淺析氮氣泡沫驅技術在油田地區的應用

常城（吉林油田勘探開發研究院，吉林 松原 138000）

淺析氮氣泡沫驅技術在油田地區的應用

常城（吉林油田勘探開發研究院，吉林 松原 138000）

隨著社會經濟的迅猛發展，我國油田開采產業也在不斷革新采油方法，提高油田的采收率，并提高油田產業的經濟效益。基于此，本文介紹了氮氣泡沫驅技術的采油原理，并分別從注水壓力、注入剖面、見效范圍和采收效果等方面，分析了氮氣泡沫驅技術在油田地區的應用效果，提高對原油的采收效果。

氮氣泡沫驅技術；注水壓力；注入剖面

20世紀70年代，我國逐漸利用氮氣泡沫驅技術實現對原油的三次開采。氮氣泡沫驅技術能夠改善原油的流度比，降低氣相滲透率，同時擴大驅油范圍，在我國原油開采過程中，有效提高了原油產量，經濟效益顯著。由于氮氣泡沫驅具有遇油消泡，遇水穩定的特性，幾乎所有的輕質油藏都適于使用這種技術，氮氣泡沫驅技術因此得到了廣泛應用。

1 氮氣泡沫驅技術的原理

眾所周知，氮氣擁有良好的膨脹性和可壓縮性，而且，它可以應用在能量釋放過程中，用來實現解堵、驅替和助排的目標，同時氮氣能夠進入到低滲透層，從而對原油進行抽提。因此，可以利用原油的這一特征，使用氮氣泡沫驅技術讓地層壓力保持平衡，同時改善原油的流度比，使其彈性能量增加，通過調整氮氣泡沫劑的注入剖面，擴大氮氣泡沫驅技術的波及范圍。在高壓環境下，部分氮氣可以溶解在原油中，致使原油膨脹，使原油的黏度降低，與此同時，由于氣體具有上浮作用，頂部油層的動用程度被大大提高。此外，氮氣具有良好的可壓縮性，所以它可以進入到小孔隙中，擠出孔隙內的原油和水分，不僅使波及的范圍得到了擴大，而且也改變了相滲特征，從而使油相滲透率得以提高。

泡沫劑遇油會迅速溶解在油中，不會產生泡沫，同時，在這個過程中也不會出現將孔隙和喉道堵住的情況，更不會對油相滲透率造成影響。泡沫劑在遇到水時，會產生大量泡沫，使黏度增加，進而影響到水相滲透率，改變了流度比大小，使波及系數迅速上升。起泡劑可以使油水界面的壓力大幅減小，可以使用這種活性極強的活性劑改變巖石表面的濕潤度，將孔隙中剩余的原油全部開采出來，大大提高油田廠的洗油效率。除此之外，可以利用泡沫遇水起泡的特點，應用氮氣泡沫驅動技術達到對地層的調剖目的，泡沫劑在這個過程中，會將高含水層與高滲透帶進行封堵，使原油和水在重力的作用下分離，以此來提高驅油效率[1]。

2 氮氣泡沫驅技術在油田地區的應用效果

2.1 氮氣氣泡驅技術的實驗區概況

用來做氮氣泡沫驅技術應用效果實驗的油田，它的含油面積為2.2km2，平均油層厚度、孔隙度和滲透率分別為15.7m，11.62%和3.12×10-3um2，該實驗油田的油層溫度為54.4℃，地表原油粘度為4.97mPa·s，且該油田平均每口井的日產油量為3.6t，在使用氮氣泡沫驅技術對該油田進行三次開采時，向礦井內注入空氣總量為39667，注入的發泡液共45807m3.

2.2 氮氣泡沫驅技術有效提高注水壓力

在實驗中，技術人員通過對比分析，發現使用氮氣泡沫驅技術可以有效提高注入壓力，遠遠超過了以往的注水、注氣法對原油的開采率。其中，以往的注水壓力比泡沫注入壓力低4.4～8.7MPa，比氮氣注入壓力低6.7～8.9MPa，注入壓力的效果得到了明顯的提升，在有效封堵高滲層段的同時，又使低滲層段得到動用，使注入波得到明顯提高。

2.3 氮氣泡沫驅技術有效改善注入剖面

通過對注入井實驗前后的注入剖面分析，可以得知使用氮氣泡沫驅技術后，明顯改善了注入井的吸入狀態，與實驗前的水驅動用程度相比，提高了安靜金6.53%，有效改善了注入前，礦井內高滲層段呈現尖峰狀以及指狀的吸水情況，明顯減弱了高滲段層的吸水量，泡沫驅技術在這個過程中，不僅改善了注入剖面，而且還達到了驅油的效果。

2.4 氮氣泡沫驅技術擴大了油井的見效范圍

隨著實驗時間的不斷增長、以及對泡沫劑及氮氣注入量的增加，實驗油田的見效范圍逐漸擴大，逐漸由主向油井延伸到側向油井，用來實驗的20口油井中，近一半的油井顯示出了不同的見效程度，使原油每日增產6.3t，并實現了將含水量下降2.0%的目標，控水效果和增油效果明顯。在這次試驗中，實驗前主向油井的含水量為84.3%，截止到實驗結束，油井的含水量下降了28.1%，變為了56.2%，且實驗前單口油井的日產量為0.6t，實驗結束時，單口油井的日產量高達1.6t，降水穩油效果十分明顯。側向油井在試驗結束后，單口徑的日產量由原來的4.7t增加到6.8t，含水量在實驗中并未發生明顯變化，改善了油井的滲流場，有利于低滲層段的原油開采[2]。

2.5 氮氣泡沫驅技術提高了原油的采收效果

在使用氮氣泡沫驅技術后，實驗區的油井整體表現出了“三控兩效”的特點，注水壓力、水驅動用程度、日產油產量以及含水量方面都發生了不同程度的變化，與實驗前相比，實驗后的注水壓力明顯變大，油井的日產量迅速增多，水驅動用程度不斷增加，同時也降低了含水率，真正意義上實現了控水穩油的目的。根據該實驗數據，結合數值模擬預測技術，可預計該實驗區內的油田十年后可累計增產原油6.358萬噸，同時，對原油的采收率將提高4.2%左右，有利于促進原油產業的發展。

3 結語

綜上所述，氮氣泡沫驅技術有明顯的控水穩油作用，可以延長氣體突破時間，具有穩定性的特點，能夠顯著提高油田的開采效果。該技術有利于提高低滲透油藏中水驅動用程度以及控水穩油的效果，能夠有效提高原油的開采率。因此，在油田開采過程中，應充分利用氮氣泡沫驅驅動技術，并在此基礎上，不斷創新氮氣泡沫驅技術，為油田產業更好更快發展，打下堅實基礎。

[1]張宇,趙永亮.黃沙坨油田氮氣泡沫驅提高采收率技術研究與應用[J].新疆石油天然氣,2016,03:58-62+4.

[2]孫艷閣.表面活性劑多元復配低張力泡沫驅油體系的分子設計及應用性能研究[D].山東大學,2016.