多元泡沫化学剂复合驱油数值模拟研究

对多元泡沫复合驱油进行了实验研究,分析了渗流机理、渗流规律,根据质量传输流体力学、化学动力学、物质平衡原理和泡沫上浮运动机理,建立了多元泡沫化学剂复合驱油渗流数学模型。结合实验结果建立了描述泡沫流动机理和物理化学性质的数学模型方程。实验研究表明,多元复合泡沫具有驱油、调堵及提高驱油效果的多重作用。泡沫上浮总体上有利于开采及提高油层的驱油效率。采用复合泡沫驱油对高含水油田仍有较好的驱油效果。该方法可以作为三次采油后和高含水期进一步提高采收率的有效手段。     

低频波强化泡沫微观驱油特征

为探究低频波激励下泡沫对水驱残余油的驱替特征，基于微观非均质模型，开展了低频波激励下泡沫驱油实验，剖析了低频波强化泡沫驱油的机理及效果。研究结果表明：低频波通过提高泡沫稳定性、形成局部压力扰动、降低壁面吸附力等作用提高泡沫波及系数和驱油效果，且低频波激励下泡沫驱微观驱油效率提高6.78%。与单一泡沫驱相比，低频波激励下泡沫驱替柱状残余油的方式是泡沫沿着孔隙壁面逐渐向孔隙另一侧通过“层层剥离—少量乳化—稳定运移”实现残余油的有效驱替，提高了原油脱离基质壁面及孔隙喉道的速度。对于盲端残余油，低频波激励下增加了泡沫在盲端入口处的扰动，改变了泡沫在盲端局部处的流动方向，为泡沫流入盲端创造了有利条件；对于连片残余油，低频波减缓了泡沫驱替过程中的突进现象，提高了泡沫在小孔隙中的有效波及和驱替效果。     

泡沫驱油在胜利油田的应用

该文介绍了泡沫及其基本性质，研究了与驱油作用有关的泡沫的性能及室内实验情况，如流动特性、粘度、稳定性、滤失性能等。阐述了泡沫驱油提高采收率的机理，它具有提高波及系数和驱油效率的双重作用。详细论述了泡沫驱油在胜利油田的现场应用及其良好的效果：其中胜坨３－５－２３井组有效期为３年，增油５×１０４ｔ以上，在施工阶段的４个月，投入产出比即达１∶１０；草２０－１Ｏ－１８井组，８个月时间增油６０００ｔ以上，含水率下降５％～８％；草２０－１９－１３井组，６个月时间增油５０００ｔ，含水率下降１０％。泡沫驱油是一种很有前景的提高采收率的方法。     

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。     

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。     

氮气泡沫热水驱物理模拟及数值模拟研究

针对强非均质油藏提高采收率的需要,开展了泡沫驱油技术研究。利用油田现场提供的起泡剂和原油等资料,通过室内物理模拟和数值模拟,对氮气泡沫热水驱提高采收率的机理进行了研究。建立了三维、三相、多组分数学模型,编制了氮气泡沫热水驱油藏数值模拟软件。模型考虑了相平衡以及温度、界面张力对油、气、水三相渗流的影响以及起泡剂损失的各种机理,较全面地反映了氮气泡沫热水驱的作用机理。实验和数值模拟的结果均表明,氮气泡沫热水驱能大幅度地提高驱油效率,降低残余油饱和度。在非均质油层(模型)中泡沫的驱油效果比在均质油层(模型)中更好,残余油饱和度降低了21.1%,采收率提高了31.2%。     

氮气泡沫微观驱油机理及剩余油类型实验研究

为了认识氮气泡沫微观驱油机理及剩余油分布特征,利用可视化微观刻蚀玻璃模型,开展氮气泡沫驱油室内实验,通过图像采集技术直观的观察了氮气泡沫的驱油过程及剩余油类型。实验结果表明,泡沫体系中的表面活性剂能有效降低油水界面张力,泡沫能乳化原油,分离油膜,并且在微观上具有良好的封堵效果,进而有效扩大波及范围。泡沫主要驱替水驱结束后残留在孔喉中的柱状残余油及油膜,泡沫驱结束后剩余少量的盲端类剩余油或模型边角的剩余油。因此水驱结束后进行泡沫驱能有效提高稠油油藏采收率。     

