高温蒸汽氮气泡沫复合驱实验研究（） 摘要: 关键词: 中图分类号:TE357

为了研究不同因素对泡沫封堵特性和高温蒸汽氮气驱提高采收率效果的影响,开展了发泡剂浓度、温度、气液比、渗透率和含油饱和度对3种发泡剂生成泡沫封堵能力影响规律、发泡剂浓度和蒸汽氮气混注比对蒸汽泡沫复合体系封堵特性影响以及不同发泡剂单管和双管驱油实验。研究结果表明,泡沫阻力因子随发泡剂浓度、气液比、渗透率增加而增大,后期增加速度较缓,最佳质量分数和气液比为0.5%和1∶1;阻力因子随含油饱和度增加而减小,含油饱和度大于0.2时,泡沫基本失去封堵能力;1#、2#发泡剂生成泡沫的阻力因子随温度增加而降低,3#随温度增加而升高;蒸汽氮气泡沫混注时,最佳质量分数和蒸汽氮气混注比为0.6%和3∶2;注2#和3#发泡剂的蒸汽氮气泡沫复合驱提高采收率20.82%和17.05%;2#发泡剂提高波及系数和洗油效率为13%和24.6%,3#发泡剂提高波及系数和洗油效率为9.05%和21.9%,2#发泡剂性能优于3#发泡剂。     

裂缝储层空气泡沫驱注入参数优化实验

为提高裂缝性油藏空气泡沫驱的采收率,以王窑中西部地区长₆段储层为研究对象,开展前期水驱、空气泡沫驱、后续水驱实验,优化气液体积比、泡沫段塞体积、注入压力、注入速率和注入时机等参数。结果表明:泡沫注入岩心后,含水率迅速降低,采出程度迅速提高,裂缝岩心相对基质岩心封堵更快,但封堵效果较差;注入空气泡沫时间越早,最终采收率越高;最优气液体积比、泡沫段塞体积、注入压力、注入速率与岩心渗透率呈负相关,但因裂缝渗透率较大,渗透率变化对最佳注入参数的敏感性较弱。该研究结果可为低渗透油藏裂缝性储层空气泡沫驱精细化注入提供重要的理论依据。     

低渗透油藏水驱转空气泡沫驱提高采收率物理模拟实验

为进一步提高镇泾油田低渗透油藏原油采收率,利用室内驱油物理模拟技术,开展了水驱转空气泡沫驱提高采收率实验研究,探讨了空气泡沫驱对低渗透油藏水驱开发效果的影响。实验结果表明,在模拟地层条件下,初始水驱阶段的平均采收率为29.06%,水驱转空气泡沫驱后,采收率得到明显提高,增量均在10%以上;再次水驱后,最终采收率平均可达到45.42%。随着空气泡沫注入速度的增加,采收率呈上升趋势,但增幅逐渐减小。注入速度越大,气体突破时间越早,不过实验过程中并未发生明显的因气窜而导致采收率降低的现象;在相同条件下,空气泡沫注入总量为1倍孔隙体积时的采收率比0.6倍孔隙体积时的高5%。研究认为,通过交替注入起泡剂溶液与空气实现空气泡沫驱对于注水开发的低渗透油藏进一步提高原油采收率是可行的。     

氮气泡沫驱注入参数优化试验研究

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,研究优选了发泡剂浓度、气液比、注入量、注入方式、设备注入性和泡沫的封窜能力等工艺参数。实验结果表明:最佳气液比为2:1;最佳发泡剂浓度为0.5%;在气液比为2:1和发泡剂浓度0.5%的条件下,氮气泡沫注入量由0.11 PV增加到0.54 PV,采收率由20.6%增大到68.6%;水段塞与氮气泡沫段塞体积比为1:2～1:3时,最终采收率较高;在2.0 mL/min范围内,注入速度的变化对提高原油采收率的影响不明显。试注试验表明:注气设备额定压力在35 MPa以上可以满足试验区注入要求;水气交替注氮气易发生气窜;泡沫具有明显的封堵气窜和调剖作用。     

