稀油油藏氮气泡沫抑制边水技术研究

胡　鹏，彭航兵，田红燕，涂　漫，闫保梅，董兴文，张隆国（．河南油田分公司第一采油厂，河南桐柏474780；．西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都60500）

稀油油藏氮气泡沫抑制边水技术研究

胡鹏1，彭航兵1，田红燕1，涂漫1，闫保梅1，董兴文1，张隆国2
（1．河南油田分公司第一采油厂，河南桐柏474780；2．西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都610500）①

河南油田张店白秋区、下二门Ⅰ断块等稀油藏因边水推进造成含水迅速上升、产量下降快。开展了稀油藏氮气泡沫抑制边水技术研究，包括起泡剂筛选与评价，稳泡剂筛选与评价，氮气泡沫油藏适应性研究，施工工艺参数优化研究。形成了稀油藏氮气泡沫抑制边水工艺技术，在减缓边水浸入的同时实现了油井降水增油的目的。

稀油油藏；氮气泡沫；边水；起泡剂

河南油田第一采油厂张店白秋小断块油藏、下二门Ⅰ断块等多个区块受边水影响严重，具体表现为初期产量高（日产油＞10 t）、采出程度低（＜30%）、边水浸入后含水率迅速升高至80%以上。通过控制生产压差方式减缓边水推进的效果不理想，含水上升速度依然过快。氮气泡沫具有“堵大不堵小”和“堵水不堵油”的选择性堵水作用，可有效封堵高渗透层和出水通道，为此，开展了稀油藏氮气泡沫抑制边水技术研究，旨在减缓边水浸入，改善油藏开发效果［1］。

1　氮气泡沫抑制边水机理

1） 泡沫对高渗透条带的选择性封堵。高渗透带阻力小，氮气泡沫会优先进入，占据孔隙的大部分空间，气泡通过孔喉时会有“贾敏效应”，产生较大的阻力，从而降低液相的流动能力。

2） 泡沫对高含水层的选择性封堵。泡沫在含油饱和度大于15%～20%的介质中不能产生稳定的泡沫，在含油饱和度低，即含水饱和度高的地方，形成稳定的泡沫，产生有效的封堵［2］。

3） 泡沫中的气组分在气泡破裂后产生重力分异。氮气进入微构造高部位形成次生小气顶，驱替顶部原油向下移动。

4） 氮气增能助排作用。氮气不溶于水，较少溶于油，具有良好的膨胀性，增加弹性驱动能量，能保持地层压力，有利于减缓边水推进［3］。

2　氮气泡沫体系配方确定

2．1 起泡剂筛选与评价

用Waring Blender法评价了TFP-1，TFP-2，FYQ-1三种起泡剂的起泡性能。图1为起泡剂质量分数对起泡体积的影响曲线，从图1可以看出：起泡体积随着起泡剂质量分数变化趋势是先增大，后趋于平缓，而后减少，起泡剂的最佳质量分数是0．4%～0．6%，其中TFP-1起泡体积最大，FYQ-1起泡体积最小。图2为起泡剂质量分数对泡沫半衰期的影响曲线，从图2可以看出：泡沫半衰期随着起泡剂质量分数变化趋势是先增大，后趋于平缓，而后减少，半衰期最高可达200min，其中TFP-1泡沫半衰期最长，FYQ-1泡沫半衰期最短。图3为起泡剂质量分数对泡沫综合值的影响曲线，TFP-1的起泡性能最好，起泡剂质量分数为0．5%的时，泡沫综合值达到最大，因此，选用TFP-1型起泡剂。

图1　起泡剂质量分数对起泡体积的影响

图2　起泡剂质量分数对泡沫半衰期的影响

图3　起泡剂质量分数对泡沫综合值的影响

2．2 稳泡剂筛选与评价

为了保证泡沫具有较好的稳定性，需在泡沫体系中加入稳泡剂，聚合物是目前最常用的稳泡剂［4］，因此，在TFP-1起泡剂质量分数为0．5%和油藏温度、矿化度条件下，采用Waring Blender对1630、正力Ⅱ型、梳形和LF-1 4种聚合物的稳泡性能进行了评价。

图4为聚合物对起泡体积的影响曲线。由图4可以看出：不同类型泡沫的起泡体积随着聚合物质量分数的增大而减小，说明聚合物对起泡剂的起泡体积有不利影响。图5为聚合物对泡沫半衰期的影响曲线。由图5可以看出：泡沫的半衰期随着聚合物质量分数的增大有显著增大，说明聚合物溶液有较好的稳泡作用，其中1630型聚合物对泡沫半衰期延长期最大。图6为聚合物对泡沫综合值的影响曲线。由图6可以看出：1630型聚合物对泡沫综合值提升最大，稳泡性能最佳，聚合物质量分数0．1%～0．3%时泡沫综合值提升最好，故选用1630型聚合物作为稳泡剂，质量分数为0．1%～0．3%。最终确定氮气泡沫体系配方为0．5%TFP-1型起泡剂＋（0．1%～0．3%）1630型聚合物＋氮气。

