自生泡沫體系驅(qū)油研究

楊德華

（大港油田采油工藝研究院，天津　300280）

自生泡沫體系驅(qū)油研究

楊德華

（大港油田采油工藝研究院，天津300280）

油層內(nèi)二氧化碳自生泡沫SPG驅(qū)油技術(shù)是三次采油技術(shù)一項(xiàng)新型體系，具有優(yōu)越的流度控制和微觀驅(qū)油特性，自生氣體二氧化碳在油藏溫度壓力條件下，能夠很好的溶解在油、水中，使原油膨脹降黏，自生泡沫體系結(jié)合了聚合物、泡沫及表面活性劑的多種優(yōu)點(diǎn)，比單一泡沫體系及聚合物具有更大的優(yōu)越性，起到了復(fù)合增效的作用，自生泡沫在羊一斷塊的成功應(yīng)用，將會(huì)大幅度提高類似油藏的采收率，該技術(shù)具有現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便易操作等特點(diǎn)。

自生泡沫；生氣劑；試驗(yàn)

羊一斷塊屬于館陶和明化油組典型的稠油油藏，由于連續(xù)注水時(shí)間較長(zhǎng)，已經(jīng)進(jìn)入高含水開發(fā)后期，油層相對(duì)吸水量較多，動(dòng)用程度較高，但是在水驅(qū)較差的井區(qū)剩余油飽和度仍然較高，NgⅠ1砂體地下連通性好，明化油組全區(qū)最低剩余油飽和度為17％，剩余油富集區(qū)的含油飽和度為64％，具備開展三次采油技術(shù)措施的有利條件，該區(qū)塊地下原油黏度高，試驗(yàn)過程中已經(jīng)出現(xiàn)堿、聚，在生產(chǎn)井竄出的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了受益井的增油效果，為了進(jìn)一步改善復(fù)合驅(qū)的效果，開展了自生泡沫復(fù)合驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究［1-4］。

1　自生泡沫的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究

在常壓條件下自生CO2的生氣效率指在一定溫度條件下，一定濃度的生氣劑的水溶液產(chǎn)生的氣體體積占其理論產(chǎn)氣體積的百分?jǐn)?shù)，實(shí)際產(chǎn)氣體積可用排水法測(cè)定。

1.1實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)藥品及儀器： 生氣劑、恒溫水浴鍋、塞子若干、量筒（500 mL）、試管、導(dǎo)管、三角燒瓶。

1.2實(shí)驗(yàn)原理

采用單液法制備CO2：向試管中加入一定濃度的生氣劑溶液，使其受熱分解生成CO2，反應(yīng)式如下：

試驗(yàn)裝置（見圖1）。

圖1　生氣效率測(cè)定示意圖（常壓）

1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

分別測(cè)定溫度為63℃、70℃和80℃下不同質(zhì)量濃度下生氣劑的生氣效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表1）。

表1　不同溫度不同生氣劑質(zhì)量濃度下生氣劑生氣效率的研究

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：生氣效率隨著生氣劑濃度的增大而增大，隨著反應(yīng)溫度的升高而增大。說明生氣劑的生氣效率與生氣劑濃度和體系溫度有關(guān)，且溫度在63℃時(shí)生氣效率總體不高，在20％～50％。溫度升高到80℃時(shí)其生氣效率最大可達(dá)90％左右。

2　自生泡沫體系驅(qū)油性質(zhì)研究

2.1泡沫質(zhì)量和半衰期

表2　自生泡沫體系基本性質(zhì)研究

分析表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：

（1）加入生氣劑質(zhì)量濃度為5％的體系比生氣劑質(zhì)量濃度為3％的體系的起泡體積明顯增大，但其半衰期的變換規(guī)律并不明顯。

（2）起泡劑AOS的濃度越大，起泡體積越大，半衰期隨AOS的濃度的增加而稍有降低。

（3）聚合物KYPAM的濃度越大，起泡體積越大，反應(yīng)后體系黏度也越大，但將反應(yīng)后液體與KYPAM基液相比均有大幅度的降低。

2.2熱穩(wěn)定性

將配制好的基液體系放置在63℃的烘箱中，定時(shí)測(cè)定體系黏度，研究長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性及保留率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表3）。

