延长油田凝胶-空气泡沫综合调驱技术实验研究及应用

针对延长油田低渗透裂缝性油藏含水上升快、采出程度低等问题,提出了凝胶-空气泡沫综合调驱的方案。利用方形裂缝性岩心和填砂管岩心模拟油藏条件,对凝胶和空气泡沫的注入方式、段塞大小等一系列重要参数进行了优化。凝胶注入量为0.3 PV时可有效封堵裂缝性岩心的高渗条带;气液体积为3∶1、气液小段塞多周期交替注入时生成的泡沫质量最佳;非均质油藏综合调驱最佳注入方案为0.3 PV凝胶+0.6 PV空气泡沫,可将综合采收率提高40%以上。矿场试验结果表明,凝胶-空气泡沫综合调驱技术能够大幅提高油藏原油采收率,具有在同类油藏进一步推广应用的价值。     

特低渗油藏氮气泡沫驱油效率实验研究其现场应用

为进一步提高特低渗JD油田原油采收率,在模拟油藏条件下,开展氮气泡沫驱油效率实验,研究注入方式、注入量、注入速度以及气液比对氮气泡沫驱油效率的影响。结果表明:水驱后转气水交替驱易形成窜流,封堵效果不佳;氮气泡沫驱驱油效率比纯氮气驱驱油效率高;氮气与起泡剂溶液段塞式注入比气液混合注入更适合该区块;采出程度增幅随着注入速度的增加呈现先增大后减小的趋势;当气液体积比为1∶1时,整体采出程度增幅最大。最佳的注入段塞量为0. 1 PV0. 33%起泡剂溶液+0. 1 PV氮气+0. 03 PV地层水+0. 1 PV0. 33%起泡剂溶液+0. 1 PV氮气+0. 03 PV地层水,段塞的最佳注入速度为0. 03 m L/min。现场试验表明氮气泡沫驱能有效提高原油采收率。     

聚合物段塞交替注入参数优化研究

通过室内物理模拟实验,研究了注入方式对压力梯度的影响。研究表明,交替注入方式的压力梯度在较宽范围内均高于笼统注入方式。表明交替注入时,由压力梯度产生的,促使残余油受力以及变形的力,在较长的受效时间内大于笼统注入方式;同时研究了段塞交替次数和段塞组合方式对驱油效果的影响。实验结果表明:在聚合物用量相同的情况下,随着段塞交替次数的增加,化学驱采收率呈先增大后减小的趋势,最佳交替次数为4次;先注高浓度高分子量段塞组合驱油效果好于低分子量低浓度段塞组合的驱油效果;在聚合物用量不变的情况下,高分子量聚合物和低分子量聚合物交替注入驱油效果优于单独高分子量聚合物的驱油效果;最终优选最佳驱油体系为:主段塞0.1 PV2 g/L(分子量2 500×104),副段塞0.25PV0.5 g/L(分子量700×104),交替4次。     

氮气泡沫热水驱油室内实验研究

利用现场提供的起泡剂和原油等原料 ,在室内对泡沫剂进行了评价 ,对岩心驱油效果及改善波及体积进行了实验研究 ,分析了氮气泡沫热水驱提高采收率的机理 ,并对影响氮气泡沫热水驱油效率的泡沫剂的起泡性、半衰期、最优气液比、起泡剂质量分数等因素进行了分析。结果表明 ,在一定起泡剂质量分数范围内 ,随着气泡质量分数的增加 ,起泡能力、半衰期和阻力因子也增加。最优气液比为 1∶2 ,最佳气泡剂质量分数为 0 .3%。在非均质油层(模型 )中泡沫的驱油效果比在均质油层 (模型 )中的更好 ,残余油饱和度降低了 2 1.1% ,采收率提高了 31.2 %。     

泡沫堵水体系工艺参数优选实验研究

针对海上油田长期水驱开发后油井水窜严重、含水率过高严重影响油井质量的问题,通过室内实验,对泡沫堵水体系进行了评价优选:确定SD型起泡剂的最佳质量分数为1.0%,HK海水速溶型聚合物为稳泡剂,最优质量分数为0.1%。综合上述实验结果,得到最优泡沫堵剂体系为1.0%SD型起泡剂+0.1%HK海水速溶型聚合物。通过泡沫堵水三维模拟实验装置,对泡沫注入参数进行优选,实验结果表明,该泡沫体系最优段塞注入量为0.3～0.5 PV,最优注入时机为含水率80%～90%时,此条件下三维岩心综合采收率提升幅度最大,分流效果最佳,且注泡沫后含水率下降漏斗最为明显。     

