注氮气泡沫调剖技术研究与应用
稠油热采井氮气泡沫应用技术研究
稠油热采井氮气泡沫应用技术研究摘要：针对稠油油藏多轮次蒸汽吞吐开采，油藏压力大幅度下降，边底水推进，周期油汽比低以及吞吐效果逐渐变差等问题，开展了蒸汽吞吐加氮气泡沫调剖的试验研究，从而改善稠油油藏开发效果。
根据研究结果对胜坨油田胜二区东二段的两口井进行了注蒸汽吞吐泡沫调剖现场试验，试验过程中，注汽压力明显升高，发挥了预期的增压调剖效果，通过实施泡沫调剖，试验井均从根本上改变了高含水、产量低的状况。
关键字：稠油油藏蒸汽吞吐高温氮气泡沫调剖引言胜坨油田胜二区位于区位于胜利村构造西南翼，北面与坨21断块相邻以七号断层为界，东面与坨11断块相邻以九号断层为界，构造简单，它是受北、东两条断层夹持，为一扇形单斜断块构造油藏，油层主要分布在扇形断块的高部位上，油藏类型为构造、岩性控制的层状稠油油藏。
一、胜坨油田目前开发形势胜二区东二段含油面积为3.5 km2，有效厚度8.6 m，石油地质储量527×104t。
总井41口，开井36口，区块日产油水平99.1t/d，综合含水88.34%，目前蒸汽吞吐5年，累积注汽3.5×104t，累积热力产油5.75×104t，平均油汽比1.62，总累产油37×104t，有力的弥补了产量递减，热采稠油储量的动用已成为胜二区接替稳产的主战场。
目前开发中存在的问题有：1、原油性质差，平面上，原油顶稀边稠，纵向上，原油性质随深度增加逐渐变差；2、平面层间矛盾大；3、边底水能量充足，水淹程度高，高含水井注汽波及范围有限。
二、氮气泡沫调剖的机理蒸汽吞吐采油的特点是采油速度快，油汽比较高，但蒸汽波及范围有限。
胜坨油田地层非均质性强，边底水比较活跃，在注蒸汽开采过程中，热量易向高含水区扩散，同时出现蒸汽超覆和汽窜，导致蒸汽沿高渗透带突进，大大降低蒸汽有效波及面积，从而影响了蒸汽吞吐开采效益。
三、氮气泡沫驱可行性研究蒸汽吞吐过程使用的泡沫剂需要较强的耐高温性能，经过筛选对比，选用地质院研制的新型高温泡沫剂DHF-2，经评价该剂起泡能力强，稳定性好，经过300℃，72h耐温性试验，化学性能稳定，250℃封堵调剖能力良好，在残余油条件下，仍然能够起到封堵调剖作用。
氮气泡沫调剖机理研究及现场应用
氮气泡沫调剖技 术在注蒸汽过程 中注入氮气和泡沫剂 ，通过泡沫 的 “ 贾敏 效应 ” ， 加蒸汽流动阻 力，达 到减缓汽窜 、 增 提高注入蒸汽 的波 及 效 率和 驱 替效 率 的 目的 。泡 沫 剂 具有 很 强 的选 择 封堵 性 能 ， 残余油饱和度较 高的地带发泡性较差甚至 不具 备发泡性 ，而 ”在 在残余油饱和度较低的地带具有很好 的发泡性 ， 这种选择封堵 的特性 非常适 合用于多轮次吞吐后期稠油油藏 。伴 随着注入蒸汽 的驱进 ，在 流体渗流速度高的地带 ，形成高强度的致 密泡沫带 ，封堵压 力增强 ， 降低流体的渗流速度 ，迫使后续蒸汽转向富含油的低渗透带 。由于残 余油饱和度高的低渗透带泡 沫剂无法形成稳定泡沫 ，蒸汽 不断进入 ， 从而提 高了该 部分的动 用程度 。注入 的氮 气可 以增 加地层 的驱动能 量 ，抑制底水的锥进 ，溶解 入地层原油后降低原 油粘度 ． 增加流体 的 流动性 。泡沫驱 既具有 聚合物驱 的高流度 控制能 力和微观调 剖的作 用 ，又具有表面活性 剂驱的乳化和 降低界面张力的作用。泡沫体 系良 好的封堵性能同表面活性剂提高驱 替效率有机的结 合起来 ，使泡沫体 系具有封堵 、调剖 、降粘 、洗油的综合作用机理 。气体在泡沫破灭 、 再生的过程中向前运动 ，液体则通过气泡 液膜网络 流过孔 隙介 质泡沫 是不断地破灭和再生向前移动 ， 沫在孔 隙介质 中运移过 程中可 保持 泡 相当长的稳定段。泡沫驱综合了聚合物驱 、气驱 和表面活性 剂驱 的作 用 ．因此泡沫 作为驱 油剂 ， 用前景广阔 。 ． 应
（ １７ ） ． 接 ２ 页 ５ ｍ，平均吞 吐周期３ 。平 均单井泡沫 剂用 量５ ｔ ２ ． ５ ，平 ５ 均单 井注氮量 １８ ７ ｍ ，基本达到设计要求 （ 】 ２ １ Ｎ 表 ） 。
氮气泡沫调驱技术研究与实践
力 因 子 看 ，在 低 注 入 速 度 下 ， 随 注 入 速 度 的 增 加 ，
泡 沫产 生 的阻 力 因子 增 大 （ 表 ４ 。在 现 场 应 用 见 ）
时 ，为 扩大 油层 纵 向波及体 积 ，应在 低 于地层 破裂
较 低表 面能 的状态 ，低 表 面张力 可使 泡沫 系统 能量 降低 ，有 利 于泡 沫 的稳 定 。
表 １ 泡 沫 驱 替 液 的组 成 和 性 质
（ ） 注入 速度确 定 。从不 同注 入速 度产生 的 阻 ３
名称 度 浓 ／ 积 孳 张 ／ 张 ／ 浓 ／ 度 体 ／ 期 半… 力 力
介 质对 于储罐 罐壁 及焊缝 的影 响 ，以及 含水 和含砂
间非线 性有 限元模 型 ，采 用罐 底 和地基 材料
接 触单 元的 方法 ，替代罐 底 和地基 材料 弹性 杆 单元 的方 法 ，模 拟罐底 和地 基材 料 的接 触 力。 以一 台新 建 １ ×１ ｍ。 ５ ０ 储罐 为 分 析 对 象 ，分析储 罐 内储存 不 同温度 原 油在冬 季越 冬 时 ，壁板 、开孔边 缘和 大脚 焊缝 应力 分布
及 系 数 。
泡 沫剂 是一种 表 面活性 剂 ，能 降低油 水界 面 张
力 ，提 高驱 油效 率 ；在 含 油 饱 和 度 高 的油 层 部 位 ，
２ ２
油 气 田地 面 工 程 第 ２ 卷 第 ７ ９ 期 （０ ０ ７ ２１． ）
