高 尚，劉義剛，孟祥海，劉長龍，符揚洋，蘭夕堂

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

目前注水開發(fā)是油田進入開采后期提高采收率的主要手段之一，隨著油田的持續(xù)開發(fā)，油藏的非均質性增大，優(yōu)勢通道明顯，水竄嚴重，嚴重影響了注水開發(fā)效果。因此，為了保證油田的“穩(wěn)油控水”，有必找到有效的降水增油措施[1-2]。

上世紀七十年代以來國內外研究較多的調堵劑為凝膠調堵，在油田中得到了廣泛的應用[3-4]，但是凝膠調堵自身存在一些不足之處，比如藥劑用量成本高、占用海上平臺空間大等。泡沫體系具有一定的封堵性能，且具有“堵大不堵小”的特點，泡沫體系還可以封堵凝膠未波及的區(qū)域、擴大波及范圍。同時，泡沫遇油會發(fā)生消泡現(xiàn)象，泡沫消泡后的氣體占據部分孔隙，能夠在一定程度上增加地層能量，有利于吞吐過后提高油井產量[5-9]。將性能優(yōu)良的凝膠體系與泡沫體系組合起來，能夠對油藏后期開發(fā)具有理論指導意義與實際運用價值。本文針對渤海SZ36-1油田，研制了一種泡沫凝膠體系，并對該體系的溶液性能與驅油能力做出了評價。

1 實驗部分

1.1 實驗材料和儀器

表1 渤海油田SZ36-1混合注入水離子組成

實驗環(huán)境：模擬渤海SZ36-1油田油藏溫度，65℃；

地層水礦化度組成：根據油藏地層水的離子組成，通過在去離子水中加入礦物質模擬SZ36-1混注水，其離子含量如表1所示。

實驗原油：SZ36-1油田脫氣脫水原油，粘度為70 mPa·s(65℃)；

主要儀器：電子天平、磁力加熱攪拌器、恒溫水浴鍋、Brookfield DV-III旋轉粘度計等。

1.2 實驗方案

(1)泡沫凝膠體系的合成；

(2)泡沫凝膠體系的溶液性能；

(3)泡沫凝膠體系在高滲透稠油油藏的適應性研究。

2 實驗結果

2.1 泡沫凝膠體系的合成

2.1.1 起泡劑的篩選

圖1 幾種表面活性劑的油水界面張力

考慮到表面活性劑需要與聚合物配伍的問題，篩選了陰離子型表面活性劑A，新型表面活性劑B、C和非離子表面活性劑D。研究了各種表面活性劑在油藏條件下的界面張力，結果如圖1所示。

從圖可以看出，B和C低油水界面張力的能力最強。用waring攪拌器分別對起泡劑A、B、C、D在不同濃度下測定了起泡量和泡沫穩(wěn)定性。結果見表2。

表2 不同濃度起泡劑的起泡量及泡沫穩(wěn)定性

由表2可知，起泡效果最好的是A和C，因此選用起泡性能較好的A和C作為起泡劑。

2.1.2 交聯(lián)劑與表面活性劑的篩選

用蒸餾水配制Cr3+交聯(lián)劑EC，靜置48 h后使用。將AP-P4聚合物3000 mg/L和不同濃度的表面活性劑A、B混合均勻后，加入交聯(lián)劑攪拌30 min后，觀察是否產生沉淀，然后置于65℃烘箱內，觀察其成膠情況。

交聯(lián)劑加量為：EC15 mg/L，實驗結果如表3所示。

表3 不同表面活性劑加量下的凝膠成膠強度

由表3可知，AP-P4聚合物與表面活性劑復配后，加入無機交聯(lián)劑溶液透明，不產生沉淀絮凝，且都能成膠。

由上述實驗確定該泡沫凝膠體系的最終配方為：AP-P4聚合物3000 mg/L+起泡劑500 mg/L+交聯(lián)劑(EC)30 mg/L。

2.2 泡沫凝膠體系的溶液性能

2.2.1 泡沫凝膠與地層流體的適應性

表4 流體對泡沫性能的影響

地層水的加入，沒有使泡沫的穩(wěn)定性變差，地層水加量達到10%時，泡沫仍具有較強的穩(wěn)定性，底部未析液泡沫凝膠與地層水有較好的相容性。該泡沫凝膠體系中加入原油后，泡沫凝膠的起泡能力出現(xiàn)顯著變化：原油加量較小時，泡沫的穩(wěn)定性好，且泡沫均勻；原油加量大于5%時，泡沫的穩(wěn)定性變差，底部析出液體，泡沫體系中出現(xiàn)油珠。

2.2.2 泡沫凝膠的穩(wěn)定性研究

在油藏溫度下，凝膠容易發(fā)生熱降解而使膠體強度降低和脫水，保證凝膠調剖劑的長期穩(wěn)定性對于整個泡沫凝膠體系的調剖作業(yè)效果至關重要。配制好泡沫凝膠后，分為兩份：一份不起泡，即凝膠體系；一份用waring攪拌器起泡。將其密封放置在65℃的烘箱內，定期觀察凝膠粘度的變化(圖2)及泡沫的析液量。

圖2 凝膠體系的長期熱穩(wěn)定性

從圖2可知，凝膠體系具有很好的熱穩(wěn)定性，在油藏溫度條件下，120天未出現(xiàn)脫水破膠現(xiàn)象，是性能優(yōu)良的穩(wěn)泡劑。并且通過長時間觀察，泡沫的穩(wěn)定性良好，經過4個月，泡沫凝膠底部無析液或只有很少的液體。

2.3 泡沫凝膠驅油效果評價

在油藏條件下開展室內巖心流動實驗，分別用兩組驅油體系做驅油實驗，評價泡沫凝膠體系對驅油效果的影響：

(1)0.3PV的HPAM聚合物驅+0.3PV的AP-P4聚合物驅；

(2)0.3PV的HPAM聚合物驅+0.3PV的泡沫凝膠驅。

實驗結果如表5所示。

表5 驅油效果實驗

從上述實驗可以發(fā)現(xiàn)，泡沫凝膠體系相比聚合物具有良好的提高采收率的能力，組合使用能夠顯著提高采收率。

3 結論

(1)研制出了成交效果較好的泡沫凝膠體系，最終配方為：AP-P4聚合物3000 mg/L+起泡劑500 mg/L+交聯(lián)劑(EC)30 mg/L；

(2)該泡沫凝膠體系遇地層水穩(wěn)定，遇油相融，當原油加量超過5%時泡沫的穩(wěn)定性變差，底部析出液體，泡沫體系中出現(xiàn)油珠，分析認為，導致該現(xiàn)象的原因是當原油加量較大時，原油與體系中的起泡劑的作用比較強烈，從而對泡沫有破壞作用，導致泡沫的穩(wěn)定性變差；

(3)凝膠體系具有很好的熱穩(wěn)定性，是性能優(yōu)良的穩(wěn)泡劑，且泡沫的穩(wěn)定性良好；

(4)泡沫凝膠體系與聚合物組合能夠顯著提高采收率。