氮气泡沫热水驱油室内实验研究

利用现场提供的起泡剂和原油等原料，在室内对泡沫剂进行了评价，对岩心驱油效果及改善波及体积进行了实验研究，分析了氮气泡沫热水驱提高采收率的机理，并对影响氮气泡沫热水驱油效率的泡沫剂的起泡性、半衰期、最优气液比、起泡剂质量分数等因素进行了分析。结果表明，在一定起泡剂质量分数范围内，随着气泡质量分数的增加，起泡能力、半衰期和阻力因子也增加。最优气液比为1：2，最佳气泡剂质量分数为0．3％。在非均质油层(模型)中泡沫的驱油效果比在均质油层(模型)中的更好，残余油饱和度降低了21．1％，采收率提高了31．2％。     

NTCP泡沫体系的注入方式及驱油效率

对已优选NTCP泡沫体系的注入方式及驱油效果进行了研究,该体系由0.2%NAPS疏水聚合物为稳泡剂,由起泡剂和工业氮气以一定比例组成的0.15%复合表面活性剂SDS。泡沫有高的阻力系数和低的残余阻力系数。在模拟中原油田三厂所辖的文明寨油田地质条件下,泡沫有很高的驱油效率和调剖能力,对低渗透岩心的伤害程度极小。在单管岩心实验中注入0.8 PV,泡沫驱油效率比水驱提高17.9%~28.7%。通过并联岩心实验得出,注入0.8PV,这种泡沫体系在渗透率极差分别为14.1和38.2的非均质油层的深部调剖,分别提高采收率44.0%和28.6%。     

港西三区聚合物/表活剂二元驱注入方式优化研究

化学剂注入方式对提高油藏采收率幅度有着重大的指导作用。为了确定大港油田港西三区油藏最佳的化学剂注入方式,提高其开发效果。针对均质和非均质多孔介质模型,分别设计了7种注入方式的室内流动实验。结果表明:与聚合物驱、表活剂驱相比聚合物/表活剂二元驱注入方式提高采收率的幅度更大;二元驱在均质模型中,其提高采收率幅度为18.1%,高于其他注入方式;在非均质模型中,为21.93%,高于其他注入方式;其在非均质模型高于非均质模型3.83%,更适合于非均质模型。聚合物、表活剂小断塞交替注入方式能够有效降低注入压力。对于改善港西三区油藏采油效果的调整措施,首选二元驱注入方式,其次采用聚合物、表活剂小断塞交替注入方式。     

特低渗油藏氮气泡沫调驱适应性研究

针对吉林油田某区块纵向油层动用不均、含水率高、采出程度偏低的现象,应用室内模拟实验和数值模拟方法进行了氮气泡沫调驱的适应性研究。物模实验发现,发泡剂综合发泡能力评价指数有利于发泡剂的统一筛选,确定质量分数0.3%JH-12起泡剂与质量分数0.03%AP-12稳泡剂的复配体系作为氮气泡沫驱的优选起泡剂体系;考虑现场实施的可行性,当岩心渗透率级差为4.67,采用双段塞气液交替注入方式氮气泡沫驱油效果更佳。利用数值模拟得到工区氮气泡沫调驱参数优选结果:注入方式为双段塞气液交替注入,泡沫段塞注入量为0.4 PV,地层注入气液比为1∶1,氮气注入速度为0.12 PV/a,这与室内物模实验结果基本一致。数值模拟井组氮气泡沫调驱采出程度增幅可达3.31%,产出投入比为3.29,表明方案可获得较高的经济效益。     