图4　聚合物对起泡体积的影响

图5　聚合物对泡沫半衰期的影响

图6　聚合物对泡沫综合值的影响

3　施工工艺参数优化

3．1 气液比的优化

不同的气液比条件下，生成的泡沫存在一定的区别。试验采用不同气液比向填砂岩心中注入泡沫（0．3%聚合物＋0．5%起泡剂＋N2同时注入），通过阻力因子评价不同气液比对泡沫封堵性能的影响。如图7。

图7　气液比对泡沫阻力因子的影响

由图7可以看出，泡沫阻力因子随着气液比先增大后减小，气液比为1．5∶1时，阻力因子最大。当气液比较高时，产生的气泡较大，泡沫不稳定；当气液比较低时，形成气泡体积小，通过地层孔隙时阻力小，气液比过大或过小都会影响泡沫的封堵性能，因此，存在一个最佳气液比，当气液比为1．5∶1时，形成的泡沫稳定性强，对地层封堵效果好，因此现场应用时气液比选为（1～2）∶1。

3．2 起泡剂质量分数的优化

利用填砂管驱替试验对不同质量分数的TFP-1型起泡剂的泡沫封堵性能进行了评价，气液比为1．5∶1。由图8可以看出，起泡剂质量分数为0．5%时，阻力因子已达到最大值，再增加起泡剂质量分数阻力因子贡献不大，出于经济性考虑，现场应用时起泡剂质量分数选为0．5%。

图8　起泡剂质量分数对泡沫阻力因子的影响

4　现场应用及效果分析

现场应用氮气泡沫抑制边水措施5井次，阶段增油1053．9t，降水5697m3，其中4口井持续有效，氮气泡沫抑制边水措施降水增油效果显著。

表1　氮气泡沫抑边水措施效果统计

5　结论

1） 通过试验优选出起泡剂TFP-1和稳泡剂1630型聚合物，其最佳使用质量分数分别为0．5% 和0．1%～0．3%，确定氮气泡沫体系配方为0．5%TFP-1＋（0．1%～0．3%）1630型聚合物＋氮气。

2） 聚合物对起泡剂的起泡体积有不利影响，但对泡沫的半衰期有着较大的增益作用，泡沫综合值显著提高。

3） 矿场试验发现，氮气泡沫抑制边水措施后油井日产液、动液面明显下降，说明氮气泡沫对边水型稀油藏有较好堵水效果。

［1］ 翟永明．乐安稠油油藏水平井堵水调剖技术研究应用［J］．石油工程与地质，2008（6）：72-74．

［2］ 周玉衡，喻高明，周勇，等．氮气驱机理及应用［J］．内蒙古石油化工，2007（6）：101-102．

［3］ 廖广志，李立众．常规泡沫驱油技术［M］．北京：石油工业出版社，1999．

［4］ 樊泽霞，李玉英，丁长灿，等．聚合物对泡沫稳定性的影响研究［J］．特种油气藏，2013（6）：102-104．

Research on Thin Oil Reservoir of Nitrogen Foam Inhibiting Edge Water Technology

HU Peng1，PENG Hangbing1，TIAN Hongyan1，TUMan1，YAN Baomei1，DONG Xingwen1，ZHANG Longguo2
（1．The First Oil Production Plant，Henan Oilfield Company，Tongbai 474780，China；2．School of Oil&Natural Gas Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China）

The thin oil reservoir blocks in Henan oilfield，such as Zhangdian Baiqiu and Xia-er-men areas，with the edge water advancing causing the problem of water cut rising rapidly and fast pro-duction decline．Thin oil reservoir of nitrogen foam inhibiting edge water technology research was carried out，including foaming agent selection and evaluation，stable foam agent selection and eval-uation，nitrogen foam reservoir adaptability research，construction process parameters optimization research．The technology of thin oil reservoir of nitrogen foam inhibiting edge water was formed，which can slow down the edge water immersion and achieve the purpose of well water rate drop-ping and oil production increasing at the same time．

the thin reservoir；nitrogen bubble；edge water；foaming agent

TE935

B

10．3969／j．issn．1001-3842．2015．08．022

1001－3482（2015）08－0090－03

①2015－02－25

胡鹏（1972-），男，湖北郧西人，工程师，2009年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，现从事油田开发工作，Email：151730377＠qq．com。