油田開發中高溫泡沫調剖技術研究

　　摘 要：油田開發中高溫泡沫調剖主要應用耐高溫表面活性劑與氮氣在高溫下產生的氣體在油層中共同作用，形成泡沫。雖然氮氣泡沫調剖在許多油田已經取得較好的效果，但是其技術施工工藝復雜、車組龐大、時間長、成本高。為了簡化施工工藝、降低生產成本，新型的蒸汽增效劑（地下自生非凝析氣+泡沫劑）。主劑是在高溫下能夠分解產氣的物質，氣體的膨脹能夠產生附加驅動能量，強化回采；氣體和泡沫劑能夠生成泡沫，對大孔道或汽竄通道具有一定的封堵作用，即擴大了蒸汽的波及體積。
　　關鍵詞：高溫泡沫 調剖 氮氣
　　中圖分類號：TE3文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0072-01
　　1 地下自生非凝析氣方法
　　非凝析氣可以是氮氣、天然氣、空氣、二氧化碳等，實踐證明在有二氧化碳存在的同時又有氨氣生成時效果最佳。能夠同時產生CO2和NH3的物質何種最優。
　　從表中可以看出，以分解溫度和溶解度兩個指標衡量，碳酰胺性能最優。
　　2 碳酰胺分解
　　該方法的優點：（1）反應能化合蒸汽中的冷凝水，有利于保持蒸汽干度。（2）氨水能和石油中的環烷酸、長鏈脂肪酸發生化學反應，生成具有表面活性的物質，能夠降低油水之間的界面張力，提高洗油效果。（3）二氧化碳極易溶于原油中，使原油膨脹，降低原油的粘度。（4）二氧化碳易與活性劑形成泡沫，起到蒸汽轉向和擴大波及作用。（5）產生的NH3，在冷凝蒸汽中形成NH4+，通過與膨脹粘土中的陽離子進行交換，可防止粘土膨脹，這樣有利于保持儲層的滲透率。
　　3 尿素分解的室內實驗
　　3.1 尿素分解實驗
　　實驗目的：通過測定一定濃度的尿素在不同溫度下分解產生氣體時形成的壓力，了解尿素熱分解產生氣體量的大小和由此產生的壓力高低。
　　實驗條件：實驗選擇的溫度為：150℃、200℃、250℃和300℃，測定濃度為50%（重量濃度）。反應釜中加入尿素75g，配置成50%的溶液420ml，不同溫度下產生的壓力。這說明尿素溶液在溫度達到150℃時開始分解。
　　3.2 尿素溶液高溫下分解反應規律實驗
　　尿素溶液在不同溫度、壓力下的分解反應規律對現場施工設計和油藏條件的要求是十分重要的參數。隨著溫度升高，尿素的分解速率增大。但差別不大，這說明尿素溶液在高于150℃快速分解。使用尿素溶液的濃度為45%，溫度200℃。測定體系壓力變化對尿素溶液分解速率的影響。對尿素溶液的分解反應來說，體系壓力升高，尿素溶液的分解速率減小。但是，體系壓力在2～10MPa之間變化，分解速率只有2倍的變化，沒有數量級的改變。
　　3.3 耐高溫表面活性劑
　　為有效解決稠油蒸汽吞吐、蒸汽驅過程中蒸汽超覆和汽竄現象造成的驅替波及系數小、采收率低、油藏動用程度差等問題，耐高溫泡沫調剖技術越來越受到人們的重視。高溫泡沫劑技術不僅可以比較明顯改善流度比、提高波及系數和掃油效率，而且不會給油層帶來永久性傷害。目前國內使用的高溫泡沫化學劑主要是各種傳統的磺酸鹽類表面活性劑，經油田應用之后，效果不是很好。為克服現有高溫發泡劑的缺陷，選取具有較長碳鏈的重烷苯、α-烯烴等做原料，通過磺化、中和、水解等過程，制備出新型的系列耐高溫表面活性劑，再配以合適的穩泡劑及助劑，得到系列高溫防竄劑體系。通過發泡性能、耐溫性能以及高溫下封堵性能的研究，確定出具有較佳性能的高溫防竄化學劑體系。評價起泡劑性能的主要指標有三個：用來評價起泡劑的起泡性能的指標為一定濃度條件下單位質量起泡劑形成的泡沫體積，用來評價起泡劑穩定性的指標為泡沫的半衰期，用來評價起泡劑所生泡沫對地層封堵性能的指標為泡沫的阻力因子。而用于蒸汽泡沫驅的起泡劑還需要評價其耐溫性能。
　　3.4 起泡劑的起泡能力與半衰期
　　實驗選用新型耐高溫的表面活性劑NFV和FPJ，溫度25℃條件下，用清水配置成1%濃度的溶液。兩種表面活性劑具有較好的發泡性和較長的半衰期。兩種新型起泡劑在300℃條件下熱老化72h后，起泡劑仍有較高的起泡體積和較長的半衰期。高溫下（200℃）的阻力因子測試結果表明，FPJ在達到0.3%濃度時，阻力因子為9就可以起到調剖的作用，0.5%時阻力因子為17，濃度高于0.5%時，阻力因子增加幅度較小，所以選用0.5%FPJ新型防竄劑。
　　4 結論
　　4.1 擴大油層加熱帶
　　泡沫具有“堵大不堵小”的功能，即優先進入高滲透大孔道，從而防止了蒸汽的突進。因此，注蒸汽的同時注入非凝析氣和泡沫，可擴大蒸汽加熱半徑，增加蒸汽的波及體積。
　　4.2 堵水不堵油
　　泡沫具有“遇油消泡、遇水穩定”的性能，消泡后其粘度降低，不消泡時其粘度不降，從而起到“堵水不堵油”作用，提高了驅油效率。
　　4.3 提高洗油效率
　　起泡劑本身是一種活性很強的陰離子型表面活性劑，能較大幅度降低油水界面張力，改善巖石表面潤濕性，使原來呈束縛狀的油通過油水乳化、液膜置換等方式成為可流動的