空气泡沫驱开采技术的特点及应用

邵　堃（沈阳采油厂工艺研究所，辽宁　沈阳　110316）



空气泡沫驱开采技术的特点及应用

邵堃
（沈阳采油厂工艺研究所，辽宁沈阳110316）

摘要：经济的快速发展加大了对于原油的需求，据不完全统计，我国去年进口的原油占据国内原油需求总量的60%以上，巨大的原油需求对我国的原油开采提出了新的挑战。在原油开采的过程中所使用的空气泡沫驱油集合了空气驱油和泡沫驱油两种驱油方式的优点，不论是在原有的开采效率还是在开采成本降低方面都有着不小的优势。空气泡沫驱油具有调剖和驱油的双重功能，同时还有效地改进了空气驱油所具有的气窜的缺点，是一种优秀的原油开采技术。空气泡沫驱油在高渗透油藏中的应用较为广泛并取得了较为良好的应用效果，但是其在潜山透油藏中的应用较少。本文在分析了空气泡沫驱油工作机理的基础上，通过在实验室试验和采油现场进行综合试验对空气泡沫驱油在潜山油藏中的应用进行分析阐述。

关键词：空气泡沫驱油；潜山油藏；增油机理；驱油效率

0. 前言

经济的快速发展以及石油的巨大需求促进了石油勘探开采技术的不断发展，随着我国油藏资源的不断开采，潜山油藏将成为今后石油勘探开采的重点。据不完全统计，在近期勘探的油藏中有接近7成都为潜山油藏。该油藏的渗透率、孔隙度以及含油饱和度方面都较高，水驱开发效果变差。空气泡沫驱油是一种新型的开采技术，其集中了空气驱油和泡沫驱油的特点，开采成本低、开采效率高，能够充分提高潜山油藏的动用程度，通过实验室和注采现场的不断测试，空气泡沫驱油正在逐渐应用于油井的开采过程中。空气泡沫驱油在潜山油藏中的应用较少，其多应用于低渗透的油藏开采中，在做好空气泡沫驱油机理分析和实验室试验的基础上，不断调试，做好空气泡沫驱油技术在潜山油藏中的应用。

1. 在潜山透油藏中应用空气泡沫驱油技术的机理

空气泡沫驱油技术充分结合了泡沫驱油和空气驱油技术的特点，将泡沫驱作为调剖剂，将空气作为驱油剂，使得其在具备了泡沫驱油和空气驱油技术的特点的基础上能够实现低温氧化驱油。空气泡沫驱油的驱油机理示意图如图1所示。

在应用空气泡沫驱油技术时，通过调整吸水剖面，扩大波及体积，可以有效地提高驱油效率，在非均质油藏中，通过应用空气泡沫驱油技术，向油藏中注入泡沫液，泡沫液首先进入到高渗层中，利用泡沫液的贾敏效应，使得其逐渐完成高渗层的封堵，而后不断注入的泡沫液在高压下进入到小孔道中，进入到小孔道中的泡沫液在其中均匀地推进，通过调整注入井的吸水剖面将使得潜山层油井的动用程度大大加强。在注入的泡沫中使用起泡剂可以使得泡沫的表面活性大大加强，从而有效地提高潜山油藏的驱油效率。同时在油井中注入空气来为油藏运动提供能量，注入到油藏中的空气可以补充地层的能量，延长油田的稳产期，提高油藏的开采效率。

2. 空气泡沫驱油技术中空气泡沫驱的注入方式及特点

在应用空气泡沫驱油技术时空气泡沫驱在油井中的注入主要分为3种方式：空气和泡沫交替完成注入、将空气与泡沫同时完成井下注入、空气和泡沫地面起泡注入。其中空气和泡沫交替完成注入方式操作简单，在油田开采中的应用较高。当将空气和泡沫同时注入时，泡沫的起泡效果较高，可以在高渗透层形成较大的封堵压差，提高驱油效率，但是采用此种方式会对注入的管柱造成较大的腐蚀，从而使得油井的注入能力下降。最后一种操作复杂、技术要求较高，因此，在油田开采的过程中应用较少。

3. 空气泡沫驱油技术在潜山油藏开采中应用的可行性分析

通过在实验室中模拟潜山油藏的开采特点，完成其在实验室的模拟。在实验室模拟实验的过程中，通过将人工制成的石英砂胶结岩心接入流程，完成不同渗透率的岩石的模拟，而后将实验模拟箱中的温度调节并恒定在27℃，并抽真空，完成岩石的渗透率、饱和油、水的试验测定并记录，而后以恒定的速率在不同的岩石的渗透率上进行注水，直至出口端含水率得到98%时停止，在试验时采用的是空气、泡沫交替注入的方式完成空气泡沫驱的试验，在试验空气泡沫驱阻力因子与剩余油饱和度的关系时，可以采用上述试验方式，通过调节岩心中的油饱和度，而后测定压力变化值。