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ６ ６ ９ ． ０ ０ ０ ． １ ｏ ： ０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １ ０ — ８ ６ ２ １ ． ７ ０ ２
注入 水窜 流严 重 。依靠 化学 深 、浅调 剖改 善注水 井
注氮提高采收率的应用与其设备的优化配置
注氮提高采收率的应用摘要氮气在石油工业中应用广泛，可用于包括稠油和低渗透油藏在内的各种油田提高采收率、钻井、完井、氮气置换和保护、氮气汽提回收溶剂等方面。
对制氮技术的机理、技术工艺特点及综合效益进行了论述，并介绍了膜法富氮技术的特点及应用效果。
关键词氮气膜法富氮提高采收率前言经历的几十年的开采，我国大部分油田已经进入了二次采油甚至三次采油阶段，开发出的二采和三采方法不断更新。
从最初始的水驱，聚合物驱，表面活性驱，复合驱，到目前较新的气体混相驱。
气体混相驱中，最开始开发的二氧化碳驱，到目前新开发的注氮法提高采收率。
一旦选择注气作为保持压力的最佳方案，就需考虑以下儿种气体:天然气、CO2、燃料气、空气以及氮气。
并对每种气体进行了多方面的分析，例如:气源供应的可靠性、成本、项目基础设施费、注入成本以及环境与安全规定及对油藏的影响。
通过研究证明，注氮是保持压力的最好方式。
根据国内外文献调研及油藏动态分析，考虑注入的蒸汽与氮气的儿种比例为1:10.1、1:20.1、1:30.1、1:50.1、1:100，结合吞吐井的现场注汽情况，确定的最佳混注比例为1:20到1:50，即注It蒸汽的同时注入氮气量20-50m3。
其它注入参数参照热采优化参数进行设计，分别如下:注入压力:l0 Mpa注入温度:蒸汽300o C以上氮气:20o C常温注入速率:蒸汽14.6m3/h氮气400- 600m3/h注入干度：取混合值50%就成本而论，注氮的现场成本为$0.04/m3，而注天然气的现场成本则为$0.1/m3选择注氮后对氮气供应采取承包制，价格确定为$0.01/m3左右。
注氮的其他优点是:1、对油层无污染;2、氮气供应不受限制;3、氮气是惰性气体，不会造成环境污染，也不具有可燃性和腐蚀性;4、注氮气可节省天然气3965×104m3/ d(如果选择注气方式)，占墨西哥天然气总量的31%。
方法逐步改进，气体混相驱是由于氮气与油、水互不相溶，而目来源广，是气体非混相驱提高采收率的重要气源。
蒸汽氮气泡沫调驱实验研究
蒸汽氮气泡沫调驱实验研究周根荣【摘要】针对蒸汽驱驱油过程中存在的蒸汽超覆、汽窜等问题,进行了渗透率及含油饱和度对平面调剖效果影响的室内实验研究.不同渗透率对平面调剖效果的影响实验表明,注蒸汽同时注入N2泡沫体系,可以增大低渗透岩心的波及体积,从而提高原油采收率.不同含油饱和度对平面调剖效果的影响实验表明,蒸汽伴注N2泡沫对次生水体和平面高渗透层具有良好的封堵能力.%Aiming at inhibition of negative effects caused by steam override and steam channeling in the process of steamflood, an experimental study was conducted for profile control effects exerted by permeability and oil saturation, respectively. Results show that injection of steam and N2-foam could improve the swept volume in low permeability cores which led to enhanced oil recovery. Different oil saturation experiment led to a result that the system of steam and N2 - foam could inhibit secondary water body and plug high permeability zones.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)006【总页数】4页(P1393-1396)【关键词】稠油;蒸汽驱;泡沫;驱油【作者】周根荣【作者单位】中国石油辽河油田辽兴油气开发公司采油作业三区,盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE345目前国内开采稠油的方法主要是蒸汽吞吐和蒸汽驱。
高温氮气泡沫调剖控水技术的应用及发展方向
其 原 理是 在 注蒸 汽 时通 过加 入 一定 比例 的氮气 生 高 黏度 泡沫 流 ，增 大 流动 阻力 ，降低 蒸汽 的渗流
稠 油 水 平 井 含 水 率 达 到 ７ ％ ～９ ％ ， 绝 大 部 分 和发 泡剂 ，利 用 发泡 剂 在地 层汽 、水窜 流孔 道 中产 ５ ５ ＳＧ Ａ Ｄ井 组 一直 保 持高 含水 生产 。 目前 ，最 有效 的方法 就 是 高温 氮 气泡 沫调 剖 堵 能 力 ，从 而使 注 汽压 力 升高 ，迫 使其 后 注入 的蒸 汽
油 高效 开 发 的重要 手 段 ，近 年来 ，各油 田纷纷 采 用 主 要 的 转换 开发 方 式 之 一 ，随着 汽 驱 的深 入 进行 ， 水平 井 来 开采 稠 油油 藏 。截 至 ２ １ 年 ８ ，辽 河 油 蒸 汽会 沿 高渗 透层 指 进 ，形成 汽 窜通 道 ，降 低 了汽 ００ 月
