注氮气泡沫调剖技术研究与应用

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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（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
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
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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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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)
（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
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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氮气泡沫驱油技术
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
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
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）
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％
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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%
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
500
300
W T-1
400
250
W T-2
W T-3
200
300
200
WT-1
150
WT-2
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
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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
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
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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。
50.1%
40
43.07%
30
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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％
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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
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。
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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；