石海磊，王彥春

（1中國地質大學（北京）地球物理與信息技術學院，北京100083；2中海油田服務股份有限公司，河北 廊坊065201）

氮氣泡沫壓錐堵水技術已經在國內外陸地油田應用了很長時間，由于考慮到安全風險和環保問題，在海上油田一直沒有進行有效的實施，隨著近幾年海上油田在安全生產和環境保護進行了大力的改進，氮氣泡沫作為穩油控水技術又再一次地進行了嘗試，選擇該海上油田投產初期含水就高達50%。截止到2010年12月底，共有生產井數26口，年平均采油速度0.93%，目前采出程度6.52%，氣油比18，平均單井日產油20m3／d，階段末綜合含水高達88.8%，其中已有13口井的含水超過90%，它們在生產過程中含水的上升表現出明顯的底水錐進特征。

1 氮氣泡沫壓錐堵水實驗

1.1 起泡劑靜態性能評價

為了能夠優選適合該油田氮氣泡沫壓錐堵水的起泡劑，按照SY－T6465—2000泡沫排水采氣用起泡劑評價方法開展泡沫劑靜態性能評價。

表1 不同類型起泡劑靜態性能評價對比表

圖1 BHT起泡劑靜態性能評價對比

通過對比3種不同起泡劑在室溫下和油藏溫度下的發泡體積、泡沫半衰期、界面張力參數，優選適合該油田地質流體屬性的最佳起泡劑，實驗結果如表1所示，可見BHT的綜合性能較突出，能夠滿足該油田油藏溫度條件下的使用要求。

通過對比BHT起泡劑不同濃度下的發泡量和半衰期，如圖1所示。當起泡劑BHT的質量分數控制在0.5%左右，吸附前后的發泡量差別較小，而且發泡量也比較大；BHT的質量分數在0.4%以上時，吸附前后泡沫的半衰期差別較小。綜合考慮，優選BHT起泡劑質量分數在0.5%為最佳適宜濃度。

1.2 起泡劑動態性能評價

選取該油田目的層巖芯進行起泡劑動態性能評價實驗，測試在地層溫度下0.5%的BHT起泡劑在不同注入PV數（注入地下的聚合物溶液體積占地下總孔隙體積的倍數）下的壓差，如圖2所示。隨著注入PV數的增加，封堵壓差呈上升趨勢，說明在地層溫度下BHT起泡劑在巖芯中具有較高的封堵壓差，在油層深部具有很強的封堵調剖能力。

2 注采參數優化及效果預測

圖2 BHT起泡劑動態性能評價對比

為了能夠反映選取的0.5%BHT起泡劑適合于該油田的氮氣泡沫壓錐堵水技術，利用主流的化學驅數值模擬軟件Stars進行數值模擬研究，建立兩口井的實際地質模型，輸入實驗所得的起泡劑性能參數，進行氮氣泡沫數值模擬注采參數優化和效果預測研究。

2.1 注入時間優化

通過對比注入氮氣10天、15天、20天和30天下的增產幅度可以看出，隨著時間的增加，增產幅度開始降低，相對來說20～30天的注氮時間從增產幅度初期比較高，可以優選20～30天作為注入的最佳時間范圍。如圖3所示。

2.2 氣液比優化

通過對比不同氣液比下的增產幅度可以看出，在氣液比為1∶（1～2）時，增產幅度在每個周期都保持一個較高的值，優選施工氣液比為1∶（1～2），如圖4所示。

圖3 不同注氮時間下的增產幅度比較

圖4 不同氣液比下的增產幅度比較

2.3 效果預測

在優選注采參數的基礎上，通過數值模擬結果計算得出兩口高含水注入氮氣泡沫措施后的生產效果，如圖5、圖6所示。可以看出，注入氮氣泡沫后，第1周期內增油幅度最大，單井產能提高到3倍以上，氮氣泡沫對提高單井產量，控制底水有著明顯的效果。

利用數值模擬技術對兩口井措施前后的底水錐進剖面也進行了可視化分析，從圖7可以看出，注入氮氣泡沫后，水錐有著明顯的下降。

3 現場應用

兩口井單井氮氣泡沫壓錐堵水的作業措施，注入時間30天，分10個段塞注入，注入氮氣量288000m3，起泡劑16t，質量分數0.5%，注入后開井生產，含水最高降低至70%，單井產能最高至40m3／d。由此可見，井實施氮氣泡沫壓錐后，既實現了增油，同時又降低了產水量，達到了控水增油的預期目的，氮氣泡沫壓錐堵水的效果得到了很好的體現。

圖5 氮氣泡沫壓錐井1效果與無措施生產累產油和日產油比較

圖6 氮氣泡沫壓錐井2效果與無措施生產累產油和日產油比較

圖7 1＃井和2＃井氮氣泡沫壓錐前后水錐剖面對比

4 結 論

（1）氮氣泡沫作為化學驅的一種增產措施，海上油田在生產安全和環境保護方面都具備了條件，能夠首次在海上油田實施具有重要意義。

（2）通過室內實驗研究，優選了適合于目的油田的起泡劑BHT及起泡劑最佳質量分數0.5%，通過動態性能評價實驗，0.5%的BHT起泡劑對目的層有著很高的封堵調剖性。

（3）通過數值模擬優選氮氣泡沫最佳注入時間20～30天，最佳氣液比1∶（1～2），預測實施氮氣泡沫措施后，能提高單井產能3倍以上，現場試驗也證明了氮氣泡沫在穩油控水有著比較好的效果。

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