非均质油藏中水气交替驱油机理研究

分别利用均质和非均质岩心模型,进行了连续气驱和水气交替驱油实验,研究了不同非均质性模型中,注气方式对气驱油效果影响的差异。结果表明,均质模型中水驱后连续注气与水气交替提高驱油效率幅度分别为15.8%和14.9%,注气方式对气驱油效率影响较小;而非均质模型中直接水气交替驱原油采收率为78%,连续注气、间歇注采和周期注气原油采收率分别为41.9%、32.2%和42.3%,水气交替注入原油采收率最高,气体注入方式对气驱原油采收率影响较大。均质模型中,气驱后水气交替驱时,水段塞为主要驱油段塞;而非均质模型中,气驱后水气交替驱时,气体段塞是主要驱油段塞。     

氮气泡沫热水驱油机理及实验研究

借助室内实验和数值模拟,研究了氮气泡沫热水驱提高稠油采收率的机理.结果表明:在注热水的同时注入氮气和泡沫可以大大提高稠油的采收率,其机理主要表现在降黏、原油体积膨胀、调剖等方面.氮气泡沫热水驱和热水驱的对比试验显示氮气泡沫热水驱不仅可以提高采收率,而且还可以提高采油速度.     

定位调堵-泡沫复合驱替技术增产效果及其影响因素分析

陆相沉积疏松砂岩地层非均质性强,经过长期水冲刷后,非均质性进一步增强,泡沫由于自身特性在一定程度上可以调整吸液剖面;但对于非均质强的地层,泡沫在窜流通道中突进,造成无效驱替,因此需要与调剖技术组合应用。利用三层非均质岩心模拟高渗透率强非均质性油藏,研究调剖泡沫组合技术在不同渗透率级差、不同调剖时机条件下的增产效果。实验结果表明,渗透率级差为40时,组合体系仍然具有很好的采出效果;调剖时机对增产效果影响较小,研究思路和结果优化了调剖泡沫组合技术,为现场降水增油措施和提高采收率方案制定提供参考依据。     

QHD32-6油田N2泡沫驱高温高压可视化实验研究

利用高温高压可视化填砂管,研究了静态和动态条件下N2泡沫驱油过程中原油与泡沫的流动规律及其驱油机理,并对QHD32-6油田N2泡沫驱泡沫体系进行优化.实验结果表明：压力的增大有利于更多N2溶入原油中,使原油黏度下降,有利于原油的采出;随温度升高,N2泡沫在填砂管模型中的封堵作用逐渐减弱.在90℃下,N2泡沫体系仍具有较高的阻力因数,说明该体系具有良好的耐高温性能.随注入速度的增加,泡沫产生的阻力因子增大;但压力过大容易形成气窜影响采收率,因此,应将注入速度控制在1～2 mL/min.     

不同含油饱和度时泡沫的稳定性及调驱机理研究

利用搅拌起泡法研究了含油饱和度对于泡沫稳定性的关系,利用微观玻璃模型研究了不同含油饱和度时泡沫的调驱机理,利用双管并联填砂岩心模型评价了不同含油饱和度时的调剖效果。结果表明:含油饱和度对泡沫稳定性有明显影响,含油饱和度0.05~0.2区间内,泡沫稳定性缓慢降低,含油饱和度0.2~0.4区间内,泡沫稳定性快速降低,含油饱和度0.4~0.6以上区间内泡沫稳定性缓慢降至较低水平;微观玻璃模型驱替实验表明,含油饱和度在0.4~0.6区间内泡沫不能稳定存在,泡沫依靠泡沫剂溶液的洗油作用提高采收率,0.05~0.2区间内泡沫稳定性较好,主要依靠气泡的调堵作用提高采收率,0.2~0.4区间内调堵作用和洗油作用协同;含油饱和度对于泡沫的调剖效果有显著影响,在实验条件下,含油饱和度在0.1~0.3区间内,驱替压差可达1.2 MPa,泡沫调剖作用显著,在0.3~0.6区间内,驱替压差逐渐降至0.3 MPa,调剖效果不理想,含油饱和度大于0.6,驱替压差低于0.2 MPa,泡沫失去调剖作用。     