果 。 目前 辽河 油 田平 均 每年 有 １ ０ 口稠 油水 平 井 地 堵 塞 高渗 透地 层 。氮 气 泡沫 调剖 、控 水机 理 主要 ０多 需 要 调 整 吸 汽 剖 面 ，有 ４ ０多 口水 平 井 出现 汽 窜 问 体 现 在 以下 四个方 面 。 题 。同 时稠 油水 平 井含 水率 也 越来 越 高 ，主 要来 源 ２ １ 氮 气泡 沫调 剖堵 窜作 用 ．
田累 计 完 成 各 类 水 平 井 ８ ０ 口 ，主要 用 于 稠 油 、 驱效 果 ，为此 采用 高 温氮 气泡 沫 调剖 技术 对 汽窜 通 ７多
超 稠 油油 藏 开发 ，平 均 单 井 产 量 提 高 ３ ～５ ，取 道 进 行 封堵 ，调 整 汽 驱 剖 面 ，扩 大 汽 驱 波 及体 积 ， 倍
孤东油田稠油热采氮气泡沫调剖技术现场应用效果剖析
３ 现 场 应 用效 果
针对孤东部分区块 压力下 降快 ， 含水快速 上升的情况 ，为 了提高多轮次蒸汽吞吐井 的热 采 效 果 ，孤 东 采 油 厂 ２ ０ ０ ９年 先 后 在 Ｒ 一 ９ ３ ｌ、 Ｇ ８７ １ Ｄ ２ ～ ０和 Ｇ ｇ ７ ９ Ｄ ２Ｘ１ Ｃ井实 施 了氮气 车注 氮气 热 采 调 剖技 术 。 Ｒ — ９是 孤 东 九 区 的 一 口多 轮 次 井 ， 井 ３１ 该 生 产 Ｎ ２层 ， 效 厚 ３ ｍ ， 停 产 前 产 量 ． ８
重。
过滤 器
根据孤东油田的生产经验 ， 如果压力低于 ８ ａ那 么 注 汽 后 出水 时 间会 超 过 ｌ ＭＰ ， ５天 ， 期 周 油汽 比小于 ０５ 大大低于吞 吐井油 汽比（ ．， 吞吐 井油汽 比达到 ０ ． ９汽驱对应井约 ０３ ，为解决 ．） 这一矛盾 ， 需对稠油热采井进行调剖封窜 ， 封堵 高渗透层和大孔道， 改善吸汽剖面， 提高注汽效
科
科 技论 坛 ｆｆ【
孤东油 田稠油热 采氮气泡沫调 剖技术现场 应用 效 果剖 析
程 聪
（ 中国石 化胜 利 油 田有 限 公 司孤 东采 油厂 采 油 四矿 ， 东 东营 ２ ７ ０ ） 山 ５０ ０
摘 要 ： 东油田属疏松砂岩油藏 ， 孤 目前稠 油热采区已进入 多轮次吞吐 阶段 ， 开发效果 变差 ， 低渗透层动 用差异 大， 、 高、 汽 水窜状况 日趋严重， 部分井注汽压力低 ， 注汽效果差 ， 汽驱井注汽压力低 ， 汽驱井与对应油井存在 汽窜现 象， 为解决这一矛盾 ， 需对稠 油热采 井进行调剖封窜， 封堵 高渗 透 层 和 大孔 道 ， 改善 吸 汽剖 面 ， 高 注汽 效 果 ， 加 稠 油 井产 量 目前较 为 成 熟 的技 术 就 是 氮 气 ＋ 泡沫 热 采 调剖 技 术 。 该 项技 术 可 以 大 幅提 高注 入 蒸 提 增
泡沫凝胶调剖技术在超稠油油藏研究与应用
２３ 复 配体 系发 泡性 能 ＿． ２
发泡剂体系与凝胶体系混合后 ，由于体系粘度
的变化 以及 其它化 学剂 的加 入 ，复配体 系 的发泡性
能会 受 到影 响－ 。改 变发 泡 剂 的用 量 ，测定 泡 沫 凝
其中，已动用含油面积 ８ ９ ｍ ， ． ２ ２ ｋ 储量 ７ ９． １ ７ ５ ０ ０ ２ｘ
ｔ ，年产 油 １ ８ １ ０ ｔ ２ ． ×１ ，占曙光 油 田产量 的 ５ ％以 ７ ０
１ 技术原理
该工艺体系由氮气 、凝胶体系、表面活性剂组
成 。其调堵 具 体机 理包 括 以下 几个 方 面 ：
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏｎ ｔ ａ ｅ ｅ ０ ｉｅＣｏ ｒ ｌＴｅ ｈｎ ｑｕｅ ｓ ａ ｃ ｈｅＦｏ ｍ ｄ Ｇ ｌ Ｐｒ ｆｌ ｎｔｏ ｃ ｉ ａ ｔ ｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｔ ａ Ｈ ｅ ｖ ｉ Ｒ ｅ ｅ ｖｏ ｒ ｎｄ Ｉ ｓ Ａ ｌｃ ｔｏ ｎ Ｅｘ ｒ ． ａ ｙ Ｏ ｌ ｓ ｒ ｉ ｓ
油层吸汽不均 加之普遍存在的蒸汽超覆现象 ， ｌ ， 最
终 出现井 间汽窜 ， 蒸汽 热效率低等 问题 ， 响超稠油 影 开发效 果 。随着 开发规模 的扩大 ， 油井吞 吐轮次 的增 加 ，汽窜 矛盾更 为突 出，对产 量的影 响 日趋严重 ，近 年来 ，年影 响产量都 在 ４ｘ１４ 以上 ，成 为影 响超稠 ０ｔ 油高效 开发 的一个 主要矛盾 。 目前吞 吐井 普遍进入 且 中高周期 ，平均吞 吐周期 达到 １． ，地 层压力 大 ２１轮 幅下降 ， 力系数 为 ０ 压 ３左 右 ， 周期 间递减矛 盾突 出。
泡 沫 凝 胶 调 剖 技 术 在 超 稠 油 油藏 研 究 与应 用
氮气泡沫调剖技术在富拉尔基油田的应用
氮 气 泡 沫 调 剖 技 术 在 富拉 尔 基 油 田的应 用
富拉尔基油 田储层埋藏浅 ，岩石胶 结疏松 ，具有 大孔 隙 、高渗透 、非均质性强等特征 。受油藏非均质性的影响 ，各单层 吸汽不均匀 ，蒸汽沿高 渗透带突进 ，为 了探索 提高热采井蒸汽吞吐后期开发效果的方法 ，以富拉 尔基 油 田高轮 次且高含水的
第 ５期
Ｌａｕｏ ｙｐ ｎ ｖ引理 的 一 个 构 造 性 证 明 及 其 应 用
・ １・ ８
