邵　堃（沈陽(yáng)采油廠工藝研究所，遼寧　沈陽(yáng)　110316）

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空氣泡沫驅(qū)開(kāi)采技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

邵堃
（沈陽(yáng)采油廠工藝研究所，遼寧沈陽(yáng)110316）

摘要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加大了對(duì)于原油的需求，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)去年進(jìn)口的原油占據(jù)國(guó)內(nèi)原油需求總量的60%以上，巨大的原油需求對(duì)我國(guó)的原油開(kāi)采提出了新的挑戰(zhàn)。在原油開(kāi)采的過(guò)程中所使用的空氣泡沫驅(qū)油集合了空氣驅(qū)油和泡沫驅(qū)油兩種驅(qū)油方式的優(yōu)點(diǎn)，不論是在原有的開(kāi)采效率還是在開(kāi)采成本降低方面都有著不小的優(yōu)勢(shì)?？諝馀菽?qū)油具有調(diào)剖和驅(qū)油的雙重功能，同時(shí)還有效地改進(jìn)了空氣驅(qū)油所具有的氣竄的缺點(diǎn)，是一種優(yōu)秀的原油開(kāi)采技術(shù)?？諝馀菽?qū)油在高滲透油藏中的應(yīng)用較為廣泛并取得了較為良好的應(yīng)用效果，但是其在潛山透油藏中的應(yīng)用較少。本文在分析了空氣泡沫驅(qū)油工作機(jī)理的基礎(chǔ)上，通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和采油現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綜合試驗(yàn)對(duì)空氣泡沫驅(qū)油在潛山油藏中的應(yīng)用進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：空氣泡沫驅(qū)油；潛山油藏；增油機(jī)理；驅(qū)油效率

0. 前言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及石油的巨大需求促進(jìn)了石油勘探開(kāi)采技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著我國(guó)油藏資源的不斷開(kāi)采，潛山油藏將成為今后石油勘探開(kāi)采的重點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在近期勘探的油藏中有接近7成都為潛山油藏。該油藏的滲透率、孔隙度以及含油飽和度方面都較高，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果變差?？諝馀菽?qū)油是一種新型的開(kāi)采技術(shù)，其集中了空氣驅(qū)油和泡沫驅(qū)油的特點(diǎn)，開(kāi)采成本低、開(kāi)采效率高，能夠充分提高潛山油藏的動(dòng)用程度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室和注采現(xiàn)場(chǎng)的不斷測(cè)試，空氣泡沫驅(qū)油正在逐漸應(yīng)用于油井的開(kāi)采過(guò)程中。空氣泡沫驅(qū)油在潛山油藏中的應(yīng)用較少，其多應(yīng)用于低滲透的油藏開(kāi)采中，在做好空氣泡沫驅(qū)油機(jī)理分析和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷調(diào)試，做好空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在潛山油藏中的應(yīng)用。

1. 在潛山透油藏中應(yīng)用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的機(jī)理

空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)充分結(jié)合了泡沫驅(qū)油和空氣驅(qū)油技術(shù)的特點(diǎn)，將泡沫驅(qū)作為調(diào)剖劑，將空氣作為驅(qū)油劑，使得其在具備了泡沫驅(qū)油和空氣驅(qū)油技術(shù)的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)低溫氧化驅(qū)油?？諝馀菽?qū)油的驅(qū)油機(jī)理示意圖如圖1所示。

在應(yīng)用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)時(shí)，通過(guò)調(diào)整吸水剖面，擴(kuò)大波及體積，可以有效地提高驅(qū)油效率，在非均質(zhì)油藏中，通過(guò)應(yīng)用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)，向油藏中注入泡沫液，泡沫液首先進(jìn)入到高滲層中，利用泡沫液的賈敏效應(yīng)，使得其逐漸完成高滲層的封堵，而后不斷注入的泡沫液在高壓下進(jìn)入到小孔道中，進(jìn)入到小孔道中的泡沫液在其中均勻地推進(jìn)，通過(guò)調(diào)整注入井的吸水剖面將使得潛山層油井的動(dòng)用程度大大加強(qiáng)。在注入的泡沫中使用起泡劑可以使得泡沫的表面活性大大加強(qiáng)，從而有效地提高潛山油藏的驅(qū)油效率。同時(shí)在油井中注入空氣來(lái)為油藏運(yùn)動(dòng)提供能量，注入到油藏中的空氣可以補(bǔ)充地層的能量，延長(zhǎng)油田的穩(wěn)產(chǎn)期，提高油藏的開(kāi)采效率。

2. 空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)中空氣泡沫驅(qū)的注入方式及特點(diǎn)

在應(yīng)用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)時(shí)空氣泡沫驅(qū)在油井中的注入主要分為3種方式：空氣和泡沫交替完成注入、將空氣與泡沫同時(shí)完成井下注入、空氣和泡沫地面起泡注入。其中空氣和泡沫交替完成注入方式操作簡(jiǎn)單，在油田開(kāi)采中的應(yīng)用較高。當(dāng)將空氣和泡沫同時(shí)注入時(shí)，泡沫的起泡效果較高，可以在高滲透層形成較大的封堵壓差，提高驅(qū)油效率，但是采用此種方式會(huì)對(duì)注入的管柱造成較大的腐蝕，從而使得油井的注入能力下降。最后一種操作復(fù)雜、技術(shù)要求較高，因此，在油田開(kāi)采的過(guò)程中應(yīng)用較少。

3. 空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在潛山油藏開(kāi)采中應(yīng)用的可行性分析

