空氣泡沫驅開采技術的特點及應用

邵　堃（沈陽采油廠工藝研究所，遼寧　沈陽　110316）

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空氣泡沫驅開采技術的特點及應用

邵堃
（沈陽采油廠工藝研究所，遼寧沈陽110316）

摘要：經濟的快速發展加大了對于原油的需求，據不完全統計，我國去年進口的原油占據國內原油需求總量的60%以上，巨大的原油需求對我國的原油開采提出了新的挑戰。在原油開采的過程中所使用的空氣泡沫驅油集合了空氣驅油和泡沫驅油兩種驅油方式的優點，不論是在原有的開采效率還是在開采成本降低方面都有著不小的優勢。空氣泡沫驅油具有調剖和驅油的雙重功能，同時還有效地改進了空氣驅油所具有的氣竄的缺點，是一種優秀的原油開采技術。空氣泡沫驅油在高滲透油藏中的應用較為廣泛并取得了較為良好的應用效果，但是其在潛山透油藏中的應用較少。本文在分析了空氣泡沫驅油工作機理的基礎上，通過在實驗室試驗和采油現場進行綜合試驗對空氣泡沫驅油在潛山油藏中的應用進行分析闡述。

關鍵詞：空氣泡沫驅油；潛山油藏；增油機理；驅油效率

0. 前言

經濟的快速發展以及石油的巨大需求促進了石油勘探開采技術的不斷發展，隨著我國油藏資源的不斷開采，潛山油藏將成為今后石油勘探開采的重點。據不完全統計，在近期勘探的油藏中有接近7成都為潛山油藏。該油藏的滲透率、孔隙度以及含油飽和度方面都較高，水驅開發效果變差。空氣泡沫驅油是一種新型的開采技術，其集中了空氣驅油和泡沫驅油的特點，開采成本低、開采效率高，能夠充分提高潛山油藏的動用程度，通過實驗室和注采現場的不斷測試，空氣泡沫驅油正在逐漸應用于油井的開采過程中。空氣泡沫驅油在潛山油藏中的應用較少，其多應用于低滲透的油藏開采中，在做好空氣泡沫驅油機理分析和實驗室試驗的基礎上，不斷調試，做好空氣泡沫驅油技術在潛山油藏中的應用。

1. 在潛山透油藏中應用空氣泡沫驅油技術的機理

空氣泡沫驅油技術充分結合了泡沫驅油和空氣驅油技術的特點，將泡沫驅作為調剖劑，將空氣作為驅油劑，使得其在具備了泡沫驅油和空氣驅油技術的特點的基礎上能夠實現低溫氧化驅油。空氣泡沫驅油的驅油機理示意圖如圖1所示。

在應用空氣泡沫驅油技術時，通過調整吸水剖面，擴大波及體積，可以有效地提高驅油效率，在非均質油藏中，通過應用空氣泡沫驅油技術，向油藏中注入泡沫液，泡沫液首先進入到高滲層中，利用泡沫液的賈敏效應，使得其逐漸完成高滲層的封堵，而后不斷注入的泡沫液在高壓下進入到小孔道中，進入到小孔道中的泡沫液在其中均勻地推進，通過調整注入井的吸水剖面將使得潛山層油井的動用程度大大加強。在注入的泡沫中使用起泡劑可以使得泡沫的表面活性大大加強，從而有效地提高潛山油藏的驅油效率。同時在油井中注入空氣來為油藏運動提供能量，注入到油藏中的空氣可以補充地層的能量，延長油田的穩產期，提高油藏的開采效率。

2. 空氣泡沫驅油技術中空氣泡沫驅的注入方式及特點

在應用空氣泡沫驅油技術時空氣泡沫驅在油井中的注入主要分為3種方式：空氣和泡沫交替完成注入、將空氣與泡沫同時完成井下注入、空氣和泡沫地面起泡注入。其中空氣和泡沫交替完成注入方式操作簡單，在油田開采中的應用較高。當將空氣和泡沫同時注入時，泡沫的起泡效果較高，可以在高滲透層形成較大的封堵壓差，提高驅油效率，但是采用此種方式會對注入的管柱造成較大的腐蝕，從而使得油井的注入能力下降。最后一種操作復雜、技術要求較高，因此，在油田開采的過程中應用較少。

3. 空氣泡沫驅油技術在潛山油藏開采中應用的可行性分析

通過在實驗室中模擬潛山油藏的開采特點，完成其在實驗室的模擬。在實驗室模擬實驗的過程中，通過將人工制成的石英砂膠結巖心接入流程，完成不同滲透率的巖石的模擬，而后將實驗模擬箱中的溫度調節并恒定在27℃，并抽真空，完成巖石的滲透率、飽和油、水的試驗測定并記錄，而后以恒定的速率在不同的巖石的滲透率上進行注水，直至出口端含水率得到98%時停止，在試驗時采用的是空氣、泡沫交替注入的方式完成空氣泡沫驅的試驗，在試驗空氣泡沫驅阻力因子與剩余油飽和度的關系時，可以采用上述試驗方式，通過調節巖心中的油飽和度，而后測定壓力變化值。