Ａｂｓ ｒ ｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｗｅ ｇｖ ｏ ｔｕ ｔｖ ｒ ｏ ｆＬｙ ｐ ｏ ｅ ｔａｃ － ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｉｅ ａｃ ｎｓｒ ｃｉ ｅｐ ｏ ｆｏ ａ ｕｎ ｖ ｌ ｍｍａ Ｗ ｅｐｒ ｖ ｅ ｅ ｉｔｎｃ ｎｄ ｕ ｉ ｕ ｎ ｓ ｆ ． ｏ ｅｔ ｘ ｓｅ ｅ ａ ｎ ｑ ｅ ｅ ｓｏ ｈ ｔ ｏｕ ｉｎ ｏ ｈ ｔｉ ｑ ａ ｉｎ ｈｅ ｓ ｌ ｔｏ ｆ ｔ ｅ ｍａｒｘ ｅ ｕ ｔｏ ＡＸ ＋ ＸＡ＝ Ｂ ｂ ｓｎｇ Ｌｙ ｐ ｎ ｖ ｌ ｍｍａ ｙ ｕ ｉ ａ ｕ ｏ ｅ ．Ｆｉ ｌｙ ｎａｌ ，ｗｅ ｐ ｅ ｅ ｔａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｒ ｓ ｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆ
热 采 井 进行 氮气 泡 沫 调 剖 技 术 应 用 试 验 。 １ 发 泡 剂 的 筛选 与评 价
１１ 发 泡 剂 的 发 泡性 和 稳 定 性 ．
根据富拉尔基油 田蒸汽吞吐油藏 的特 点 ， 选用耐温强和泡沫性能较好 的磺酸盐发泡剂 ， 用清水配溶 液 。采 用 气 流 法 测 试 了不 同浓 度 发 泡 剂 在 ２ ℃和 在 高 压 釜 中 耐温 ２０Ｃ 的发 泡性 能 。 测试 结 果 表 明 ，浓 ． ０ ５ ６ ￣后 度 为 ０３ 的发泡剂半 衰期保 留率最高 ，达到 ９ ．％ ，表明该 发泡剂具 有较好 的发泡性和耐温稳定性 。 －％ ４１
氮气泡沫在油水井解堵、混排中的应用分析
技术与检测Һ㊀氮气泡沫在油水井解堵㊁混排中的应用分析李文生摘㊀要：由于氮气具有制（提）取范围广，操作方便，形成的氮气泡沫热稳定性好，可有效解决油水井层内㊁层间渗流矛盾，有效提高油田酸化解堵效果；混排施工中在井底易形成负压，诱导近井地带污染物外排，带出井底的残酸和污染物㊂因此，氮气泡沫技术在油田解堵㊁混排中得到了广泛的应用㊂关键词：制氮；氮气泡沫；解堵；混排一㊁氮气的基本性质在常温常压下，氮气为无色无嗅的气体，１ｍ３液氮在标准大气压下，汽化６４７ｍ３氮气，氮气冷却至－１９５．８ħ（沸点）时，变成无色的液体，冷却至－２０９．８ħ（熔点）时，液态氮变成雪状的固体㊂在标准状况下，氮气密度为１．２５ｇ／Ｌ㊂二㊁制氮的方法通常是采用膜制氮技术制取氮气的，膜制氮是指利用空气分离膜从空气中提取氮气㊂从大气中提取的空气，净化处理后泵入空气分离膜组后进行分离，提取达到规定纯度的氮气，经检测及增压后使用㊂制氮注氮工艺流程如下：空气源提供系统ң空气净化处理系统ң空气膜分离制氮系统ң氮气检测和计量ң氮气增压系统ң送至用户（或注入井下），详见图１㊂图１㊀膜制氮技术示意图油田现场一般是通过氮气发生车制取氮气的，详见图２㊂图２㊀氮气发生车三㊁氮气泡沫解堵㊁混排机理①由于泡沫具有密度可调㊁对油层伤害小㊁携液（砂）能力强㊁与天然气混合不易发生爆炸等优良性能；同时泡沫在地层中良好的选择性，遇水稳定㊁遇油消泡，调剖能力强，可以有效解决层内㊁层间渗流非均质性矛盾㊂②氮气少量溶解或混合在原油中，使原油体积膨胀，增加地层能量，提高油井产量㊂③贾敏效应㊂泡沫通过孔隙喉道时，由于气泡界面变形而对液流产生阻力效应，称之为贾敏效应㊂当泡沫进入地层时，先进入高渗透层，由于贾敏效应，高渗带流动阻力逐渐增加，随着注入压力的变大，泡沫解堵液可依次进入低渗透层，提高解堵波及系数，增强解堵效果㊂④由于氮气泡沫密度低，可在井底建立负压，诱导近井地带污染物外排，解除产层堵塞㊂⑤泡沫携带能力强，可以把井底的残酸和污染物带出㊂四㊁氮气泡沫解堵㊁混排工艺应用①解堵时向目的层中注入氮气泡沫，闷井扩散后回采，起到油层解堵的作用㊂②酸化解堵后泡沫助排技术：针对常规酸化残酸和反应物不能及时排出，存在沉淀后伤害地层的问题，利用泡沫流体高携带能力和低密度的特点，将地层中的残酸和反应产物排出，提高酸化解堵效果㊂五㊁案例解析案例：Ｓ６７２－２－Ｘ７井氮气泡沫酸化㊁混排㊂该井为新井投产，实施水力喷砂射孔及氮气泡沫酸化㊁混排工艺㊂关键施工步骤及施工参数①连接管线㊂②管线试压㊂③氮气泡沫酸化：灌满井筒；前置氮气；正挤氮气泡沫酸；关井反应１ｈ㊂④倒管线，放喷㊂⑤氮气泡沫混排㊂⑥回收废液㊂⑦恢复液面㊂⑧洗井㊂施工现场布置详见图３；施工参数详见表１：图３㊀泡沫解堵㊁混排现场布置图表１㊀Ｓ６７２－２－Ｘ７氮气泡沫酸化和泡沫混排施工参数表施工工艺氮气泡沫密度ｇ／ｍ３预计泵压ＭＰａ氮气车组排量Ｎｍ３／ｈ泵车排量ｍ３／ｈ液量ｍ３氮气用量ｍ３备注前置氮气／ɤ１５１２００／／６００氮气泡沫酸０．６－０．７ɤ１５１２００１４．３２－２３．１１２０１２８２氮气泡沫液０．６－０．７ɤ１５１２００１４．３２－２３．１１６３８５泡沫混排０．７ɤ１５１２００２３．１１２０．１１１０４４设计１周泡沫混排０．６ɤ１５１２００１４．３２２０．１１１６８５设计１周洗井４０．２２设计２周合计１０６．４４４９９６㊀㊀备注：１．理论计算用氮气量４９９６Ｎｍ３，实际氮气按１．５倍准备即７４９４Ｎｍ３；２．现场施工时当返出液无酸性显示时，方可结束混排施工㊂作者简介：李文生，胜利油田鲁胜石油开发有限责任公司㊂９６１。
氮气泡沫技术在稠油水平井中的应用
中图分类号： Ｅ ５ ． Ｔ ３ ５６
文献标识码 ： Ａ
文章编号：０６ ７８ （０ １１—０ ５一ｏ １０－ ９ １２ １ ）７ １ ４ ２
