火山巖裂縫性油藏氮氣泡沫體系起泡劑優選與性能評價

董家峰（長城鉆探工程技術研究院,遼寧 盤錦 124010）

火山巖裂縫性油藏氮氣泡沫體系起泡劑優選與性能評價

董家峰
（長城鉆探工程技術研究院,遼寧 盤錦 124010）

針對火山巖裂縫性油藏的特點，使用Waring Blender法評價了六種氮氣泡沫體系起泡劑的起泡性能，優選出HZ-1是最適合該類型油藏的氮氣泡沫起泡劑:該起泡劑的的耐鹽性較好，在高礦化度下任可保持較高的起泡體積與較長的半析水期，耐溫性能良，最佳濃度為0.8 %。實驗驗證了起泡劑遇水穩定，遇油消泡的特性的特征。當油含量高于20 %后，起泡性能快速降低。起泡劑的這一特征有利于擴大波及體積，提高剖面動用程度，改善油藏開發效果。

火山巖裂縫性油藏；氮氣泡沫起泡劑；Waring Blender；性能評價

0 引言

氮氣泡沫是近些年來應用較廣泛的一種三次采油新技術。氮氣泡沫具有很高的視粘度，可以有選擇地封堵高滲層，大量注入的氮氣還可以保持地層壓力，減緩底水錐進，降低油井含水率。ΗST油田是大型塊狀火山巖裂縫型油藏，儲層具有裂縫性與孔隙性雙重特征，非均質性強，受到儲層裂縫發育與邊底水影響。該油田注水突破后形成無效注水通道循環，而常規堵水措施由于受高溫高井深的影響，一直未取得實質性突破，開發這類油藏成為世界級技術難題。筆者針對火山巖裂縫性油藏的非均質性，研究了濃度、溫度、礦化度等因素對起泡劑性能的影響，優選出一種適合該類型油藏的氮氣泡沫體系起泡劑[1-4]。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑

起泡劑五種：PCS、ΗZ-1、ABS、PZ-2、DF-1。ΗST油田地層采出水、去離子水、穩定劑：分子量為2000萬的聚丙烯酰胺（北京恒聚）

1.2 實驗儀器

Waring Blender攪拌器；電磁攪拌器；電子天平；秒表；恒溫干燥箱。

1.3 實驗方法

考察起泡劑的性能主要是評價起泡劑的起泡能力與穩定性，目前國際上通常使用 Waring Blender法，該方法具有實驗周期短，限制條件少，操作簡便的有點。將五種起泡劑用地層水配制成相同濃度的溶液100 mL，設定攪拌器轉速6000 r/min，攪拌2 min后讀取泡沫體積，隨后記錄泡沫液中析出50 mL液體所需的時間。改變起泡劑的濃度可以考察濃度對起泡性能的影響；改變溶劑的礦化度可以評價起泡劑的耐鹽性；改變實驗溫度可以評價溫度對起泡劑性能的影響；在體系中加入一定量的原油則可以評價起泡劑的耐油性[5-6]。

2 實驗結果及分析

（1）起泡性及穩定性。泡沫是指由液體薄膜活固體薄膜隔離開的氣泡聚集體。在泡沫體系中，液體和氣體的界面起著重要作用。使用Waring Blender法評價五種起泡劑的起泡體積和半析水期，結果見表1。從結果可以看出， ΗZ-1起泡能力最強，而PCS起泡能力最弱；DF-1穩泡能力最強，PCS最弱；綜合來看，ΗZ-1具有最強的起泡能力的同時具有較好的穩泡能力；（2）濃度的影響。起泡劑的濃度是影響起泡劑性能與泡沫穩定性的重要因素。合適的起泡劑濃度不僅可以提高起泡體積、延長泡沫的半析水期，還可以提高現場應用的經濟性。在其他條件不變的情況下，僅改變起泡劑的濃度測量其起泡體積與半析水期。從結果可以看出，隨著濃度升高，起泡體積逐漸增大，在濃度達到0.8 %左右時，起泡體積的增大趨勢放緩；隨著濃度升高，半析水期有先增加后降低的趨勢，在濃度0.8 %～1 %時達到最大值。綜合來看，起泡劑應濃度選擇0.8 %；（3）耐鹽性。地層中的二價金屬離子，如Ca2+、Mg2+等對表面活性劑有一定的影響。為研究地層水的礦化度對泡沫體系的影響，在ΗST油田地層水礦化度的基礎上配制了不同礦化度的模擬水，在其他條件不變的情況下分布測定了起泡體積與半析水期。從結果可以看出，隨著模擬水礦化度的升高，泡沫體系起泡體積與半析水期均顯著降低，對半析水期的影響要大于對起泡體積，尤其是在高礦化度的情況下PCS與ABS兩種起泡劑的半析水期均在2 min以下，泡沫穩定性很差。ΗZ-1的耐鹽性則相對較好，在高礦化度下任可保持較高的起泡體積與較長的半析水期；（4）耐溫性。將起泡劑溶液放入恒溫箱靜置，待體系達到設定溫度后測定起泡體積與半析水期。改變設定的溫度可以得到溫度對起泡劑性能的影響。從結果可以看出，高溫對起泡劑性能有不利影響。隨著溫度升高，起泡體積有先升高再降低的趨勢，ABS與ΗZ-1表現相對較好，90 ℃還可以保持400 mL以上的起泡體積；半析水期隨著溫度升高而降低，其中ΗZ-1與PZ-2表現相對較好，90 ℃還可以保持8 min以上的穩泡時間。綜合來看，ΗZ-1的耐溫性能良好。

表1 起泡體積與半析水期

3 結論與認識

（1）使用Waring Blender法評價了6種起泡劑的起泡性能，并研究了起泡劑濃度、溫度、礦化度與油含量對其起泡性能的影響；（2）結果表明，適合ΗST油田的起泡劑是ΗZ-1，該起泡劑的的耐鹽性較好，在高礦化度下任可保持較高的起泡體積與較長的半析水期，耐溫性能良，最佳濃度為0.8 %；（3）實驗驗證了起泡劑遇水穩定，遇油消泡的特性的特征。當油含量高于20 %后，起泡性能快速降低。起泡劑的這一特征有利于擴大波及體積，提高剖面動用程度，改善油藏開發效果。

[1]賈學高.粘度高稠油開采方法的現狀與研究進展[J].石油天然氣學報（江漢石油學院學報）,2008,30(02) :529-537．

[2]吳國慶,黃立信,陳善鋒.稠油化學吞吐技術研究[J].西安石油學院學報:自然科學版,2000,15(02):29-32．

[3]陳榮燦,霍進,郭新和.稠油注蒸汽加氮氣吞吐實驗研究[J].特種油氣藏,1999,06(03):62-67．

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.256