火山岩油藏氮气泡沫驱的研究与试验

火山岩油藏氮气泡沫驱的研究与试验

黄沙坨油田为裂缝-孔隙双重介质特征、正韵律沉积的火山岩油藏，注水开发产量递减大，控制高含水期水窜需要，采油速度低，转变开发方式十分必要。氮气驱先导试验的成功开展，拓展了氮气驱的应用领域，注氮气泡沫驱替液可以显著降低出水比率，并且更有效的封堵高渗透地层，有效的抑制注入水沿高渗透部位的突进。氮气泡沫驱技术在黄沙坨的使用，进一步提高了在高含水时期的采收率，达到了增产的目的，效益显著，具有很好的应用前景。

标签：氮气泡沫驱技术；气水混注；高含水；泡沫驱；火山岩油藏；黄沙坨油田

黄沙坨油田位于辽河盆地东部凹陷中段黄沙坨构造带，开发目的层为古近系沙三中段火山粗面岩，是典型裂缝-孔隙型储层，物性差异大、非均质性强。油藏埋深-2650～-3320m，油藏类型为块状边底水稀油油藏，地面原油密度0.8399g/cm3，粘度5.37MPa·s。2000年采用一套层系、300m井距正方形井网投入开发，投产初期油井以自喷为主，产能高，但受裂缝性油藏固有因素影响，经过多年的注水开发，油田储层的综合含水率已经进入高含水開采阶段，具有差异较大的层内纵向水淹状况，并沿高渗透部位突进，水窜严重。

1 氮气泡沫驱驱油机理

在重力驱替作用下，实现氮气泡沫驱。泡沫能够堵大不堵小，提高原油驱替和波及效率，并且可以提高注入剂洗油效率，改善流度比，扩大波及体积，调整注入剖面，从而提高油藏产油量和采收率。泡沫遇油消泡，遇水稳定，具有较好的堵水封堵效应。注入的气体因重力作用产生上浮，可有效动用油层顶部的剩余油来提高洗油效率，并且增加弹性能量。氮气泡沫驱综合了注气、泡沫两种驱替作用，充分发挥泡沫驱和空气驱两种技术的优点，能更大幅度提高波及系数和洗油效率。氮气泡沫驱替液配方的室内优选。

1.1 发泡剂的筛选

通过实验，对SAS、ABS、SDS、AES4种发泡济进行了筛选。经过200℃温度下的处理后对发泡剂进行了室内评价实验，检测发泡剂在不同浓度下的发泡体积与半析水周期。实验结果表明，SDS具有良好的发泡性、耐高温性与泡沫稳定性，因此，优选SDS作为黄沙坨油田氮气驱先导试验的发泡剂。此外，通过实验还确定了发泡剂合理使用浓度为0.5%。

1.2 气液比实验研究

模拟黄沙坨油田油藏储层物性，基质渗透率取值为0.9×10-3μm2，裂缝渗透率为12.0×10-3μm2，孔隙度为7.9%，实验用油取自黄沙坨油田，原油密度为0.83g/cm3，黏度为5.42MPa·s。利用长岩心模型驱替实验装置，在温度为96℃，

注入压力为16.0～18.5MPa，气液比分别为1：1、2：1和3：1的条件下进行水驱后氮气泡沫驱室内实验，计算氮气泡沫驱提高采收率幅度。实验结果表明气液比为2：1时，采收率提高幅度最大，达到18.1%。

2 效果分析

2.1 测试资料分析

为分析氮气驱试验效果，在试验前后对示踪剂、井底压力、采出液发泡剂浓度、采出气组分等多项关键参数进行了录取。措施后平均注水压力上升6MPa，视吸水指数下降4m3（/d·MPa），氮气泡沫驱对优势水流通道产生封堵作用。示踪剂检测显示，措施后主裂缝水流推进速度由水驱时36.2m/d减缓至12.7m/d，说明氮气泡沫驱能明显控制水流沿主裂缝方向窜进；测试注水井底压力为38.1MPa，氮气泡沫压力为43.6MPa，压力升高5.5MPa，说明注入的氮气能有效弥补井组地下亏空，保持地层压力。经产出气取样分析，氮气浓度均在10%以下，采出液检测发泡剂浓度均在0.07%以下，说明采用先“氮气泡沫”后“气水混注”的双段塞注入方式合理，有效抑制了气窜与水窜的发生。

2.2 增油效果及经济效益分析

小12-13井组对应生产井共开井12口，其中有10口井见到明显增油效果，一线井见效率为87.5%，井组单井见效率达到83.3%，与气驱前对比，日产液基本保持稳定，最高日增油14.3t/d，含水降幅达6.8%。截至目前，平均日增油8.2t/d，含水降低4.3%，累计净增油3517t，有效期达到425d。累计投入氮气、发泡剂等费用合计687.15×104元，阶段创效1445.79×104元，阶段投入产出比为1.0：2.1。

3 结论

①氮气泡沫驱是油藏水驱开发中后期提高采收率的有效方法，其原理是用发泡剂溶液与氮气混合产生连续的泡沫驱油，通过对注入液流度的控制来提高原油采收率，具有堵大不堵小、堵水不堵油、上浮作用、弹性膨胀、降低油水界面张力及提高驱油效率等机理。与单纯气驱相比，氮气泡沫体系驱油可以延长气体突破时间，减缓气窜的发生，尤其适用于高含水、非均质性严重、含有大孔道及裂缝发育的油藏；

②氮气密度小、黏度低，易气窜，采用氮气泡沫与气水混注方式可有效抑制气窜的发生；

③氮气泡沫驱实施前，需要对气液比、段塞尺寸、注气部位和注采比等参数进行优化，以保证驱替效果，同时氮气泡沫驱实施工程中适时进行注气压力、吸气指示曲线、气组分等资料的监测也是非常必要的。

参考文献：

[1]李士伦，张正卿.注气提高石油采收率技术[M].成都：四川科学技术出版社，2001：52-65.

潘殿友（1982- ），2010年毕业于东北石油大学地质工程专业，现从事油田开发工作。