封 堵层 内高 含水 段 ， 高 富集油地 带 的动用程 度 ｉ 提 ④ 氮 气泡 沫 的破灭 和 再 生 同时 进行 ， 够 实现 对地 层 能 深 部 的封堵 调剖 ； ⑤氮气 泡 沫具 有一定 的界面 活性 ， 能够提 高洗 油效率 ； 氮气 具有一 定 的超覆性 ， ⑥ 能够 运 移 到 油层 顶 部 ， 形成 “ 顶 ” 增 加 油藏 能量 的 同 气 ， 时， 还能 将位 于油层 顶 部 的剩余油 压制下来 乜。 ］ １ 室 内筛选 评价 实验
１ １ 发 泡剂 的 筛选 ．
由于水 平井 具 有 泄 油面 积 大 ， 产压 差 小 的优 生 势 ， 以被 广泛应 用 于底水 油藏 及稠 油油 藏 的开发 。 所 如何 控制 水 平井 底 水 向油 层 推 进 ， 长期 以来 的一 是 大技术 难题 ［ 。 １ 目前 ， 东油 田含 水 大于 ９ 的水平 ］ 孤 ５， ９ ５ 井４ １口， 已经 占水 平 井 总数 的 ３ ． ％ ， 均 含 水高 ６３ 平 达 ９％ ， 呈现逐 年递 增趋 势 。因此 ， ８ 且 首先 在稠 油潜 力水 平井开 展 了氮 气泡 沫调 剖 注蒸汽 吞 吐控含 水试 验 。选择 氮气 泡沫 ， 是基 于 以下 几点 考虑 ： ①氮 气泡 沫 压水锥 是 一项 比较 成熟 的工 艺 ， 美 国和 前 苏联 在 都有过应 用 的历史 。在 我 国 ， 早在 １ ６ ９ ５年 就在 玉 门 油 田开展 过先 导 试验 ； 氮气 泡 沫 具有 视 粘 度 高 的 ② 特点 ， 能够 压 制层 内高 含 水 ， 高 开发 效 果 ； 氮气 提 ③ 泡沫具 有 遇 水稳 定 遇油 不 稳 定 的特 点 ， 特 点 能够 该
氮气泡沫调剖堵水在井楼油田一区的应用研究
１ 油 藏 地 质 特 征
井楼 油 田一 区主要 含 油层 属 于特浅 型稠 油油 藏 ，油层 物 性好 ，非 均质 程度 高 ，渗 透率级 差 大 ，油层 厚度 大 ，并且 具 有油层 越厚 非 均质越 严 重 的趋势 ，纵 向上 呈 浅稠 深稀 分 布 ，油水 界面 复杂 ，各 小层 均有 其独 立 的油水 界 面 ，且 边水 活 跃 。浅部 Ⅲ油 组 的油层 脱气 原 油粘 度 为 ５ ０ ０ ａ・Ｓ ０ ０ ｍＰ ，属于超 稠 油 ，深 部 Ⅳ一 Ｖ油 组 原油粘 度 ５ ０ ￣３ ０ ０ ａ・ ，属 于普 通稠 油 Ⅱ类 和特 稠油 。 ７ ０ ８ ０ ｍＰ Ｓ
３ 边 水 淹 基 本 特 征 及 规 律
１ 水 淹主要 沿 高渗层 推进 ，平 面表 现 为指 进状 ） 相 同原 油粘 度 下 油层 水 淹 后 ，厚 油层 纵 向非 均 质
较 为严重 ，主要是 高 渗层水 淹 ，薄 油层 一旦 水淹 ，将 逐步 整体 水淹 。 由特超 稠 油特 征分 析认 为 ，在原 始 地层 状态 下 流动 能力 较弱 ，吞 吐开 发后 热 油半 径 一 般 为 ３ ｍ 左 右 ，但 蒸 汽 在 平 面上 的推进 速 度 并 不 一 ５ 致 ，多次 吞 吐后导 致 出现死 油 区和低 压 区 ，从 而 引起 边水 推进 呈指 进状 。 ２ 水 淹初 期油 井产量 较 高 ，后 期 下 降较 快 边水 推 进 初期 对 地 层 能量 起 到 了 补充 作 用 ，油 井 短期 ） 内产 量增 加 ，表现 为周 期产 油 量突增 。随着边 水 推进加 剧 ，出现 高含水 低产 油 特征 ，周期 产 油量 突降 。
氮 气 泡 沫 调 剖 堵 水 在 井 楼 油 田 一 区 的 应 用 研 究
氮气泡沫调剖技术在孤岛油田热采井中的应用
利用 气流 法测 试 了发泡 剂的性能 ， 结果表 明 ， ２０ 的条件 下 ，．％ 的发泡 剂恒 温 ２ ｈ后， 试验 在 ６℃ ０３ ４ 泡沫 半衰期 保 留
率为９．％； ４ １ 通过岩心试验测定发泡剂在２０ ６＇ Ｅ耐温７ ｈ后的封堵 能力时， ２ 优选浓度为０ ３ ． ％的发泡剂体系， 发泡
效果 的有效工 艺。 关键 词 ： 蒸汽 吞吐 ； 剖 ； 调 氮气； 发泡剂 ； 岛油 田 孤 中图分类号 ：Ｅ ５ ． ２ Ｔ ３７４ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ９—９０ （０ ６ ０ ０ ７ ｏ １０ ６ ３ ２ ０ ） ５— ０ ５一 ３
经过 ｌ 余年的持续强化热采 ， Ｏ 目前孤岛油 田主
剂最佳 气液 比为 ２ １ ：。双 管驱 油试 验结果 表 明， 注蒸 汽 时注入 氮 气泡沫体 系 的采 收 率 比蒸 汽 驱 的采 收率 提 高 了 ２．％ ； 准条件 下， ３９ 在标 经济有效 的氮气、 蒸汽和 发泡剂 注入 比例 为 ６ ：： 。至 ２０ ０ １１ ０５年 已现 场应用 ｌ ３井次 ， 成功 率为 １ ％ ， ０ ０ 实施后与上一周 期对比单井平均增产原 油 ９６， 明氮气泡沫调剖技术是 改善稠 油蒸 汽吞 吐 后期开采 ４ｔ 表
０３ 的发泡剂半衰期保留率最高 ， ．％ 达到 ９ ． ％， ４ １ 表
明该发泡剂具有较好 的发泡性和耐温稳定性。
表 １ 不 同浓度发泡剂 的发泡性 能
浓 度 ， 发泡 体积／ 半衰期／ ２０ ３ 温 ２ｈ 半衰期保 ６￣恒 ４ ％ ｍＬ ８ 后 半衰期／ ８ 留率 ， ％
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油
２０ ０６年 ９月
气 地
质
与 采
收
率
第１ ３卷 第 ５期
氮气泡沫调剖技术改善汽驱效果研究