由表3中數(shù)據(jù)看出，隨著生氣劑含量的增加體系黏度呈下降趨勢(shì)，生氣劑加量增大，增加了體系內(nèi)離子含量，壓縮聚合物的雙電層，使聚合物分子收縮降低溶液黏度。含1％和3％濃度生氣劑的體系30 d黏度保留率在80％左右，具有較好的熱穩(wěn)定性。

3　泡沫驅(qū)油的物模實(shí)驗(yàn)研究

模擬羊一斷塊油藏條件，實(shí)驗(yàn)溫度為63℃，用手動(dòng)泵來加回壓以模擬地層壓力。

表3　體系穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

填砂管模型的基本參數(shù)和自生泡沫體系驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表4），單巖心泡沫驅(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析。

表4　自生CO2泡沫驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水驅(qū)采收率很低，在5％到8％，但注入自生CO2泡沫體系驅(qū)油后，采收率明顯提高，并且隨著注入體系的PV數(shù)的不斷增加，巖心的采收率不斷增加。水驅(qū)后注自生CO2泡沫體系大幅度提高采收率。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得：?jiǎn)我簧鷼鈩⑵鹋輨〢OS和穩(wěn)泡劑KYPAM都能在一定程度上改善油藏水驅(qū)開發(fā)效果，在水驅(qū)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高采收率，其中KYPAM聚合物提高采收率效果最好，采收率提高了32.68％，其次是生氣劑和AOS。而自生泡沫驅(qū)油體系提高采收率效果比SP二元復(fù)合驅(qū)和單一生氣劑、起泡劑和穩(wěn)泡劑都好，提高采收率幅度達(dá)45.9％，說明自生泡沫驅(qū)油體系有更完善的提高采收率機(jī)理和更好的提高采收率效果。

4　結(jié)論

（1）在常壓下，自生CO2的生氣效率隨著生氣劑濃度的增加而增加，隨體系反應(yīng)溫度的升高而增加。在油藏溫度條件下，自生CO2的生氣效率隨著反應(yīng)壓力的增加而相應(yīng)增加。

（2）自生泡沫驅(qū)油體系基本組成為：3％生氣劑+ 0.15％起泡劑AOS+0.15％KYPAM，產(chǎn)生很好驅(qū)油性質(zhì)是自生泡沫體系能夠有效降低原油黏度，特別是當(dāng)生氣劑濃度為3％，原油黏度顯著降低；自生泡沫體系的黏度熱穩(wěn)定性好。

（3）單巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果：自生泡沫驅(qū)油技術(shù)提高采收率效果明顯好于SP二元復(fù)合驅(qū)和單一聚合物、生氣劑及活性劑AOS一元體系驅(qū)，在相同注入量條件下（0.4 PV），室內(nèi)自生泡沫驅(qū)油能使采收率在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高45％左右。

［1］廖廣志.常規(guī)泡沫驅(qū)油技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999.

［2］盧祥國，牛金剛.化學(xué)驅(qū)油理論與實(shí)踐［M］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000.

［3］康萬利.三次采油化學(xué)原理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

［4］王增林.強(qiáng)化泡沫驅(qū)油體系性能研究［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，27（1）：49-53.

Research of self-generating foam displacing oil

YANG Dehua
（Oil Production Technology Institute of Dagang Oilfield Company，Tianjin 300280，China）

Inner reservoir self-generating carbon dioxide foam flooding SPG is one of new EOR technologies，with superior mobility control and microscopic oil displacement characteristics.Self-generating carbon dioxide gas at reservoir temperature and pressure conditions can be well dissolved in the oil，the water，which can reduce the crude oil viscosity.Selfgenerating foam system combines the advantages of polymer，foam and surfactant，which has more advantages than a single foam system or polymer and plays a role in complex synergistic.The successful application of self-generating foam flooding technology in Yang 1 fault block will greatly improve the recovery of similar reservoirs.The site construction technology is easy to operate.

self-generating foam；oil displacement efficiency；research

TE357.46

A

1673-5285（2016）08-0154-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.036

2016-07-19

楊德華，男，工程師，2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事化學(xué)復(fù)合驅(qū)提高采收率研究工作，郵箱：ydh25318@126.com。