百色油田上法灰岩油藏空气泡沫驱油先导试验研究

该文介绍了空气泡沫驱油机理，泡沫液配方，试验井组的优选及在百色油田灰岩油藏的现场试验试验结果表明：对灰岩油藏进行泡沫驱油能达到增油降水的目的。     

泡沫驱油在胜利油田的应用

该文介绍了泡沫及其基本性质，研究了与驱油作用有关的泡沫的性能及室内实验情况，如流动特性，粘度，稳定性，滤失性能等，阐述了泡沫驱油提高采收率的机理，它具有提高及系数和驱油效率的双重作用，详细论述了泡沫驱油在胜利油田的现场应用及其良好的效果，其中性坨３－５－２３井组有效期为３年，增油５×１０＾４ｔ以上，在施工阶段的４个月，投入产出比即达１：１０，草２０－１０－１８井组，８个月时间增加６０００ｔ以上，含     

微泡沫在高温高盐油藏中的驱油作用

针对普通泡沫在高温高盐油藏中稳定性弱、驱油效果差的问题,采用将气体和起泡剂溶液(5000 mg/L甜菜碱表面活性剂SL1+5000 mg/L黄原胶XG)同时注入填砂管泡沫发生器的方法制备了一种稳定性强、尺寸细微的微泡沫体系,即黄原胶稳定的微泡沫。通过微观可视化模型对比了普通微泡沫(5000 mg/L SL1)与黄原胶稳定的微泡沫在原油存在条件的下稳定性差异,分析了驱油机理,借助填砂管模型对比了两种微泡沫的驱油性能。微观实验结果表明:气泡液膜中吸附的黄原胶增加了微泡沫液膜厚度,有效抑制了气泡聚并和液膜排液,使黄原胶稳定的微泡沫具有更强的稳定性和耐油能力。微泡沫越稳定,微观波及体积越高、采油效率越高。微泡沫主要的驱油机理为直接驱替机理、乳化机理、同向液膜流动机理、逆向液膜流动机理。物模实验结果表明,在160 g/L矿化度、90℃条件下,黄原胶稳定的微泡沫驱的采收率可在水驱基础上提高22.9%,比普通微泡沫驱高15.2%。     

玻璃微珠充填介质内泡沫的微观驱油机理

为了研究泡沫在多孔介质中的形成机理及其微观驱油机理,利用0.4～0.6mm直径玻璃微珠介质充填的微观仿真模型进行驱油实验,通过图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术对泡沫的形成和微观驱油特性进行了分析。结果表明:泡沫在多孔介质中的形成有液膜滞后、缩颈分离、薄膜分段这三种机理,这三种机理形成的条件各不相同。同时,泡沫驱对原油的微观驱油机理有乳化、携带作用及贾敏效应。表面活性剂的乳化机理、降低油水界面张力机理和改变原油的流变性的作用使得原油被分散成乳状、丝状或者粉状,提高洗油效率;分散的大气泡挤压孔隙中的残余油,使油膜变薄、分散并被泡沫携带出孔隙;泡沫驱具有贾敏效应,能够对水流大通道进行有效封堵,提高波及系数,对提高原油的采收率具有很大的优势。     

泡沫与泡沫驱油

本文论述了泡沫的性质,泡沫驱油机理,泡沫驱油的动态特征及矿场试验效果。     

抗温抗盐泡沫复合驱驱油特性研究

在模拟中原油田的高温、高矿化度的条件下,采用微观模型和长填砂管实验研究了沫复合驱驱油特性。用微观模型实验观察得到泡沫驱油机理：抑制了粘性指进,改变液流方向;剥离油膜;产生气阻效应;乳化并携带油沫。单长填砂管实验结果表明液气交替注入完全可以在岩心前端面形成质量较好的细腻泡沫。两维纵向非均质物理模型实验结果表明泡沫在多孔隙介质中的运移特征：气体在泡沫破灭、再生的过程中向前运动,液体则通过气泡的连续液膜网流过孔隙介质,泡沫是在向前移动过程中不断地破灭和再生。泡沫复合驱油过程中形成三个驱油带：前沿是乳状液渗流;中间既有前沿中的乳状液渗流,也有气体锥进渗流和泡沫渗流;后沿以泡沫渗流为主。     