通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室中模擬潛山油藏的開(kāi)采特點(diǎn)，完成其在實(shí)驗(yàn)室的模擬。在實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，通過(guò)將人工制成的石英砂膠結(jié)巖心接入流程，完成不同滲透率的巖石的模擬，而后將實(shí)驗(yàn)?zāi)M箱中的溫度調(diào)節(jié)并恒定在27℃，并抽真空，完成巖石的滲透率、飽和油、水的試驗(yàn)測(cè)定并記錄，而后以恒定的速率在不同的巖石的滲透率上進(jìn)行注水，直至出口端含水率得到98%時(shí)停止，在試驗(yàn)時(shí)采用的是空氣、泡沫交替注入的方式完成空氣泡沫驅(qū)的試驗(yàn)，在試驗(yàn)空氣泡沫驅(qū)阻力因子與剩余油飽和度的關(guān)系時(shí)，可以采用上述試驗(yàn)方式，通過(guò)調(diào)節(jié)巖心中的油飽和度，而后測(cè)定壓力變化值。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，隨著巖心滲透率的增加，空氣泡沫驅(qū)的驅(qū)油效率也隨之增加，同時(shí)，空氣泡沫驅(qū)油的原油采收效率與巖心的滲透率增長(zhǎng)成正比，這是由于隨著巖心的滲透率的增加，泡沫的阻力系數(shù)不斷增大，泡沫在高滲層所形成的封堵能力在逐漸增強(qiáng)，從而極大地提高了空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的效率，提高原油的采收率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表面，在潛山油藏中應(yīng)用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)，可以使得潛山油藏的采收率提高幅度達(dá)到30%以上，因此，在潛山油藏中應(yīng)用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)有著極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在空氣泡沫驅(qū)油過(guò)程中不同剩余油飽和度下阻力因子的試驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，阻力因子會(huì)隨著剩余油飽和度的增加而逐漸降低，尤其是當(dāng)剩余油飽和度超過(guò)30%時(shí)，阻力因子將趨于平穩(wěn)。這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明，空氣泡沫體系在油藏的剩余油飽和度較高時(shí)，泡沫液會(huì)受到原油消泡作用的影響，從而使得空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在高滲透油層中的封堵效果大為降低，因此，空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)需要應(yīng)用于剩余油飽和度較低時(shí)的條件下，同時(shí)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)還表明，在空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，水驅(qū)階段的原油主要來(lái)自于高滲層，待到注入空氣泡沫后，油層中的高滲層將逐漸被泡沫所封堵，潛山層中的原油將逐漸被空氣驅(qū)出，這一驅(qū)油效率在潛山層能夠增長(zhǎng)達(dá)到4成以上，因此，空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在潛山透油藏中有著良好的應(yīng)用前景。

圖1空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)機(jī)理示意圖

4. 空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在油藏開(kāi)采中的應(yīng)用

沈625潛山構(gòu)造上處于大民屯凹陷靜安堡斷裂帶西側(cè)與前進(jìn)斷裂半背斜構(gòu)造帶北沿交匯處，北西以斷層為界與安福屯洼陷相鄰，構(gòu)造面積約20km2。主要目的層為中上元古界碳酸鹽巖潛山油藏。油藏分布以淺層潛山油藏為主，同時(shí)在油藏中分布有大量的育微裂縫，開(kāi)采的難度較大。在前期的油藏開(kāi)采中采用的是超前注水的開(kāi)采方式，井網(wǎng)呈現(xiàn)矩形反九點(diǎn)井網(wǎng)分布，油藏中所含有的原油屬于高凝油，開(kāi)采難度大且開(kāi)采效率不高。在對(duì)油井采用空氣泡沫驅(qū)油開(kāi)采方式后，首選將水，空氣、泡沫采用同時(shí)注入的方式完成地下起泡，通過(guò)對(duì)后期油井的生產(chǎn)進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，采用空氣泡沫驅(qū)油采油技術(shù)后，油井中的含水率逐漸下降并控制在一個(gè)較為合理的水平，同時(shí)油井的日產(chǎn)油能力也在逐步提升一段時(shí)間后保持了穩(wěn)定，通過(guò)對(duì)油井的數(shù)據(jù)記錄分析表明，采用了空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)后，油井的綜合含水率從原先的98%降低至54%，產(chǎn)油量極大地增加，因此，空氣泡沫驅(qū)油在潛山透油藏中可以發(fā)揮出良好的采油效果。

對(duì)另一砂巖區(qū)塊采用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)，此油田區(qū)域前期采用水驅(qū)的采出程度為21.6%，采出綜合含水率較高，使用水驅(qū)的采集效果較差，而后對(duì)其改用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)，通過(guò)先期向井下注入10000m3的氮?dú)?，然后采用的是空氣、泡沫與水混注。隨后對(duì)油井進(jìn)行采收數(shù)據(jù)的采集與分析表明，通過(guò)采用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)，使得油井的含水率下降了6%，產(chǎn)液量下降了2.7%，而原油的采收率提高了1.5倍以上，數(shù)據(jù)充分的表面采用了空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)使得空氣泡沫劑有效地完成了高滲層的封堵，提高了波及效率，從而使得空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在潛山油層中得到了良好的應(yīng)用效果。

結(jié)語(yǔ)

隨著原油需求地不斷加大以及高產(chǎn)油田的日益枯竭，提高潛山油藏的開(kāi)采效率與開(kāi)采效果對(duì)于提高原油的開(kāi)采有著十分重要的意義?？諝馀菽?qū)油技術(shù)是一種創(chuàng)新型的原油開(kāi)采技術(shù)，通過(guò)集合了空氣驅(qū)和泡沫驅(qū)的優(yōu)點(diǎn)，使得其在原油開(kāi)采中得到了較為良好的開(kāi)采效果，本文在分析了空氣泡沫驅(qū)油開(kāi)采特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在潛山油井開(kāi)采中的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析介紹。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類(lèi)號(hào)：TE357

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