滲透率級差對渤海非均質儲層空氣泡沫驅油效果影響

武文玉

中海油常州涂料化工研究院有限公司天津海洋工業防護技術分公司，天津 300452

伴隨著渤海油田的不斷開采，海上油田已逐漸進入高含水期，同時由于油藏非均質性的影響，導致油藏采收率降低，含水率增加[1]。因此，需采用合理有效地調驅措施，改善油藏非均質性。空氣泡沫驅具有成本低廉、注入工藝簡單等，在渤海油田具有較大的應用潛力[2]。通過室內研究發現，空氣泡沫驅替過程中油藏滲透率級差對此項技術采收率影響較大[3]。但是，目前國內在油藏滲透率級差對空氣泡沫驅采收率影響方面的研究較少。筆者考察滲透率級差對渤海非均質儲層空氣泡沫驅油效果影響，篩選出適宜的滲透率級差注入層，為后期的空氣泡沫驅現場施工提供理論依據，對渤海非均質儲層空氣泡沫驅的現場施工具有一定的指導意義[4]。

1　實驗

1.1　儀器及原料

巖心驅替系統，海安縣石油科研儀器有限公司；填砂管模型,φ38 mm×3 000 mm，海安發達石油科研有限公司。

空氣泡沫體系PM-2主要組成為：0.3%(質量分數，下同)QP-8+0.2%QP-9+800 mg/L WP-2(穩泡劑)；QP-8、QP-9，均為陰離子表面活性劑，天津市雄冠科技發展有限公司；穩泡劑WP-2，陰離子表面活性劑，法國愛森絮凝劑有限公司；實驗用水，渤海非均質儲層注入水，礦化度為6 556 mg/L；實驗用原油，渤海非均質儲層脫水原油，原油黏度(135 ℃)6 mPa·s。

1.2　實驗方法

采用雙管并聯方式進行巖心驅替實驗[5]。通過采用高低滲透率的巖心并聯模擬不同含油儲層，考察不同滲透率級差對儲層空氣泡沫驅采油效果的影響，采用前期室內篩選的空氣泡沫驅體系PM-2，主要組成為：0.3% QP-8+0.2%QP-9+800 mg/L WP-2；在驅替流程中注入該體系0.3 PV[6]。實驗步驟如下[7]：分別測定巖心滲透率、孔隙體積，巖心飽和水，飽和油，測定含油飽和度；連接實驗流程，測定其密封性；水驅1.2 PV，轉注泡沫驅0.3 PV，后續水驅至含水率98%，結束實驗；記錄巖心出口產液量、產油量及壓差。

2　結果與討論

2.1　滲透率級差為2.6時對空氣泡沫驅油效果影響

在此滲透率級差條件下，巖心采收率和含水率隨注入量變化曲線見圖1。注入空氣泡沫體系后高滲層采收率提高16.20%，低滲層采收率提高21.30%，綜合采收率提高18.75%。高滲層含水率降低18.12%，低滲層含水率降低18.04%，綜合含水率降低18.08%。

在此滲透率級差條件下，巖心分流率隨注入量變化曲線見圖2。注水階段，由于高低滲層之間存在差異，高滲層產液量高，導致高滲層形成竄流通道，低滲層分流率偏低。注入空氣泡沫體系后，抑制了高滲層流體竄流，注入量為0.15 PV時，高低滲層流體分流率發生交叉，低滲層分流率增加。這說明空氣泡沫體系注入巖心后，對高滲層具有較強封堵作用；而在低滲層無法形成穩定的泡沫，促使后續水驅流體進入低滲層，對低滲層進行有效地開發[8]。

圖1　滲透率級差為2.6時空氣泡沫驅油采收率及含水率隨注入量的變化曲線

圖2　滲透率級差為2.6時空氣泡沫驅油分流率隨注入量的變化曲線

2.2　滲透率級差為6.6時對空氣泡沫驅油效果的影響

滲透率級差為6.6時，巖心采收率和含水率隨注入量變化曲線見圖3。注入泡沫體系后，高滲層采收率提高16.84%，低滲層采收率提高26.18%，綜合采收率提高21.52%；與滲透率級差2.6相比，綜合采收率提高2.81%。高滲層含水率降低31.28%，低滲層含水率降低23.66%，綜合含水率降低27.47%。

圖3　滲透率級差為6.6時空氣泡沫驅油采收率及含水率隨注入量的變化曲線

滲透率級差為6.6時，巖心分流率隨注入量變化曲線見圖4。在注水階段，高低滲層分流率與2.1中規律一致。空氣泡沫體系注入0.20 PV后，高低滲層流體分流率發生交叉，低滲層分流率提高。與滲透率級差為2.6時相比，低滲巖心分流率高于高滲巖心持續時間較長[9]。