塔河油田高温高盐油藏氮气泡沫调驱技术

为降低塔河油田边底水高温高盐油藏的含水率,提高产油量,进行了氮气泡沫调驱技术研究。通过评价耐温耐盐发泡剂的性能,优选出了适用于塔河油田高温高盐油藏的发泡剂,并通过室内岩心驱替试验,分析了泡沫注入时机、注入量、注入方式对氮气泡沫调驱效果的影响。结果表明:发泡剂GD-2在130℃下,210 000 mg/L矿化度的情况下,老化10 d后的半衰期可以维持在850 s,耐温耐盐性能较好,适合在塔河油田使用;水驱至含水率为80%~90%时,注入氮气泡沫采收率提高幅度最大;氮气泡沫的注入量为0.5倍孔隙体积时,采收率提高幅度最大;段塞方式注入氮气泡沫的采收率提高幅度比连续注入方式和气液交替注入方式大。塔河油田TK202H井组的现场试验表明:注入氮气泡沫进行调驱后,3口生产井的产油量得到提高,含水率得到降低。这表明,塔河油田边底水高温高盐油藏采用氮气泡沫调驱技术可以降低含水率,提高油井产量。      

泡沫封堵能力影响因素实验研究

按照均匀设计的实验方法进行了12组室内泡沫封堵实验,利用回归分析法,得到了泡沫的阻力因子和残余阻力因子与地层渗透率、气液比、注入量、注入速度和稳泡剂质量浓度5个因素的经验公式。研究结果表明,该公式具有较高的准确性,误差小于13%;渗透率和气液比是影响泡沫封堵能力的最主要因素,随着渗透率和气液比的增加,泡沫的封堵能力均呈现先增加后减小的趋势;泡沫封堵窜流通道的能力较弱,在气液比为1:1时可达到最好的封堵效果;泡沫注入后,岩心中气相饱和度迅速升高,在后续注水阶段,气相饱和度降低,但存在一定幅度的波动,注入6倍孔隙体积的水后,岩心中气相饱和度仍维持在45%左右。     

强非均质性油藏空气泡沫调驱先导试验——以胡状集油田胡12断块为例

强非均质性油藏注水开发后形成优势渗流通道,综合含水率高达98%以上.为提高该类油藏的采收率,在胡状集油田胡12断块开展了空气泡沫调驱先导试验.室内实验结果表明,空气泡沫体系不但能够与原油发生低温氧化反应,而且能够封堵优势渗流通道,提高最终采收率.现场实施空气泡沫调驱后,注入井注入压力提高了78%,5个月油井未见气体产出,水线推进速度大大减缓,试验井组的综合含水率下降了3.4%,产油量增加了38.5%.实践证实,在严重非均质性油藏特高含水开发期,空气泡沫调驱是封堵优势渗流通道、恢复地层能量、降低含水率和提高采收率的有效手段.     

泡沫驱替过程中阻力因子与岩心气相饱和度的变化

为了解在不同注入参数下泡沫驱的气相饱和度变化规律、 深入分析泡沫渗流机理, 通过岩心驱替实验, 研究了泡沫驱替过程中注入速度、 气液比、 岩心渗透率和含油饱和度对泡沫阻力因子与岩心气相饱和度的影响, 分析了气相饱和度与封堵能力之间的关联性。结果表明, 泡沫渗流阻力因子随注入速度和渗透率的增大而增大、随气液比的增大而先增大后降低; 气液比为 1∶1～ 2∶1时, 阻力因子为 172～ 194, 泡沫封堵性能最好; 岩心含油饱和度由 0增至 65.21%时, 阻力因子从 172降至 71; 泡沫对渗透率和油水层有良好的选择性; 注入速度和气液比对岩心最高气相饱和度和水驱后气相饱和度的影响较小, 最高气相饱和度均能达到 80%以上, 水驱后气相饱和度均在 60%～75%之间; 随岩心渗透率增大, 最高气相饱和度和水驱后气相饱和度先增大后降低; 随含油饱和度的增加, 气相饱和度降低。气相饱和度与泡沫封堵能力有较好的关联性, 岩心中气相饱和度达到 60%以上时才能形成有效封堵, 阻力因子快速增加。图5表2参17     

