春光油田氮气泡沫堵水技术可行性实验研究

曹 健

(中国石化河南油田分公司新疆勘探开发中心, 新疆焉耆 841100)

春光油田氮气泡沫堵水技术可行性实验研究

曹 健

(中国石化河南油田分公司新疆勘探开发中心, 新疆焉耆 841100)

对边水油藏而言，边水一方面是驱油动力，同时在高采油速度下，边水会沿低压带突入生产井区，造成边水波及体积系数低、油井水淹、高含水等问题，从而影响整体区块的采出程度。为此实验应用了氮气泡沫堵水技术。通过室内实验研究，评价出适宜于春光油田的氮气泡沫堵水配方体系，其成胶时间可调，封堵效率达90%以上，并取得了较好的现场应用效果。

春光油田;氮气泡沫; 堵水技术;封堵效率

春光油田为边水驱动的高孔、高渗油藏，具有埋藏浅、胶结疏松、砂体分部零散、面积及储量小等特点，目前共有稀油井79口。随着进一步的开发及边水的逐步推进，见水油井达41口，其中含水60%以上的油井有18口。根据春光油田现场情况，认为氮气泡沫堵水技术适合春光油田的开发需要。泡沫体系构成主要包括气体和基液。泡沫流体具有诸如摩阻低、密度低、滤失低、返排能力强、对储层伤害小等优点，而且泡沫对高渗层有封堵作用，对低渗层有增大波及体积的效果，即“堵大不堵小”。同时，泡沫具有遇水稳定、遇油稳定性变差的特点，目前，泡沫流体在石油工业应用广泛，逐渐形成了泡沫流体增产系列技术。

1 泡沫体系的优选[1-3]

1.1 起泡剂的评价及筛选

起泡剂最重要的性能就是泡沫性能。运用Waring Blender法，对综合发泡能力较强的31626、CX-1、GM-81三种发泡剂进行评价，其发泡性能(发泡体积、半衰期)见表1。

表1 不同质量分数下的起泡剂发泡体积和半衰期情况

实验结果表明31626、CX-1发泡剂在低质量分数下随着质量分数的提高综合发泡能力增强，当质量分数高于0.3%后，其综合发泡能力平稳。而GM-81发泡剂在低质量分数下表现出较强的综合发泡能力，质量分数变化对其发泡性能没有明显影响。因此，优选GM-81为发泡剂，其质量分数为0.5%。

1.2 稳泡剂的评价及筛选

1.2.1 稳泡剂的评价

常用的增黏性稳泡剂有CMC、BXN、胶体等，选择PHAM、耐盐型聚合物X-1、X-2作为稳泡剂，在室温下，改变稳泡剂的种类和加量，对其稳泡性能(发泡体积、半衰期)进行测定。结果表明PHAM、耐盐型聚合物X-1、X-2的稳泡效果相当，且对起泡剂的影响规律相似，随加量的增加，起泡体积有不同程度的减小，因此，继续对三种稳泡剂进行抗温、温、抗盐实验。

1.2.2 温度对稳泡剂黏度的影响

在25～80℃取6个点，测定浓度为1 500 mg/L稳泡剂的黏度的变化情况，从图1可以看出，温度对稳泡剂黏度的影响规律相似，随着温度的增加，PHAM、耐盐型聚合物X-1、X-2的黏度有不同程度的减小，而当温度升至70℃时，HPAM和X-1的抗温性能都强于X-2。

图1 温度对不同稳泡剂黏度的影响

1.2.3 盐对稳泡剂黏度的影响

因为地层水普遍具有较高矿化度，所以用于驱油的化学剂应具备一定的抗盐性。通过配制1 500 mg/L浓度的稳泡剂溶液，分别进行抗盐实验，具体情况见图2，从中可看出，X-2和X-1的抗盐性能优于HPAM。

图2 盐对不同稳泡剂黏度的影响结果

结合春光油田油藏的温度条件(50℃)及实验结果综合评价，优选X-2作为稳泡剂，优选质量分数为0.2%。

2 矿化度对泡沫体系影响评价

泡沫体系在应用过程中必定受到地层环境条件(温度、地层水矿化度)的影响，春光油田油藏温度较低，但矿化度高(10×104mg/L)。根据优选出的泡沫体系(0.2%X-2+0.5%GM-1)，对其在不同矿化度条件下的发泡性能进行评价(表2)。

表2 不同矿化度的模拟地层水对泡沫剂的起泡能力影响

从表2可以看出，矿化度对泡沫剂的综合起泡能力影响显著，但在低矿化度的情况下，泡沫剂的综合起泡能力非常强。因此，结合春光油田实际生产条件，使用矿化度低的清水配制泡沫堵剂。其配方为：清水+0.5% GM-81起泡剂+ 0.2% X-2 稳泡剂。

3 氮气泡沫堵水剂封堵性实验[4-5]

实验流程见图3，每分钟采集5个压力数据，根据前边的实验结果，选择注泡沫的气液体系比为1∶1，回压阀压力设置为5 MPa，使出口压力情况更接近油藏条件。

图3 氮气泡沫堵水剂封堵性实验流程图

实验步骤如下：①水测渗透率；②注入氮气泡沫堵剂；③后续水驱。

封堵率的计算公式：

式中:K为封堵率；K1、K2为注入泡沫堵剂前后多孔介质的渗透率，10-3μm2

从实验结果(表3)可以看出，泡沫体系对岩心的封堵效率达90%以上。

4 现场应用

近两年共进行了3口井的氮气泡沫堵水试验，增油效果明显(表4)，证实了该技术对春光油田提高采收率有较好的作用。

表3 氮气泡沫堵水剂的封堵率

表4 氮气泡沫堵水现场应用效果

5 结论与建议

(1)对系列起泡剂、稳泡剂进行了评价，评选出了综合起泡能力强的泡沫液体系：0.5% GM-81+ 0.2% X-2；评价了泡沫体系的封堵性能，其封堵效率可达90%以上。

(2)针对高矿化度对发泡体系性能影响大的特点，结合春光油田的生产特点，提出以清水配制并在注入泡沫液前注入一定量的稳泡剂溶液进行隔离。

(3)评选出了适宜于春光油田的聚合物凝胶堵水配方体系，成胶时间可调，封堵效率达90%以上。

(4)稳泡剂对泡沫体系的稳定性影响最大，有必要对泡沫剂中的稳泡剂进行进一步的筛选和评价，以便找到在高矿化度条件下发泡能力强的泡沫体系。

[1] 杨成生.氮气泡沫堵水在油田的应用研究[J].新疆化工,2010，(3)：27-31.

[2] 王佩华.泡沫堵水调剖技术综述[J].钻采工艺,2000，23(2):60-61.

[3] 李治龙,钱武鼎.我国油田泡沫流体应用综述[J].石油钻采工艺,1993，15(3):88-94.

[4] 庞占喜,程林松,陈月飞,等.常规稠油底水油藏氮气泡沫控制水锥技术研究[J].石油学报,2007，28(4):99-103.

[5] 刘晖,李翔,徐国瑞,等.海上油田泡沫堵水技术研究与应用[J].海洋石油,2012，32(2):59-63.

编辑：刘洪树

1673-8217(2015)02-0140-03

2014-09-28

曹健，工程师，1982年生，2005年毕业于西南石油大学石油工程专业，现从事计划经营管理工作。

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