稠油注气二次泡沫油形成机理及数值模拟

从油气形成二次泡沫油的角度出发,研究改善稠油油藏冷采后期开发效果的新方法。首先,设计泡沫油非常规注气膨胀实验,验证注气二次泡沫油形成的可行性,揭示其提高采收率机理。在此基础上,通过填砂管实验研究天然气吞吐、连续和间歇气驱过程中二次泡沫油形成过程,并建立考虑泡沫油注气特征的油藏数值模拟模型,模拟注气二次泡沫油形成机理,评价实际油藏中不同注气方式下二次泡沫油提高采收率效果。实验研究表明,注入天然气可以形成二次泡沫油,其主要的提高采收率机理为体积膨胀、粘度降低以及轻组分含量增加。天然气吞吐较衰竭开发提高采出程度7.24%,而连续与间歇气驱导致泡沫油现象减弱或消失,进而使得采出程度低于衰竭开发实验。油藏数值模拟研究表明,由于注气二次泡沫油的形成,平台12口井8轮次天然气吞吐累积产油量较衰竭开发增加14.7%。行列连续、间歇和边部气驱气窜现象严重,无法形成二次泡沫油。     

超稠油注气次生泡沫油生成机理及渗流特征

为探索泡沫油在超稠油油藏中的形成机理、渗流特征及驱油效果，采用准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带侏罗系齐古组原油及油藏参数，进行注气形成泡沫油介质筛选及原油泡点压力测定实验，并开展注气微观可视化和填砂管驱油实验，深入解析注气形成泡沫油过程中的渗流特征，评价了注气泡沫油驱油效果。研究结果表明：①准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带侏罗系齐古组原油泡点压力为9.7 MPa，拟泡点压力随着注气量的增加而增加，随温度的上升而上升，50℃的拟泡点压力随着CO₂注入量的增加而增大，压力上升速度较缓，储层具有较好的注气特性。②研究区的泡沫油渗流可分为5个阶段：无气泡阶段、气泡析出阶段、气泡扩张阶段、气泡聚并阶段和气泡消亡阶段。③研究区蒸汽+CO₂方式驱油开采过程较纯蒸汽填砂管驱的采收率可提升13.3%，开采过程中随着压力的释放，气泡数目逐渐增多，产油量逐步缓慢上升；当压力降至泡点压力后，气泡数目趋于平稳，形成较稳定的泡沫油，产油量大幅提升，为主力产油期；当压力释放至拟泡点压力后，气泡数目迅速下降，泡沫油逐渐消亡，产油量缓慢下降。     

低渗油田高含水期氮气泡沫驱提高采收率研究

针对低黏低渗稀油油田高含水期剩余油挖潜难度大、水驱效果差等突出问题,探索低渗油田如何提高最终采收率的技术需求。通过各种驱替介质分析,优选氮气泡沫开展低渗油藏水驱后提高采收率技术研究。机理研究和室内实验表明:泡沫驱油机理不仅具有氮气驱保持地层压力、提高驱油效率的作用,而且泡沫液具有封堵高渗通道,扩大波及体积的作用。优选能代表温米油田主力区块目前开发状况的温西一区块的温西1-74井组开展氮气泡沫驱先导试验,现场实施效果表明氮气泡沫驱能改善剖面动用情况,起到增油降水的作用。     

CO2泡沫提高原油采收率研究

CO2地下埋存起到减排作用,还能提高原油采收率。综述了CO2驱技术和泡沫驱技术在国内外的应用和研究进展,分析了CO2驱油机理和CO2泡沫驱油机理CO2泡沫驱集中了CO2驱和泡沫驱的双重优点,在提高原油采收率和CO2地下埋存方面有着巨大的应用前景：     

泡沫复合体系配方的研究

采用泡沫综合指数评价方法结合三元复合体系界面张力特征,系统地研究了适合大庆油田地层条件的泡沫复合体系配方。同时,对泡沫复合体系国产化配方也进行限探索性研究,并获得良好的效果。室内驱油实验结果表明,泡沫复合体系的驱油效率比水驱提高３０％（ＯＯＩＰ）以上。为泡沫复合驱的进一步推广打下了良好的理论和实践基础。     

NaCMC与非离子表面活性剂复合泡沫驱油体系的研究

针对新疆油田实际情况,通过模糊正交设计和单岩心模型泡沫驱油实验研究了羧甲基纤维素钠（NaCMC）／壬基酚聚氧乙烯醚（OP-10）／聚氧乙烯辛基酚基醚（Triton X-100）复合驱油体系的性能,确定了体系各组分对体系性能产生影响的主效应、交互效应和较优配方。结果表明,所提出的驱油复合体系提高采收率达25．5％,是一种较为理想的驱油体系。