稀油油藏氮氣泡沫抑制邊水技術研究

胡　鵬，彭航兵，田紅燕，涂　漫，閆保梅，董興文，張隆國（．河南油田分公司第一采油廠，河南桐柏474780；．西南石油大學石油與天然氣工程學院，四川成都60500）

稀油油藏氮氣泡沫抑制邊水技術研究

胡鵬1，彭航兵1，田紅燕1，涂漫1，閆保梅1，董興文1，張隆國2
（1．河南油田分公司第一采油廠，河南桐柏474780；2．西南石油大學石油與天然氣工程學院，四川成都610500）①

河南油田張店白秋區、下二門Ⅰ斷塊等稀油藏因邊水推進造成含水迅速上升、產量下降快。開展了稀油藏氮氣泡沫抑制邊水技術研究，包括起泡劑篩選與評價，穩泡劑篩選與評價，氮氣泡沫油藏適應性研究，施工工藝參數優化研究。形成了稀油藏氮氣泡沫抑制邊水工藝技術，在減緩邊水浸入的同時實現了油井降水增油的目的。

稀油油藏；氮氣泡沫；邊水；起泡劑

河南油田第一采油廠張店白秋小斷塊油藏、下二門Ⅰ斷塊等多個區塊受邊水影響嚴重，具體表現為初期產量高（日產油＞10 t）、采出程度低（＜30%）、邊水浸入后含水率迅速升高至80%以上。通過控制生產壓差方式減緩邊水推進的效果不理想，含水上升速度依然過快。氮氣泡沫具有“堵大不堵小”和“堵水不堵油”的選擇性堵水作用，可有效封堵高滲透層和出水通道，為此，開展了稀油藏氮氣泡沫抑制邊水技術研究，旨在減緩邊水浸入，改善油藏開發效果［1］。

1　氮氣泡沫抑制邊水機理

1） 泡沫對高滲透條帶的選擇性封堵。高滲透帶阻力小，氮氣泡沫會優先進入，占據孔隙的大部分空間，氣泡通過孔喉時會有“賈敏效應”，產生較大的阻力，從而降低液相的流動能力。

2） 泡沫對高含水層的選擇性封堵。泡沫在含油飽和度大于15%～20%的介質中不能產生穩定的泡沫，在含油飽和度低，即含水飽和度高的地方，形成穩定的泡沫，產生有效的封堵［2］。

3） 泡沫中的氣組分在氣泡破裂后產生重力分異。氮氣進入微構造高部位形成次生小氣頂，驅替頂部原油向下移動。

4） 氮氣增能助排作用。氮氣不溶于水，較少溶于油，具有良好的膨脹性，增加彈性驅動能量，能保持地層壓力，有利于減緩邊水推進［3］。

2　氮氣泡沫體系配方確定

2．1 起泡劑篩選與評價

用Waring Blender法評價了TFP-1，TFP-2，FYQ-1三種起泡劑的起泡性能。圖1為起泡劑質量分數對起泡體積的影響曲線，從圖1可以看出：起泡體積隨著起泡劑質量分數變化趨勢是先增大，后趨于平緩，而后減少，起泡劑的最佳質量分數是0．4%～0．6%，其中TFP-1起泡體積最大，FYQ-1起泡體積最小。圖2為起泡劑質量分數對泡沫半衰期的影響曲線，從圖2可以看出：泡沫半衰期隨著起泡劑質量分數變化趨勢是先增大，后趨于平緩，而后減少，半衰期最高可達200min，其中TFP-1泡沫半衰期最長，FYQ-1泡沫半衰期最短。圖3為起泡劑質量分數對泡沫綜合值的影響曲線，TFP-1的起泡性能最好，起泡劑質量分數為0．5%的時，泡沫綜合值達到最大，因此，選用TFP-1型起泡劑。

圖1　起泡劑質量分數對起泡體積的影響

圖2　起泡劑質量分數對泡沫半衰期的影響

圖3　起泡劑質量分數對泡沫綜合值的影響

2．2 穩泡劑篩選與評價

為了保證泡沫具有較好的穩定性，需在泡沫體系中加入穩泡劑，聚合物是目前最常用的穩泡劑［4］，因此，在TFP-1起泡劑質量分數為0．5%和油藏溫度、礦化度條件下，采用Waring Blender對1630、正力Ⅱ型、梳形和LF-1 4種聚合物的穩泡性能進行了評價。

圖4為聚合物對起泡體積的影響曲線。由圖4可以看出：不同類型泡沫的起泡體積隨著聚合物質量分數的增大而減小，說明聚合物對起泡劑的起泡體積有不利影響。圖5為聚合物對泡沫半衰期的影響曲線。由圖5可以看出：泡沫的半衰期隨著聚合物質量分數的增大有顯著增大，說明聚合物溶液有較好的穩泡作用，其中1630型聚合物對泡沫半衰期延長期最大。圖6為聚合物對泡沫綜合值的影響曲線。由圖6可以看出：1630型聚合物對泡沫綜合值提升最大，穩泡性能最佳，聚合物質量分數0．1%～0．3%時泡沫綜合值提升最好，故選用1630型聚合物作為穩泡劑，質量分數為0．1%～0．3%。最終確定氮氣泡沫體系配方為0．5%TFP-1型起泡劑＋（0．1%～0．3%）1630型聚合物＋氮氣。

