杜84塊超稠油氮氣泡沫凝膠調剖技術

張雅楠（中國石油遼河油田興隆臺采油廠，遼寧 盤錦 124000）

遼河油田杜84塊構造上位于遼河盆地西部凹陷西斜坡中段，含油而積6.2km2，地質儲量8273×104t，屬中厚層狀邊底水超稠油油藏。在注蒸汽開采過程中，因縱向動用程度低、油層吸汽不均，存在蒸汽超覆、井間汽竄、蒸汽熱效率低等問題，影響超稠油開發效果[1]。

隨著油井吞吐輪次增加，汽竄矛盾突出，要求在注汽時封堵高吸汽層，改善油層吸汽剖面，釋放高滲透層，增加產油能力。在室內研究的基礎上，研發氮氣泡沫凝膠調剖技術，并開展了現場試驗，為抑制汽竄，改善超稠油開發效果，找到一條新的有效途徑。

1 技術原理

氮氣泡沫凝膠調剖體系由氮氣、發泡凝膠，表活劑組成，技術機理包括以下幾個方面:

利用泡沫的賈敏效應，封堵高滲透層或高滲透層段。凝膠具有穩泡作用，泡沫能夠擴大封堵范圍，減少凝膠堵劑用量，實現深部調堵[2]。泡沫遇油消泡，產生的氣體能夠在一定程度上增加地層能量，有利于破膠液的返排和提高油井產量。

2 室內實驗

2.1 發泡劑篩選

將試樣配成10%（w/w）水溶液置于陳化釜中，280℃恒溫48h備用。在室溫未加穩泡劑的情況下，進行發泡實驗，篩選起泡劑，并根據起泡劑濃度與起泡能力的關系，確定了最佳濃度。通過室內試驗，SG-1試樣濃度達到1%（w/w）時泡沫體積比就能達到1:4.34，可以滿足現場要求。

2.2 凝膠體系配方研制

凝膠體系主要由水解聚丙烯酰胺、甲醛和混酚及熱穩定劑組成。

室內實驗表明，隨著部分水解聚丙烯酰胺、甲醛和混酚濃度的增加，其成膠時間縮短、強度增大。在滿足強度要求的前提下，改變這些成分的濃度，可以有效調節調剖劑的成膠時間。考慮到凝膠強度、地面粘度、成本因素，確定水解聚丙烯酰胺的使用濃度0.8%-1.2%，甲醛的使用濃度1.5%-2.0%，混酚的使用濃度0.4%-0.6%。

該凝膠體系的技術指標:

密度1.00-1.06g/cm3，粘度55-85MPa·s，凝膠粘度＞15×105MPa·s，封堵率≥90%。

2.3 氮氣泡沫凝膠體系室內參數測試

氮氣泡沫凝膠體系由凝膠體系、發泡劑、氮氣等幾部分組成，經過室內參數優化，確定現場施工工藝。

2.3.1 混合體系發泡性能及穩定性測試

發泡劑體系與凝膠體系混合后，由于體系粘度的變化以及其它化學劑的加入，發泡劑的性能會受到影響，發泡劑的最佳使用濃度應該調整。確定凝膠體系的組成，改變發泡劑的用量，測其發泡量和半衰期。通過室內試驗，在凝膠體系中，發泡量隨發泡劑濃度增加而增加，泡沫半衰期也隨之延長。當發泡劑濃度達到0.8%時，發泡量不再繼續增加。因此確定發泡劑最佳使用濃度為0.8%。

2.3.2 凝膠體系與氮氣比例

固定發泡劑、凝膠體系的用量，改變氮氣注入比例，在55℃進行巖心封堵實驗并測試封堵壓差，選取氮氣排量分別為300mL/min、450mL/min、600mL/min，凝膠+發泡劑注入排量為5mL/min，封堵壓差分別為3.5MPa、3.6MPa、3.4MPa，由此可見，氮氣排量對封堵壓差影響不大。

考慮成本和現場施工條件，確定地層條件下氣液比為60:1。

2.3.3 并聯巖心封堵實驗

通過并聯雙管連續驅替實驗，考察存在滲透率級差填砂模型經過氮氣泡沫、氮氣泡沫凝膠和凝膠封堵后的調剖作用。根據并聯模型調堵模擬實驗，對氮氣泡沫、氮氣泡沫凝膠和凝膠在滲透率級差為1.7和5.5時，計算阻力因子、汽驅后阻力因子、殘余阻力因子可知，注入氮氣泡沫和氮氣泡沫凝膠后，并聯填砂模型滲透率級差越大，高滲模型的阻力系數越高，調堵效果越好，吸汽量越大，對地層傷害小。而注入凝膠調堵后雖然高滲模型的阻力因子較高，但低滲模型的阻力因子也比較高，這樣容易造成注汽壓力提高，注汽困難，同時汽驅后殘余阻力系數較高，影響后續采油。

3 現場應用

3.1 選井條件

措施不受井況限制，適用于稠油蒸汽吞吐開發的非均質油藏的油井，特別是高輪次吞吐后油井層間矛盾、平面矛盾突出、且主力吸汽層位既為主力生產層位的油井。

3.2 效果分析

201 1 年-2014年現場試驗32井次，階段增油12083t，見到了一定的應用效果，階段創效1633.91萬元，投入產出比為1:3.35。

3.2.1 降低汽竄干擾效果顯著。平均措施周期為13.5輪，措施后減少汽竄方向58個，降低汽竄影響2800噸。

3.2.2 吸汽剖面得到一定改變。測試吸汽剖面顯示油井層間吸汽狀況發生一定改變。

4 結語

4.1 該技術適用杜84超稠油改善油層縱向動用程度及提高吞吐效果。

4.2 開展了氮氣泡沫凝膠調堵機理研究，對注入參數進行了優化。

4.3 該技術對同類油藏具有借鑒意義，具有推廣前景。

[1]張守軍.超稠油汽竄綜合治理技術的研究與應用[J].中外能源,2010.07,15(7):41-45.

[2]蔣曉波.超稠油氮氣泡沫凝膠調剖體系的研究與應用[J].中外能源,2012(17):61-64.