding

In foam flooding, foams stabilized by conventional surfactants are usually unstable in contacting with crude oil, which behaves as a strong defoaming agent. In this article, synergistic effects between different surfactants were utilized to improve foam stability against crude oil. Targeted to reservoir conditions of Daqing crude oil field, China (45 °C, salinity of 6778 mg L⁻¹, pH = 8–9), foams stabilized by typical anionic surfactants fatty alcohol polyoxyethylene ether sulfate (AES) and sodium dodecyl sulfate (SDS) show low composite foam index (200–500 L s) and low oil tolerance index (0.1–0.2). However, the foam stability can be significantly improved by mixing the anionic surfactant with a sulfobetaine surfactant, which behaves as a foam stabilizer increasing the half-life of foams, and those with longer alkyl chain behave better. As an example, by mixing AES and SDS with hexadecyl dimethyl hydroxypropyl sulfobetaine (C₁₆HSB) at a molar fraction of 0.2 (referring to total surfactant, not including water), the maximum composite foaming index and oil tolerance index can be increased to 3000/5000 L s and 1.0/4.0, respectively, at a total concentration between 3 and 5 mM. The attractive interaction between the different surfactants in a mixed monolayer as reflected by the negative β^s parameter is responsible for the enhancement of the foam stabilization, which resulted in lower interfacial tensions and therefore negative enter (E), spreading (S), and bridging (B) coefficients of the oil. The oil is then emulsified as tiny droplets dispersed in lamellae, giving very stable pseudoemulsion films inhibiting rupture of the bubble films. This made it possible to utilize typical conventional anionic surfactants as foaming agents in foam flooding.     

低渗透油藏泡沫驱油机理及应用现状研究

低渗透油气藏在世界范围内分布范围广,储量大,在新探明储量中占得比例越来越大,是全球油气资源增产的主要来源,合理高效的开发低渗透油藏中的油气资源,是未来面临的主要问题。泡沫驱油作为继水驱、气驱之后新的驱油方式,结合了气体和泡沫的优点,以独特的优势越来越得到人们的重视,是低渗透油藏提高采收率的又一个重要途径。分析了泡沫驱相对于其他驱油方式的优势,概述了泡沫驱油的驱油机理,简要分析了空气泡沫驱、氮气泡沫驱各自特点,对泡沫驱油在国内外油田的应用现状做了介绍。对泡沫驱油存在的问题做了阐述,并提出了泡沫驱油的发展方向。     

A Comprehensive Comparison on Foam Behavior in the Presence of Light Oil and Heavy Oil

Crude oil properties significantly affect foam behavior that is important to foam application in enhanced oil recovery. This study focused on the comparison on foam behavior in the presence of light oil and heavy oil. Foamability and foam stability, the bubble size, and the film thickness as well as the configuration of oil drops were fully investigated. Final results indicated that both the heavy oil and light oil increased the foamability of sodium dodecyl sulfate but decreased that of the amphoteric surfactant imidazoline. The positive effect of both light oil and heavy oil on foam stability was reconfirmed. However, heavy oil was more favorable to foam stability. The light oil may shorten the foam half‐life but prolong the foam drainage half‐life. The heavy oil was more effective in reducing the foam size and increasing the foam uniformity compared with light oil. According to the micrograph of foam, light oil was emulsified into quite small oil droplets, filling the plateau borders and lamellas. The heavy oil, in the form of far larger oil droplets, was mainly distributed in plateau borders only. The larger oil droplets resulted in the more stable foam, which was verified. Moreover, light oil (oil B) performed well in thickening the foam film, as did the heavy oil (oil A). But for the lightest oil (oil C), a thinning effect on the film was detected.