文章 编 号 ：０ ５ ８ ０ （Ｏ ８ Ｏ — ９ — ２ １ ０ — ９ ７ ２ Ｏ ）６ ０ ２ ０
＃１ ５卷 第 ６期
氮气 泡沫调剖技术 改善汽驱效果研究
孙 德 浩
ｓｃ ｓｈ ｕｃ ｅｌ ｅｏ ０—ｔａ ｔ ｄｉｓ ｃ ｎ ｅｍ ｉ ｅｔ ｇｎｏｔｅ ｅｅｖｉ ｅｔａｌ ｏ ｉｓ ｃｅｔ ｒｄ ｃ ｇ ｆ ｕｈａ ｅ ｉ ｄ ｃ ｎ ｉ ｓ ｍ ｒ ｉ ａ ｕ ｉ ｔ ｔ ｊｃｉ ｔ ｈ ｓｒ ｒ ｖｒｃｌ ｕ＿ ｉ ｏ ｕｉ ｔ ｑ ｋ ｉ ｆ ｌ ｅ ａｏ ｎ ｎ ｈ ｅ ｓａ ｎ ｎ ｉ ｒ ０ ｓ ｉ ｙ ｒｎ ｆ ｎ ｐ ｉ ｎｏ ｔｅ ｅｅｖｉ ．ｎ ｉ ｆｈ ｒｂｅ ｓ ｆ ｎ ｖｎｓ ａ ｊ ｔ ｎ ｉｔ １ ｅ ｏ ｍ ｎｃｔｎａ ｄｓ ａ ｈ ｎ ｅ ｎ ｅｖ ｉｓ ａ ｈ ｓｒ０ ｓＩ ｅ ｏ ｔｅ ０ ｌ ｅｅ ｅｍ ｉ ｅ ｉ ，ｎｅ ａ ｒ ｍ ｕ ｉａ ｏ ｎ ｅｍ ｃ ａｎ１ ｇ ｎ ａｙ ｌｔ ｍ ｒ ｒ ｖｗ ｐ ｍ ｏｕ ｔ ｎ ｃ０ ｒｙ ｃ ｉ ｔ ｉ ｉｈ ｏ ｅ
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井下自生气泡沫调剖技术研究与应用
目 前 国 内 外 普 遍 采 取 高 温 泡 沫 调 堵 防 汽 窜 技 术 分 流 蒸 汽 流 动 调 堵 剂 的 发 泡 剂 。
发 剂 形 成 复 合 溶 液 ，气 体 引 发 剂 被 蒸 汽加 热 后 在 井 筒 内 反 应 生 成
Ｎ 、 ０ 形 成 高 温 泡 沫 ， 温 泡 沫 不 问 断 地 对 储 层 的 渗 透 率 极 差 进 行 １０ 得 到 相 应 发 泡 剂 的 发 泡 倍 数 。之 后 ， 入 不 锈 钢 罐 中 ． 封 ， 氮 Ｃ ２ 高 ０ 装 密 无 调 整 及 封 堵 汽 窜 通 道 ， 流 蒸 汽 的 方 向 ． 高 蒸 汽 波 及 效 率 及 驱 替 气 保 护 ， 于 烘 箱 中 ． 别 在 ２ ０Ｃ的 条 件 下 老 化 ４ 分 提 置 分 ５ｏ ８小 时 再 进 行 发 原油 。 发 泡 剂 具 有 较 好 的 乳 化 降 粘 能 力 ． 蒸 汽 进 入 地 层 后 在 封 堵 汽 随 泡量 和泡 沫 的稳 定 性 测量 ， 量 泡沫 液 的 稳定 性 即 半衰 期 。 测 实 验 表 明 ：Ｚ ～ ０ Ｓ ５ ０表 面 活 性 剂 的 发 泡 体 积 不 仅 发 泡 量 大 ， 半 衰
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¨
中国ｊ 技术 套点
一
井 下 自 生 气 泡 沫 调 剖 技 术 研 究 与 应 用
◆ 文 ／时莉 熊启 勇
【 要】 摘
蒋 晓敏 魏 勇 ０
针 对 稠 油注 蒸 汽存 在 的 重 力“ 超覆 “ 象 ． 制 了井 下 自生 气 泡沫 调剖 剂 ． 对 调剖 剂性 能进 行 了 现 研 并
克 拉 玛 依 油 田 稠 油 资 源 十 分 丰 富 ．主 要 采 用 注 蒸 汽 开 发 ． 年 来 ． 克 拉 玛 依 油 田 应 近 在 ２． 高 温 发 泡 荆 的 筛 选 与 评 价 ３ 泡 沫 的 稳 定 性 是 决 定 泡 沫 封 窜 驱 油 效 率 的 关 键 因 素 ． 通 常 用 半
氮气泡沫酸化及返排工艺研究
氮气泡沫酸化及返排工艺研究
前言
近年来，氮气泡沫技术在冀东油田受到广泛推广，它是利用一种专用的泡沫发生器设备将氮气、水（或酸液）和泡沫剂进行充分混合后形成一种较稳定的氮气泡沫溶液，然后将氮气泡沫溶液打入井内进行冲砂、酸化、返排、调剖等作业。
它以其优良的特点而取得良好的作业效果。
其中以氮气泡沫酸化及排液技术运用较为广泛。
正文
1、氮气泡沫溶液的特点
（1）密度低且方便调节，作为入井液便于控制井底压力，减少漏失和污染；
（2）泡沫在孔隙介质中具有很高视粘度，低摩阻，携砂能力强；
（3）低滤失，对地层污染小；
（4）对不同渗透率级差地层具有选择性封堵作用，封堵高渗透率孔道，对低渗层有增大波及体积、提高波及系数的效果，调剖能力强；
（5）泡沫“遇水稳定、遇油消泡”，堵水不堵油；
（6）缓速效果好，本身即为一种缓速酸；
（7）压缩系数大，弹性能量高，助排性能好；
（8）氮气泡沫在地下与天然气混合不易发生爆炸，安全性能可靠。
2、氮气泡沫酸化技术的应用
2.1 酸化效果的影响因素分析
泡沫酸是用充气或气化了的酸液来代替普通酸液,降低酸岩反应速度,增加泡沫酸作用深度。
并且由于地层毛细管压力使得低渗透层的泡沫不稳定,而高渗透地层得以封堵,使酸液转向进入低渗透层,更高效和均匀的分布,达到了转向酸化的目的。
河南井楼油田楼资27井区氮气泡沫调驱技术应用研究
t
1 2 ,6 22 0 4.2 34. 82
2 246
3 % 0 . 4 % 0 . 5 % 0. 6 % 1. 0 % ,测 定 其不 同浓 度下 的阻力 因子 由图 1 实 验 结果 表 明 , 蒸 汽 氮气 泡 沫
混注 过程 中 , 泡沫 的 阻力 因子 随 着 发泡 剂 质量 浓 度 的增 大而增 大 , 当质 量浓 度 达到 0 . 5 % 的 时候 , 阻 力 因子增 大 幅度变小 , 所 以从工 程和 经济 上考 虑 , 发 泡 剂质量 浓度选 择为 0. 5 %
表 1 层位
含 油 面 积 / km
楼资 2 7
井 区 1 6 油 层 基本 地 质参 数 皿6
0. 2 2
2. 2
浓 度优化 发泡剂 选 择 3 4 和 5 , 其 质 量 百 分 比选 择从 0 .