通过实验室试验后发现，随着岩心渗透率的增加，空气泡沫驱的驱油效率也随之增加，同时，空气泡沫驱油的原油采收效率与岩心的渗透率增长成正比，这是由于随着岩心的渗透率的增加，泡沫的阻力系数不断增大，泡沫在高渗层所形成的封堵能力在逐渐增强，从而极大地提高了空气泡沫驱油技术的效率，提高原油的采收率。根据实验数据表面，在潜山油藏中应用空气泡沫驱油技术，可以使得潜山油藏的采收率提高幅度达到30%以上，因此，在潜山油藏中应用空气泡沫驱油技术有着极大的经济价值。在空气泡沫驱油过程中不同剩余油饱和度下阻力因子的试验中，根据实验数据表明，阻力因子会随着剩余油饱和度的增加而逐渐降低，尤其是当剩余油饱和度超过30%时，阻力因子将趋于平稳。这一实验数据说明，空气泡沫体系在油藏的剩余油饱和度较高时，泡沫液会受到原油消泡作用的影响，从而使得空气泡沫驱油技术在高渗透油层中的封堵效果大为降低，因此，空气泡沫驱油技术需要应用于剩余油饱和度较低时的条件下，同时试验的数据还表明，在空气泡沫驱油技术的应用过程中，水驱阶段的原油主要来自于高渗层，待到注入空气泡沫后，油层中的高渗层将逐渐被泡沫所封堵，潜山层中的原油将逐渐被空气驱出，这一驱油效率在潜山层能够增长达到4成以上，因此，空气泡沫驱油技术在潜山透油藏中有着良好的应用前景。

图1空气泡沫驱油技术机理示意图

4. 空气泡沫驱油技术在油藏开采中的应用

沈625潜山构造上处于大民屯凹陷静安堡断裂带西侧与前进断裂半背斜构造带北沿交汇处，北西以断层为界与安福屯洼陷相邻，构造面积约20km2。主要目的层为中上元古界碳酸盐岩潜山油藏。油藏分布以浅层潜山油藏为主，同时在油藏中分布有大量的育微裂缝，开采的难度较大。在前期的油藏开采中采用的是超前注水的开采方式，井网呈现矩形反九点井网分布，油藏中所含有的原油属于高凝油，开采难度大且开采效率不高。在对油井采用空气泡沫驱油开采方式后，首选将水，空气、泡沫采用同时注入的方式完成地下起泡，通过对后期油井的生产进行检测并对数据进行分析后发现，采用空气泡沫驱油采油技术后，油井中的含水率逐渐下降并控制在一个较为合理的水平，同时油井的日产油能力也在逐步提升一段时间后保持了稳定，通过对油井的数据记录分析表明，采用了空气泡沫驱油技术后，油井的综合含水率从原先的98%降低至54%，产油量极大地增加，因此，空气泡沫驱油在潜山透油藏中可以发挥出良好的采油效果。

对另一砂岩区块采用空气泡沫驱油技术，此油田区域前期采用水驱的采出程度为21.6%，采出综合含水率较高，使用水驱的采集效果较差，而后对其改用空气泡沫驱油技术，通过先期向井下注入10000m³的氮气，然后采用的是空气、泡沫与水混注。随后对油井进行采收数据的采集与分析表明，通过采用空气泡沫驱油技术，使得油井的含水率下降了6%，产液量下降了2.7%，而原油的采收率提高了1.5倍以上，数据充分的表面采用了空气泡沫驱油技术使得空气泡沫剂有效地完成了高渗层的封堵，提高了波及效率，从而使得空气泡沫驱油技术在潜山油层中得到了良好的应用效果。

结语

随着原油需求地不断加大以及高产油田的日益枯竭，提高潜山油藏的开采效率与开采效果对于提高原油的开采有着十分重要的意义。空气泡沫驱油技术是一种创新型的原油开采技术，通过集合了空气驱和泡沫驱的优点，使得其在原油开采中得到了较为良好的开采效果，本文在分析了空气泡沫驱油开采特点的基础上对空气泡沫驱油技术在潜山油井开采中的应用效果进行了分析介绍。

参考文献

［1］梁于文，熊运斌，高海涛，等.强非均质性油藏空气泡沫调驱先导试验—以胡状油田胡12断块为例［J］.油气地质与采收率，2009，16（5）：69-71.

［2］曹保全，程林松，李春兰，等.特低渗透油藏压裂水平井新型布井方式研究［J］.西南石油大学学报，2013，35（2）：115-120.

［3］于洪敏，任韶然，王杰祥，等.胜利油田注空气提高采收率数据模型研究［J］.石油钻采工艺，2008，30（3）：105-109.

中图分类号：TE357

文献标识码：A