通過實驗室試驗后發現，隨著巖心滲透率的增加，空氣泡沫驅的驅油效率也隨之增加，同時，空氣泡沫驅油的原油采收效率與巖心的滲透率增長成正比，這是由于隨著巖心的滲透率的增加，泡沫的阻力系數不斷增大，泡沫在高滲層所形成的封堵能力在逐漸增強，從而極大地提高了空氣泡沫驅油技術的效率，提高原油的采收率。根據實驗數據表面，在潛山油藏中應用空氣泡沫驅油技術，可以使得潛山油藏的采收率提高幅度達到30%以上，因此，在潛山油藏中應用空氣泡沫驅油技術有著極大的經濟價值。在空氣泡沫驅油過程中不同剩余油飽和度下阻力因子的試驗中，根據實驗數據表明，阻力因子會隨著剩余油飽和度的增加而逐漸降低，尤其是當剩余油飽和度超過30%時，阻力因子將趨于平穩。這一實驗數據說明，空氣泡沫體系在油藏的剩余油飽和度較高時，泡沫液會受到原油消泡作用的影響，從而使得空氣泡沫驅油技術在高滲透油層中的封堵效果大為降低，因此，空氣泡沫驅油技術需要應用于剩余油飽和度較低時的條件下，同時試驗的數據還表明，在空氣泡沫驅油技術的應用過程中，水驅階段的原油主要來自于高滲層，待到注入空氣泡沫后，油層中的高滲層將逐漸被泡沫所封堵，潛山層中的原油將逐漸被空氣驅出，這一驅油效率在潛山層能夠增長達到4成以上，因此，空氣泡沫驅油技術在潛山透油藏中有著良好的應用前景。

圖1空氣泡沫驅油技術機理示意圖

4. 空氣泡沫驅油技術在油藏開采中的應用

沈625潛山構造上處于大民屯凹陷靜安堡斷裂帶西側與前進斷裂半背斜構造帶北沿交匯處，北西以斷層為界與安福屯洼陷相鄰，構造面積約20km2。主要目的層為中上元古界碳酸鹽巖潛山油藏。油藏分布以淺層潛山油藏為主，同時在油藏中分布有大量的育微裂縫，開采的難度較大。在前期的油藏開采中采用的是超前注水的開采方式，井網呈現矩形反九點井網分布，油藏中所含有的原油屬于高凝油，開采難度大且開采效率不高。在對油井采用空氣泡沫驅油開采方式后，首選將水，空氣、泡沫采用同時注入的方式完成地下起泡，通過對后期油井的生產進行檢測并對數據進行分析后發現，采用空氣泡沫驅油采油技術后，油井中的含水率逐漸下降并控制在一個較為合理的水平，同時油井的日產油能力也在逐步提升一段時間后保持了穩定，通過對油井的數據記錄分析表明，采用了空氣泡沫驅油技術后，油井的綜合含水率從原先的98%降低至54%，產油量極大地增加，因此，空氣泡沫驅油在潛山透油藏中可以發揮出良好的采油效果。

對另一砂巖區塊采用空氣泡沫驅油技術，此油田區域前期采用水驅的采出程度為21.6%，采出綜合含水率較高，使用水驅的采集效果較差，而后對其改用空氣泡沫驅油技術，通過先期向井下注入10000m3的氮氣，然后采用的是空氣、泡沫與水混注。隨后對油井進行采收數據的采集與分析表明，通過采用空氣泡沫驅油技術，使得油井的含水率下降了6%，產液量下降了2.7%，而原油的采收率提高了1.5倍以上，數據充分的表面采用了空氣泡沫驅油技術使得空氣泡沫劑有效地完成了高滲層的封堵，提高了波及效率，從而使得空氣泡沫驅油技術在潛山油層中得到了良好的應用效果。

結語

隨著原油需求地不斷加大以及高產油田的日益枯竭，提高潛山油藏的開采效率與開采效果對于提高原油的開采有著十分重要的意義。空氣泡沫驅油技術是一種創新型的原油開采技術，通過集合了空氣驅和泡沫驅的優點，使得其在原油開采中得到了較為良好的開采效果，本文在分析了空氣泡沫驅油開采特點的基礎上對空氣泡沫驅油技術在潛山油井開采中的應用效果進行了分析介紹。

參考文獻

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中圖分類號：TE357

文獻標識碼：A