模 拟 计 算 地 质储 量 / 1 0 油层深度/ m 平 均 有 效 厚 度/ m 孔隙度 , %
模拟结 束时间 累计 增 油 八
~ 令. 井妞力因子 ,山 , ~ 0 七
0 .3
1 2 勺
姗妞力因子 绷困力 因子 0 .8 0 .9 1. 0
式 采取地 上发 泡 一伴 随 注 人 , 即 氮气 和发 泡 剂 在 地 面 上发 泡再 和蒸 汽一 起 注人 地 层 ; 第二种采取地
脱 气 原 油 密 度/ (g
宁 由藏 涓 彦 C
cm 一 3)
0. 9698
2 5. 2
脱气 原 油 粘度 / ( mP a 原 始 地 层 压 力/ M Pa
)
18 7 49
3
氮气 泡 沫 调 剖 参数 优 化 延 3习 一
氮气泡沫调驱技术
—— 宏观机理
宏观方面，氮气泡沫调驱提高采收率与水气交 替注入提高采收率机理有很多类似之处，下图表 示出了正韵律油层水驱阶段和水气交替注入后的 油、气、水的分布。
（a）水驱
（b）水气交替注入
水驱和水气交替注入开采方式中油气水的分布状况
综合来讲，泡沫调驱提高采收率机理主要有以下几个方面：
（3）泡沫在含油孔隙介质中稳定性变差
泡沫被用于EOR中的流度控制时，强烈的受到孔隙介质中泡沫——原油相 互作用的影响。
由图看到，随介质含油饱和 度的增加，泡沫稳定性明显变差， 泡沫运行距离相应缩短。但是， 驱油试验表明，进入有残余油存 在的多孔介质的泡沫，在后继的 水驱过程中并不很快地消失，需 要注入数十倍孔隙体积的水才能 排尽。这说明泡沫的稳定性足以 维持到驱油过程结束。
(5)增加弹性能量。 大量气体注入后，增加了地层的弹性能量，有利于提高采收率。
二、氮气泡沫调驱现场应用效果
中原油田氮气泡沫调驱先导试验，氮气泡沫调驱是利用氮 气驱和泡沫驱两种技术的优点，提高中高渗、高含水油藏 原油采收率的新技术。这次试验优选了中原油田采油五厂 胡12块12-152井组，截至7月20日，共注入氮气15.5万立 方米，活性剂1500立方米，对应井组日增油9吨。
泡沫在含油饱和度较高的油层会发生破裂，但在含水饱和度较高的地 层则相对稳定。这样含水较高的地方泡沫大量存在，降低水相渗透率， 从而阻止了水的进一步流动，使含水率下降；而原先注入载体不能波及 到的地方，含油饱和度较高，泡沫易于破裂，阻力相对减小，从而有效 扩大了波及体积，有利于提高采收率。如图所示。
(3)气体的上浮作用，提高了顶部油层的动用程度。 注入到油层内的泡沫破裂之后，分离出来的气体在重力的作用下上浮 至油层顶部，起到驱替低渗透的顶部油层、提高波及体积的作用。
氮气泡沫调剖堵及提高采收率的应用机理研究
氮气泡沫调剖堵及提高采收率的应用机理研究氮气泡沫调剖堵水及提高采收率的应用机理研究刘文章教授中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院二○○四年十月氮气泡沫调剖堵水及提高采收率的应用机理研究中油勘探开发研究院刘文章教授前言油田注氮气提高采收率技术在70年代及80年代前期在美国达到现场试验及应用高潮。
据调研，有33个油田采用注氮气进行非混相驱、混相驱、保持压力、重力驱等采油方式提高采收率。
在加州大规模注蒸汽热采稠油油田，蒸汽吞吐作业中加入氮气泡沫进行调剖超过5000井次，蒸汽驱加入氮气泡沫剂进行封堵汽窜及提高汽驱采收率的先导试验项目超过30个。
此外，在美国、加拿大、委内瑞拉等国，随着从空气中膜分离制氮技术设备迅速发展，注氮气作业成本较低，仅为天然气的1/3、CO2的1/4左右，注氮气（包括氮气泡沫）开采低渗透油田、底水油藏注氮气压水锥、低压油藏氮气泡沫欠平衡钻井完井、各种油井增产技术如压裂、酸化、洗井冲砂作业中，已广泛应用。
90年代以来，由于对各种注氮气采油机理及先导试验项目已有相当多的研究成果及经验，技术上比较成熟，应用上已常规化，因而这方面公开报道的文献逐渐减少，但该项技术在推广应用中仍在深入研究并向前发展。
在我国，在70年代曾在玉门油田进行过注水中加空气泡沫剂堵水提高采收率试验。
90年前后，华北油田在雁翎裂缝性古潜山油藏进行注氮气压水锥提高采收率技术试验。
在1987年，随着我国稠油油田注蒸汽热采技术的快速发展并且热采产量突破300万吨/年，许多油藏出现注入蒸汽窜流严重，本人为推进稠油注蒸汽热采技术的发展，改善蒸汽吞吐及蒸汽驱采油效果，开始室内实验研究注入蒸汽中加入氮气泡沫剂控制汽窜提高采收率技术。
积极倡导注氮气采油技术，首先在1987年中油石勘院（RIPED）与加拿大阿尔伯达研究院（ARC）合作，互派专家共同开展了“氮气泡沫驱油提高原油采收率技术研究”。
从此本人先后带领五名硕士、博士研究生及多名科技人员，开展了室内氮气泡沫驱机理研究及10多项现场先导试验设计方案，包括蒸汽驱加氮气泡沫调剖提高采收率、水驱加氮气泡沫提高采收率、注氮气及泡沫剂提高蒸汽吞吐效果、注氮气控制水锥提高采收率，超稠油氮气溶剂辅助蒸汽吞吐技术等。
氮气综合利用工艺技术——氮气泡沫调剖技术
不锈钢标定罐：1—3m3；
地面气液 混注方式
制氮设备 井口
配液池
泡沫发生器
设备简
压缩机 缓冲罐 器 器
空气
高压氮气泡沫调 剖工艺流程图
氮气 发生器
氮气 缓冲罐
氮 氮气 气 增压机
泡沫剂
泡沫剂 双柱塞
泡沫
井
储罐
标定罐
应用前景
因此稠油蒸汽驱开采一直没有达到预 期效果，利用氮气泡沫调剖能明显改善 稠油汽驱井组动用程度，是挖掘整个层 系的全部潜能、改善蒸汽驱效果、提高 采收率及经济效益的行之有效的方法， 具有很好的应用前景。
早在80年代，美国在加州克思河等油田进行了蒸汽 驱加氮气泡沫剂的先导实验，证明该技术是控制 蒸汽窜流的有效途径。加拿大、委内瑞拉也进行 了大量的室内研究及现场试验，我国开展了蒸汽 加氮气泡沫剂的研究，揭示了氮气泡沫在油层形 成的条件及深度调剖的机理，为油田应用该技术 提供了理论基础。
前言
氮气泡沫技术是通过在注入水中加 入氮气及起泡剂，形成稳定的泡沫流， 其粘度较高，在高渗透、水窜孔道产 生较大流动阻力，减小吸水（气）量， 增加注水（气）压力，迫使吸水（气） 差或不吸水（气）油层增加吸水量， 从而起到扩大吸水（气）剖面，控制 单层突进的目的。
工艺设计
☆计算注氮速度 假设油层深度1100m，压力12MPa，温度
320℃，体积系数62， ☆地面氮气注入速度
=62×120L=7440m3/min=446m3/h(地面) ☆计算注发泡剂速度 发泡剂浓度按1.2%（占液体体积1.2%） 注液速度80L/min Qf=80×1.2%=1L/min=60L/h
氮气综合利用工艺技术
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聚合物驱 三元驱 泡沫驱
8.79%
10.82%
3.22% 1.79%
3.51% 0.88%
中渗透
低渗透
能进一步挖潜油藏中的剩余油
提高非主力油藏的动用程度
四、北2-丁2-59井组氮气泡沫调剖现场试验
100
100