聚合物驱后油藏强化泡沫驱参数优化设计

为进一步提高聚合物驱后特高含水开发后期油藏采收率,根据强化泡沫驱先导试验区的油藏特点及开发现状,利用CMG数值模拟软件,对双河油田强化泡沫驱的注入段塞大小、注入浓度、注入方式等参数进行了优化设计,并依此制定了开发方案。优化结果表明:强化泡沫体系为2 000 mg/L稳泡剂+0.3%发泡剂,合理气液比为1∶1,最佳注入量为0.5 PV,并且采用气液混注方式驱油效果最佳;预测矿场实施后,可提高采收率10%,对聚合物驱后油藏采用强化泡沫驱技术进一步提高采收率是可行的。     

α-烯烃磺酸钠与聚合物二元泡沫复合驱实验研究

为考察二元泡沫复合驱在大庆油田应用的可行性,利用泡沫扫描仪和泡沫驱油装置,在大庆油田油水条件下,考察了α-烯烃磺酸钠(AOS)浓度、聚合物(HPAM)浓度、发泡剂体系注入量及气液比对泡沫复合驱的影响。实验结果表明:二元体系泡沫稳定性随着AOS或HPAM浓度的增加出现极大值,而后降低;二元泡沫复合驱采收率随着AOS或HPAM浓度的增加而增加;在相同浓度和用量的条件下,二元泡沫复合驱效果好于单纯AOS泡沫驱或单纯聚合物驱的效果;增加泡沫注入量有利于提高二元泡沫复合驱的效果,注入量大于0.3 PV时,二元泡沫复合驱采收率趋于缓和;增加气液比有利于提高二元泡沫复合驱的效果,但气液比过大会出现气窜,在气液比为2∶1时,二元泡沫复合驱的采收率达到最佳。     

泡沫在不同渗透率级差填砂管中的调驱特性研究

为了解决胜利油田稠油油藏开采时蒸汽波及效率低的问题,利用泡沫作为蒸汽流度调剖剂,在温度为90℃的条件下通过物理模拟实验测算了泡沫在不同渗透率级差的两并联岩心管中的阻力因子、高低渗管中产液速度变化特征及泡沫驱油时的采出程度与注入压差的变化特征。实验结果表明：起泡剂FCY产生的泡沫阻力因子随渗透率级差的增大而先增大后减小;泡沫能使高渗管的产液速度减小,而使低渗管的产液速度增大;并联岩心管饱和油后采用泡沫驱,注入0.85PV泡沫时,才能形成有效封堵,而且渗透率级差越大,最终注入压差越低;泡沫驱能同时提高高渗管和低渗管的原油采出程度,但随着渗透率级差的增大,高渗管采出程度略有增加,而低渗管采出程度略有降低。     

泡沫改善间歇蒸汽驱开发效果

间歇蒸汽驱是提高稠油热采区块采收率的有效方式,伴随着汽驱轮次的增加,注汽井同生产井之间出现严重汽窜,导致生产效果急剧变差,为此,进行了高温泡沫封堵蒸汽汽窜提高蒸汽驱采出程度研究。利用蒸汽驱物理模拟装置、高温界面张力仪对适用于不同温度的泡沫剂驱替性能、界面张力进行评价,确定不同泡沫剂最佳作用温度;对现场注入气液比、注入方式进行优化研究,确定现场施工方式。研究表明,FCYL和FCYH组合注入效果优于单注一种泡沫剂,伴蒸汽注入氮气泡沫剂后驱替效率提高30个百分点。2004年在胜利油田单56-10-X8间歇蒸汽驱井组实施高温泡沫改善开发效果现场试验,现场应用表明,高温复合泡沫体系可大幅度改善间歇蒸汽驱热采稠油油藏开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。     

复合热泡沫体系驱油效果研究

复合热泡沫体系驱油是聚合物驱之后进一步提高原油采收率的一项重要接替技术。该体系具有泡沫驱油和热力采油的优点,又具有一定二氧化碳和氮气驱油的作用。实验选择HY-3表面活性剂为发泡剂,热烟道气为发泡气体,羧甲基纤维素纳为稳泡剂。实验结果表明,起泡体系与烟道气同时注入方式提高采收率的效果好于交替注入效果;随着复合热泡沫段塞的增大,驱替压差和泡沫驱采收率随之增加,优化出的泡沫段塞为0.6PV;复合热泡沫体系加入稳泡剂后,增加了复合热泡沫的强度,原油采收率的提高幅度增加;聚合物驱后,复合热泡沫体系驱提高采收率的幅度随温度的提高而增加,高温条件下,复合热泡沫驱油提高采收率达到16.29%。     