圖4　滲透率級差為6.6時空氣泡沫驅油分流率隨注入量的變化曲線

2.3　滲透率級差為8.7時對空氣泡沫驅油效果的影響

滲透率級差為8.7時，巖心采收率和含水率隨注入量變化曲線見圖5。注入泡沫體系后高滲層采收率提高19.32%，低滲層采收率提高24.23%，綜合采收率提高21.78%。與滲透率級差6.6相比，綜合采收率提高0.22%。高滲層含水率降低30.04%，低滲層含水率降低33.18%，綜合含水率降低31.61%。

圖5　滲透率級差為8.7時空氣泡沫驅油采收率及含水率隨注入量的變化曲線

在此滲透率級差條件下，巖心分流率隨注入量變化曲線見圖6。注水階段，高低滲層分流率趨勢與2.1一致。泡沫體系注入0.20 PV后，高低滲層流體分流率發生交叉，提高了低滲層分流率[10]。與2.2中相比，該級差下，低滲巖心分流量高于高滲巖心持續時間更長。

圖6　滲透率級差為8.7時空氣泡沫驅油分流率隨注入量的變化曲線

2.4　滲透率級差為10.5時對空氣泡沫驅油效果影響

滲透率級差為10.5時，巖心采收率和含水率隨注入量變化曲線見圖7。注入泡沫體系后高滲層采收率提高10.98%，低滲層采收率提高10.02%，綜合采收率提高10.50%。高滲層含水率下降19.01%，低滲層含水率下降8.87%,綜合含水率下降13.94%。與滲透率級差8.7相比，綜合采收率下降了11.28%。通過對比分析可知，由于此巖心滲透率級差較大，空氣泡沫體系在高滲層無法產生良好的封堵效果，導致最終采收率降低。雖再注入空氣泡沫體系后，低滲巖心采收率有所提升，但效果不佳。

在此滲透率級差條件下，巖心分流率隨注入量變化曲線見圖8。注水階段，高低滲層分流率趨勢與2.1一致。空氣泡沫體系注入后，高低滲層流體分流率沒發生交叉，說明儲層非均質性矛盾突出，泡沫體系對高滲層不能達到完全封堵。

圖7　滲透率級差為10.5時空氣泡沫驅油采收率及含水率隨注入量的變化曲線

3　結論

通過考察滲透率級差對渤海非均質儲層空氣泡沫驅油效果的影響可知，在泡沫驅替過程中油藏滲透率級差對驅油效果具有較大的影響，滲透率級差低于8.7時，空氣泡沫驅過程中對渤海非均質儲層空氣泡沫驅油效果具有較好的促進作用和較強的封堵調驅效果。當滲透率級差高于8.7時，泡沫體系對高滲層的封堵調驅效果降低。

[1] 劉道杰,田中敬,孫彥春,等.滲透率級差對底水油藏剩余油分布規律影響[J].特種油氣藏,2013,20(3):82-85.

[2]郝宏達,侯吉瑞,趙鳳蘭,等.低滲透非均質油藏二氧化碳非混相驅竄逸控制實驗[J].油氣地質與采收率,2016,23(3):95-100.

[3]湯瑞佳,王賀誼,余華貴,等.水氣交替注入對CO2驅油效果的影響[J].斷塊油氣田,2016,23(3):358-362.

[4]何金鋼,宋考平,袁琳,等.巖心滲透率級差對泡沫分流量的影響[J].大慶石油地質與開發,2015,34(5):117-122.

[5]孫鐵南,吳忠正.滲透率級差對弱凝膠體系性能影響實驗研究[J] 石油化工應用,2015,34(5):101-104.

[6]薛江龍,周志軍,趙立斌,等.H區塊滲透率級差界限及水平井部署參數研究[J].石油地質與工程,2015,29(3):113-115.

[7]李明軍,馬勇新,楊志興.縱向滲透率級差對水驅油特征的影響實驗研究[J].鉆采工藝,2014,37(5):47-49.

[8]黃月銀,雷霄,張喬良,等.提高采收率開發層系組合的滲透率級差界限研究[J].鉆采工藝,2014,37(5):50-52.

[9]李明軍,馬勇新,楊志興,等.縱向滲透率級差對注水井吸水特征的影響[J].斷塊油氣田,2013,20(2):210-212.

[10]李愛芬,唐健健,陳凱,等.泡沫在不同滲透率級差填砂管中的調驅特性研究[J].巖性油氣藏,2013,25(4):119-122.