圖4　聚合物對起泡體積的影響

圖5　聚合物對泡沫半衰期的影響

圖6　聚合物對泡沫綜合值的影響

3　施工工藝參數優化

3．1 氣液比的優化

不同的氣液比條件下，生成的泡沫存在一定的區別。試驗采用不同氣液比向填砂巖心中注入泡沫（0．3%聚合物＋0．5%起泡劑＋N2同時注入），通過阻力因子評價不同氣液比對泡沫封堵性能的影響。如圖7。

圖7　氣液比對泡沫阻力因子的影響

由圖7可以看出，泡沫阻力因子隨著氣液比先增大后減小，氣液比為1．5∶1時，阻力因子最大。當氣液比較高時，產生的氣泡較大，泡沫不穩定；當氣液比較低時，形成氣泡體積小，通過地層孔隙時阻力小，氣液比過大或過小都會影響泡沫的封堵性能，因此，存在一個最佳氣液比，當氣液比為1．5∶1時，形成的泡沫穩定性強，對地層封堵效果好，因此現場應用時氣液比選為（1～2）∶1。

3．2 起泡劑質量分數的優化

利用填砂管驅替試驗對不同質量分數的TFP-1型起泡劑的泡沫封堵性能進行了評價，氣液比為1．5∶1。由圖8可以看出，起泡劑質量分數為0．5%時，阻力因子已達到最大值，再增加起泡劑質量分數阻力因子貢獻不大，出于經濟性考慮，現場應用時起泡劑質量分數選為0．5%。

圖8　起泡劑質量分數對泡沫阻力因子的影響

4　現場應用及效果分析

現場應用氮氣泡沫抑制邊水措施5井次，階段增油1053．9t，降水5697m3，其中4口井持續有效，氮氣泡沫抑制邊水措施降水增油效果顯著。

表1　氮氣泡沫抑邊水措施效果統計

5　結論

1） 通過試驗優選出起泡劑TFP-1和穩泡劑1630型聚合物，其最佳使用質量分數分別為0．5% 和0．1%～0．3%，確定氮氣泡沫體系配方為0．5%TFP-1＋（0．1%～0．3%）1630型聚合物＋氮氣。

2） 聚合物對起泡劑的起泡體積有不利影響，但對泡沫的半衰期有著較大的增益作用，泡沫綜合值顯著提高。

3） 礦場試驗發現，氮氣泡沫抑制邊水措施后油井日產液、動液面明顯下降，說明氮氣泡沫對邊水型稀油藏有較好堵水效果。

［1］ 翟永明．樂安稠油油藏水平井堵水調剖技術研究應用［J］．石油工程與地質，2008（6）：72-74．

［2］ 周玉衡，喻高明，周勇，等．氮氣驅機理及應用［J］．內蒙古石油化工，2007（6）：101-102．

［3］ 廖廣志，李立眾．常規泡沫驅油技術［M］．北京：石油工業出版社，1999．

［4］ 樊澤霞，李玉英，丁長燦，等．聚合物對泡沫穩定性的影響研究［J］．特種油氣藏，2013（6）：102-104．

Research on Thin Oil Reservoir of Nitrogen Foam Inhibiting Edge Water Technology

HU Peng1，PENG Hangbing1，TIAN Hongyan1，TUMan1，YAN Baomei1，DONG Xingwen1，ZHANG Longguo2
（1．The First Oil Production Plant，Henan Oilfield Company，Tongbai 474780，China；2．School of Oil&Natural Gas Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China）

The thin oil reservoir blocks in Henan oilfield，such as Zhangdian Baiqiu and Xia-er-men areas，with the edge water advancing causing the problem of water cut rising rapidly and fast pro-duction decline．Thin oil reservoir of nitrogen foam inhibiting edge water technology research was carried out，including foaming agent selection and evaluation，stable foam agent selection and eval-uation，nitrogen foam reservoir adaptability research，construction process parameters optimization research．The technology of thin oil reservoir of nitrogen foam inhibiting edge water was formed，which can slow down the edge water immersion and achieve the purpose of well water rate drop-ping and oil production increasing at the same time．

the thin reservoir；nitrogen bubble；edge water；foaming agent

TE935

B

10．3969／j．issn．1001-3842．2015．08．022

1001－3482（2015）08－0090－03

①2015－02－25

胡鵬（1972-），男，湖北鄖西人，工程師，2009年畢業于中國石油大學（華東）石油工程專業，現從事油田開發工作，Email：151730377＠qq．com。