淺析空氣泡沫驅采油技術在特低滲透油藏的應用

李鵜良，張柱柱

（延長油田股份有限公司七里村采油廠，陜西延安 717199）

當前，我國大部分油藏存在一定的特低滲透性質，而單純的注空氣驅油效率受到限制，甚至可能引發一定安全隱患。泡沫驅具有一定穩定效果，其影響范圍可被控制在100米左右，采用高采油率，將空氣與泡沫驅完美結合，利用泡沫作為調剖劑，實現高產油量、低成本、高安全性。

1 空氣泡沫驅采油技術的發展

早在40多年前，空氣泡沫驅油方式已經出現，但由于注入的空氣黏度較低，常發生早氣竄現象，僅簡單地加入適量活性劑水溶液來處理。后來發現，利用常規泡沫與空氣相結合，可有效緩解該現象。其主要原理是注入空氣時，其與原油將發生低溫氧化反應，產生煙道氣驅。空氣泡沫驅動具備泡沫驅油機理，還具有低溫氧化效果[1]。

我國的勝利油田、百色油田等先后對空氣泡沫驅進行了試驗，且效果十分顯著。其中，廣西百色油田最早采用空氣泡沫驅，并在其基礎上開展了泡沫輔助、氣水交替注入的新技術。

2 空氣泡沫驅采油技術在特低滲透油藏的應用

2.1 室內評價研究

2.1.1 對低溫氧化性能的評價

本文將選取延長七里村油田油藏進行分析。其原始溫度平均為30 ℃，40 h后測得的氧氣含量為16.5%。在原始層條件下，原油可發生低溫氧化反應，且速度較快。針對一系列試驗后，可發現不同壓力條件下，原油氧化性能基本相同。但隨著壓力的增加，其反應速度也將增加。具體見表1：

2.1.2 對泡沫體系的分析

我國對發泡劑的標準為GB/T7462-1994，由于其起泡能力較強，且熱穩定較好，與地層水性配伍性高等因素，選用了3種泡劑進行了試驗。結果顯示，當溫度為45℃時，濃度保持在0.5%，且與地層水配物性較好。其中，AES發泡劑效果較為顯著，具有環保、成本低的優點。具體見表2：

表1 不同壓力下反應速率分析表

表2 發泡劑表面張力數據表

2.2 對空氣泡沫能力的影響因素

2.2.1 注入壓力對空氣泡沫驅的影響

壓力可從多方面對空氣泡沫驅造成影響，如壓力升高，泡沫穩定性較好，也可通過壓力來提升泡沫質量與密度等，進而間接改變泡沫性能。若壓力較小，將引起泡沫流體中的氣體體積隨之變化，嚴重影響泡沫質量、參數等。在泡沫體系中，壓力占有重要影響地位。壓力增加將導致氣泡被壓縮，且平均尺寸減小。剪切速率一定情況下，泡沫流體表面的黏度也將隨著壓力的增加而升高。

2.2.2 不同氣液對空氣泡沫驅的影響

氣液是影響泡沫驅實踐的重要參數，不僅影響其封堵能力，也將對驅油效果產生較大影響。氣液比小的情況下，發泡劑不具有發泡效果，阻力系數偏低。反之，當氣液比較大，泡沫液將變得非常薄，交易破裂，阻力系數偏低。可見，空氣泡沫驅中所選用的氣液應慎重考慮，并結合實際情況加以分析。如圖1，圖2。

筆者在經過試驗后得出結論，當氣液比為2∶1時，比1∶1情況下采收率高2.55%、3∶1的氣液比較2∶1氣液比采收率高2.36%。可見，氣液比的增加，采收率也隨之提升，其效果十分顯著。

2.2.3 注入方式對空氣泡沫驅的影響

注入方式對其的驅油效果也將產生一定影響，不同的注入段對地層封堵產生不同效果。如圖2、圖3。

圖1 發泡劑、空氣交替注入時不同氣液比驅油效果分析

圖2 氣液比采收率關系曲線

氣液比為1∶1時，以發泡劑、空氣、水為交替方式的交替段，比以發泡劑、空氣為交替注入方式的交替段采收率要高出2.54%。泡沫、空氣交替段，比發泡劑、空氣、水的交替段采收率高出1.91%。泡沫、空氣交替方式，比發泡劑、空氣交替的注入方式采收率高出4.45%。可見，以泡沫、空氣交替注入的方式，其采收效果最好[2]。

氣液比為2∶1時，以發泡劑、空氣交替注入方式的采收率最大，以發泡劑、空氣、水交替注入方式的采收率第二，以發泡劑、空氣交替注入的采收率最差。

2.3 空氣泡沫驅油技術的展望

當前，國內外對該種驅油技術的研究僅限于實驗室內，對油藏數值的模擬研究數據相對較少。因此，該技術在未能形成較為系統的體系，尤其對封堵效果以及油藏適用方面的研究需要進一步提升。同時，該驅油技術機理需要進一步深化，并集中在氧化物反應對原油造成的影響方面加以分析，對氧化物對孔隙度、滲透率的影響方面，以及地層條件對泡沫體系的影響等方面均應給予足夠的重視。另外，我國對該技術所產出的氣體處理仍舊采用火炬方式，嚴重影響生態環境，不符合可持續發展基本原則。因此，對該問題的研究應產出具體實施方案，以經濟學與環境學為基礎，早日實現廢氣利用、限制排放的基本目的。

雖然國內外對該技術的研究尚不完善，但從當前采油經驗來看，注入空氣與泡沫的驅油方式未發生較大安全事故。但在理論層面分析，從生產井、注氣井等眾多環節，均存在由于氧氣而引發安全事故的隱患。因此，有必要采取一定舉措，徹底清除，增加空氣泡沫驅油技術的實用性能。

3 結語

本文針對空氣泡沫驅油技術的發展、應用、展望等幾個方面進行了分析，綜述其應用價值、應用性能等。雖然當前對其的研究仍限于實驗室內，但該技術的高使用價值仍舊不可忽視。在未來的發展中，望進一步研究，將室內試驗方式轉移在油藏實地試驗方式，以增強其機理、試驗數據的可靠性。

圖3 注入孔隙體積倍數

圖4 不同注入方式與采收比率