WT-3
50
0
0
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 1119210000000000000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
矿 化 度 (mg/L)
矿 化 度 (mg/L)
选择性封堵含油饱和度低 的高渗透储层
表面活性剂提高驱油效率
泡沫破裂后，氮气上浮到 油层顶部，形成氮气驱
有很高的安全性和机动性
大庆油田公司采油工程研究院
氮气泡沫具有五大特点： 特点1：具有对高渗透层的自动选择性
相对于水和油来说，无论储层岩石的润湿性 如何，气体都是非润湿相，并且由于气体的流动 性远高于水和油，所以会优先进入大孔隙，并占 据大孔隙中间的大部分空间，从而减少水相的饱 和度，降低水相渗透率。室内实验证明泡沫的封 堵性能随渗透率的增加而增加。
泡沫中的表面活性剂与岩石表面的油膜作 用，降低了界面张力，既提高了水驱效率，又 提高了采收率。泡沫中的气体能够使低渗透层 达到气驱的效果，并好于水驱；另外，由于气 体的上浮作用，能驱替油层顶部的剩余油。
大庆油田公司采油工程研究院
特点5：具有很高的安全性和机动性
具有不爆炸、不燃烧、不腐蚀等特点，现场 注入工艺安全可靠；
49.92%
50.85%
38.1%
40
30
35.86%
33.05%
20
聚驱
三元驱
10
泡沫驱
0
水驱
0.57PV
水驱
聚驱提高17.80％，三元驱提高21.87％， 泡沫驱提高30.92％
大庆油田公司采油工程研究院
水驱后聚驱、三元驱和泡沫驱含水变化对比
含水（％）
100
98%
90
80
70
60
50
50.0%
50.1%
40
43.07%
30
聚驱
20
三元驱
10
泡沫驱
0
水驱
0.57PV
98%
水驱
聚驱降低48.0％，三元驱降低47.9％， 泡沫驱降低54.93％
大庆油田公司采油工程研究院
水驱后聚驱、三元驱和泡沫驱出液量变化幅度对比
25
20
19.6%
出液比变化率（％）
15
10 6.74%
5 2.67%
0 高渗透
不会对油层造成伤害，油井产出液脱水不受影 响，伴生气仍可利用；
氮气生产成本比二氧化碳和天然气的成本低， 具有很好的经济效益；
可单井施工，工艺简单，施工的机动性强。
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三、室内开展工作
（一）泡沫剂体系确定
泡沫的综合性能表
类型
渗透率 （μm2）
污水配制 表面张力
发泡体积 泡沫半衰期 （mN/m） （mL） （h）
一、前 言
目前状况 累积采油19.09×108t，已采出地质储
量的37.67%，采出可采储量的80.21%
主要矛盾
高含水井数越来越多、同井多层高含水 井数逐渐增多，挖潜对象变差，挖潜难 度增大
开展了注氮气泡沫调剖技术研究
大庆油田公司采油工程研究院
二、注氮气泡沫调剖技术机理
上浮气体
低渗透带
泡沫
中渗透带 高渗透带
55
65
温度低于55℃，三种体系泡沫的半衰期在75min 以上，可满足温度低于55℃以下的油藏使用
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矿化度对泡沫体系性能的影响
发 泡 体 积 (mL) 半 衰 期 (min)
600
350
5250
W T-2
W T-3
200
300
200
WT-1
150
WT-2
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特点2：具有对高含水层的自动选择性
泡沫只有在含油饱和度低（<20％），即强水 洗的层段才能产生，随含油饱和度增高，泡沫中表 面活性剂分子与油中的极性分子发生交换，导致泡 沫的液膜稳定性降低，对于剩余油饱和度高（>20 ％）的层段泡沫存在有效期短或不产生泡沫。
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（三）非均质三管岩心采收率对比实验
泡沫剂评价岩心驱替实验装置
流量：0.01－30mL/min
驱替压力：35MPa
岩心长度：2.5－200cm
工作温度：150℃
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水驱后聚驱、三元驱和泡沫驱采收率变化对比
采收率（％）
70
62.73%
66.78%
60
53.17%
59.97%
50
界面张力 （mN/m）
表观粘度 （mPa.s）
WT-1 <0.2
560
2.5
25.7
0.3
9.5
WT-2 0.2-0.5
480
6
25.4
0.8
44.9
WT-3 >0.5
470
7.3
26.5
1.3
253.4
3套泡沫剂的膨胀体积很大，常温下泡沫剂的半 衰期在2.5～7.3h之间，能满足污水配制要求
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400
200
300
WT-1
150
WT-2
200
WT-3
100
100
50
WT-1 WT-2 WT-3
0
0
5
10
15
20
25 30
原油饱和度(%)
5
10 15 20 25 30
原油饱和度(%)
含油饱和度对泡沫性能的影响
含油饱和度20%以上，泡沫的发泡体积和半衰期
急剧下降，体现了泡沫的选堵性能
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特点3：泡沫具有较高的粘度 具有很好的液流转向作用
泡沫可以在高渗透层，水洗程度较高，已形 成水窜的层段中，形成粘度高达100mPa.s以上的 泡沫流，能够有效控制注入水的窜进，迫使后续 液流转向，扩大水驱波及体积，提高驱油效率。
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特点4：泡沫中表面活性剂和 气体具有很强的驱油作用
矿化度对泡沫剂性能的影响
WT-1泡 沫 剂 对 矿 化 度 不 敏 感 ， WT-2可 在 矿 化 度 9000mg/L以下使用，WT-3只能在矿化度7000mg/L以下使 用
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含油饱和度对泡沫体系性能的影响
发 泡 体 积 (mL) 半 衰 期 (min)
300 600
250 500
（二）泡沫剂影响因素分析 温度对泡沫体系性能的影响
发泡体积 (ml) 半 衰 期 (min)
570 560 550 540 530 520 510 500
25
350
WT-1
300
WT-2
250
WT-3
200
150
100
50
35
45
55
65
温度（℃）
0
25
35
45
温度（℃）
温度对泡沫剂性能的影响
WT-1 WT-2 WT-3