孤岛中二区低张力泡沫驱油体系性能研究

以孤岛中二区油藏为目标区块,研制了适合油藏条件的低张力泡沫驱油配方,通过泡沫性能评价、泡沫体系与地层油水界面性能测定及物理模拟试验,研究了低张力泡沫体系的泡沫性能、油水界面性能及泡沫体系在多孔介质中的封堵能力、提高采收率的能力、驱替过程中产出液含水变化及注采压差变化。试验证明,低张力泡沫体系集合了泡沫及活性剂驱油体系的特点,具有强调剖及强洗油的双重作用,泡沫的高视黏度及选择性封堵提高了驱油体系的波及面积,低张力泡沫体系的高界面活性提高了驱油效率,减少了油藏的残余油的存在,使泡沫体系更稳定,注入低张力泡沫体系后,综合采收率提高28%。     

泡沫封堵能力试验研究

借助岩心驱替流程试验,研究了含油模型水驱之后注泡沫、复合泡沫及聚合物驱后注单一泡沫、复合泡沫的泡沫体系封堵能力,结果表明,单一泡沫驱在水驱残余油条件下,难以形成有效的封堵,而复合泡沫体系在各种残余油条件下均能形成有效的封堵调剖能力,证明复合泡沫体系是一种性能良好的调剖驱油剂。     

稠油油藏高温泡沫调剖体系室内实验研究

针对胜利油田稠油油藏蒸汽驱后期含水升高、油汽比降低、开发效益变差的矛盾,开展了适用高温稠油油藏的泡沫调剖体系研究。从泡沫的结构和稳定机理的出发,筛选、研制了适用高温稠油油藏的泡沫调剖体系,考查了温度、盐度对泡沫稳定性的影响并进行了室内封堵性研究。实验结果表明,研制的泡沫体系在油藏条件下具有良好的稳定性和封堵性,能满足稠油油藏高温调剖的需要,为矿场实验提供了理论依据。     

氮气泡沫开发稠油底水油藏的物质平衡方程

稠油底水油藏蒸汽吞吐过程中易形成底水在加热范围内的锥进，在底水锥进严重的生产井底部高压注入氮气泡沫，可以将水锥压回原始油水界面。将注氮气泡沫压水锥的过程看作气驱油、油驱泡沫和泡沫驱水3个过程，建立了多轮次蒸汽吞吐后注氮气泡沫控制稠油底水油藏底水锥进的物质平衡方程，得到了泡沫分离的氮气和表面活性剂溶液的启动油量、原油富集带厚度以及底水面深度的计算方法。对胜利油田某稠油底水油藏的一口生产井实施注氮气泡沫压水锥进行了计算，结果表明，对于600m^3／h的注氮气速度，注泡沫19d可将水锥压回原始油水界面，最优的射孔高度距原始油水界面14．26m。     

超低界面张力强化泡沫体系稠油驱研究

针对孤东六区稠油油藏条件,研究得到既能在不含碱的条件下与原油形成超低界面张力,又能形成稳定泡沫的超低界面张力强化泡沫体系。其配方为:3.0 g/L石油磺酸盐+5.0 g/L HEDP-Na4+0.6 g/LⅠ型两亲聚合物,气体为氮气。该体系具有较好的泡沫性能和乳化降黏性能,并且两亲聚合物能够改善泡沫的稳定性和体系对原油的乳化效果。超低界面张力强化泡沫体系对孤东六区稠油具有较好的驱替性能,原油采收率能够在水驱的基础上提高37.9%,总采收率达到65.7%,所注入体系能在较长时间里发挥调剖和驱油效果。     

泡沫在孔隙介质中的微观流动特征研究

泡沫在孔隙中的流动行为影响波及范围和驱油效率,对提高采收率起到重要作用。首先,建立单毛管模型,利用Level-set方法研究了泡沫在单毛管内流动的影响因素,分析了泡沫通孔隙介质中运移产生的贾敏效应、聚并机理和微观选择性运移机理,评价了不同类型泡沫的封堵性能;然后,通过XB油田岩芯的CT图像构建了真实的孔隙介质微观数值模型,研究了泡沫在其中的运移特点。结果表明,泡沫变形程度随管径比的增大而减小,润湿壁接触角对毛细管内泡沫的流变性无影响,半径1.2 μm的N₂泡沫破裂时的液相流速临界值为64 mm/s;泡沫通过孔道时所受压力与其表面张力成正比,泡沫具有优先通过大孔道的微观运移特征;N₂泡沫稳定性强,封堵性能好,较适合高含水期的低渗油田进行调驱,为现场采用气液分散体系进行调驱并提高采收率提供有益启示。