起泡剂在不同驱油方式下的驱油效果

对起泡剂XHY-4(阴离子表面活性剂)开展了空气泡沫驱和表面活性剂驱两种驱油方法的效果研究。单管岩心驱替实验结果表明,两种驱油方式下,采收率增幅均随起泡剂浓度的增加而增大并逐渐稳定;起泡剂质量分数相同时,空气泡沫驱采收率增幅高于表面活性剂驱;在XHY-4加量为0.1%时,泡沫驱增幅为8.5%,表面活性剂驱为3.4%。双管并联岩心驱替实验结果表明,表面活性剂驱综合采收率增幅为5.47%,高渗管为7.6%,低渗管为3.3%,含水率由99.55%降至94.95%;泡沫驱综合采收率提高16.5%,高渗管为13.82%,低渗管为19.53%,含水率由98.08%降至70.97%。表面活性剂驱以提高洗油效率为主,而空气泡沫驱以提高低渗管波及体积来提高采收率,低渗管累计增液量为0.14 PV。     

绥中36-1油田泡沫凝胶调驱体系研究与性能评价

针对绥中36-1海上油田强非均质性和大孔道稠油油藏提高采收率的需求,开展了自生气泡沫凝胶调驱技术研究。通过waring-blender搅拌法测定热泡沫凝胶体系各组分对起泡和稳泡性能的影响,进行了抗盐、抗钙镁、耐温性能评价,确定了泡沫凝胶体系配方,即0.3%(w)起泡剂+300mg/L交联剂+3000mg/L聚丙烯酰胺+5%(w)生气体系+1000mg/L稳定剂,并进行了封堵、驱油、可解性能评价实验。实验结果表明,该体系在SZ36-1油田油藏条件下封堵率大于95%,驱油效率比水驱提高25%以上,体系可解率大于90%。     

塔河高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术

针对塔河高温高盐油藏强非均质性储层提高采收率的需求,开展了高温高盐油藏冻胶泡沫调驱技术研究。采用Ross-Miles 法和GSC 强度代码法,优选了耐温抗盐起泡剂和冻胶稳泡体系,进而确定了强度可调的冻胶泡沫调驱体系,配方为0.4%~0.5%HTSP 聚合物+0.09%~0.16%RELMNE 交联剂+0.2%~0.3%HTS-1 起泡剂,泡沫综合值是普通泡沫的2 倍以上。通过物理模拟实验评价了冻胶泡沫体系的地层适应性和提高采收率性能。实验结果表明,冻胶泡沫对地层有较好的选择适应性, 在0.6~3.3 μm2 范围内,随着渗透率的增加,残余阻力系数增大,剖面改善效果明显。相比于普通泡沫、单纯气驱和水驱,冻胶泡沫技术能有效启动低渗油层,提高采收率幅度达到26.93%,是普通泡沫的2.3 倍,是注气调驱的6.2 倍,且比普通水驱最终采收率提高14.17%,具有广阔的应用前景,为塔河高温高盐油藏进一步提高采收提供了新方法。     

高矿化度油藏聚合物基微泡沫驱油体系优化

针对某高矿化度油藏采用常规化学剂不抗盐,提高采收率难度大的问题,在高矿化度油藏条件下,以泡沫综合指数(FCI)筛选了两种起泡性好的表面活性剂TSS(12-2-12)-2OH和Triton X-100。在此基础上,优化了聚合物基微泡沫驱油体系中的起泡剂浓度、助起泡剂浓度和泡沫稳泡剂浓度,得到了最佳的聚合物基微泡沫驱油体系0.2%(w)TSS(12-2-12)-2OH+0.1%(w)Triton X-100+0.150%(w)KY5S+地层水。为高矿化度油藏提高采收率提供一条新的途径。     

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。     

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。     

DP-4泡沫剂应用于油田采油的试验研究

模拟孤岛中一区地层条件,采用地层原油及模拟地层水,研究DP-4泡沫剂在不同渗透率模型水驱后,提高采收率程度。结果表明,DP-4复合泡沫驱可提高采收率20％以上,在残余油含量较高时,单一DP-4泡沫驱油效果差,但在高渗模型没有残余油的情况下,DP-4泡沫剂使高、低渗模型产液量完全反转,低渗模型采收率提高。