稠油热采井氮气泡沫抑制边水技术研究

宋远飞孙鹏勃（.长城钻探工程有限公司工程技术研究院， 辽宁 盘锦 400；.辽河油田沈阳采油厂， 400）

稠油热采井氮气泡沫抑制边水技术研究

宋远飞1孙鹏勃2（1.长城钻探工程有限公司工程技术研究院， 辽宁 盘锦 124010；2.辽河油田沈阳采油厂， 124010）

由于中原油田对于稠油开采过程中对于热力开采使用过度，因此在后期过程中的气窜现象等对油田的汽油比造成了极大的影响，并且水窜现象导致了含水量过高，因此急需开展稠油热采井氮气泡沫抑制边水技术研究。为此进行了专项实验，对发泡剂的效果、将其加入的时间点和边水能量大小在抑制边水的作用上的大小进行分析实验。并依据实验得到实验结论，对发泡剂的浓度、阻力因子、注氮气泡沫时间和原油采出程度各项因素进行详细的分析，得出详尽的结果。

发泡剂；稠油热采；边水上窜；氮气泡沫；边水抑制

众所周知，蒸汽吞吐作为一种先进的采油方式，在稠油热采井的开采中扮演着重要的角色，但是在随着这种开采方式持续作用，生产周期的不断增加，副作用不断的显现了出来，不断下降的汽油比、边水的侵犯和传统蒸汽吞吐的效果不断的降低。而针对这些问题，不断的研究表明，在进行蒸汽吞吐的同时，在其中加入一定比例的高温泡沫可以显著提高蒸汽的波及范围以及驱替效率。

1 稠油热采井氮气泡沫抑制边水原理分析

要想很好的抑制边水，经研究表明，通过注入一定量的发泡剂和氮气混合，使得气体以及边水上窜的通道中被发泡剂和氮气混合产生的泡沫给填充，尤其其泡沫具有极高的强度，这就使得流体流动的阻力增大，使得通道以及大的空洞被封堵，使得蒸汽转而渗透到其他的低渗层等为驱替带，使得波及的面积得到大大的提高，极大的促进了原油开采的效果。并且由于发泡剂还具有一些特质十分的相似于表面活性剂，这就使得发泡剂还对于岩石湿润性有着极大的改善，使得驱油的效率大大提升。

2 发泡剂效果研究

（1）静态性能分析 在对发泡剂进行静态效果的分析中，泡沫高度以及泡沫半衰期是其中最主要的两个点。发泡剂的起泡程度由泡沫高度决定；而泡沫体积缩减，缩减至原来的一半体积的所用时间，被叫做泡沫半衰期。这两项决定了泡沫的稳定性。

图1选用的是烷基苯磺酸盐类耐高温发泡剂，这种发泡剂的性能良好，上图实验中是通过倾倒法对不同浓度的发泡剂进行测试，来得知其起泡性能和稳定性。由图可知，无论是泡沫半衰期还是泡沫高度在发泡剂浓度不断增大的情况下都是先增大后减小，中间有着短暂的平稳期，因此0.4% ～ 0.6%是发泡剂的最佳浓度范围。

图1

（2）动态性能分析 在对发泡剂进行性能分析的时候，阻力因子是其中的主要参数，阻力因子通俗点说，就是工作压差与实际压差的比，这个比值代表着发泡剂产生泡沫实际的封堵效应的大小。

当温度升高时，泡沫阻力因子会降低，可以看出，发泡剂具有良好的高温封堵性能，在200度的高温的时候，阻力因子达到了45，因此封堵性能在高温中表现良好。

3 抑制边水中氮气泡沫的运用效果

（1）实验器材及过程 实验器材：耐高温填砂管、保证恒温的容器、平流泵、中间容器、回压阀、压力测试表、蒸汽发生装置、氮气瓶。

通过利用石英砂人工填出符合实验要求的岩样，并进行抽取真空，饱和油，严格控制蒸汽发生装置的流量，在模拟地层温度的同时保持恒温箱温度恒定位在50这个度数，控制蒸汽温度在250摄氏度，在将蒸汽注入模型后计算模型两端的流量和压差，测试设备为平流泵和压力测试表。关闭注入后，进行封闭，五分钟后进行生产，并对产油量和产水量进行测量和计算，得出原油采出率以及含水率，并在边水上窜或者含水过高时进行氮气泡沫的注入，并重复进行蒸汽吞吐和原油采出，重复此过程。当周期综合含水达98%时方可停止。

（2）实验结果分析 我们可以明显的看出来产油率与生产周期成反比，在生产周期增加时，产油率减少，当生产周期达到第四周期是，开始进行氮气泡沫的注入，产油率产生明显的反弹，不断提升的产油率最终随着余油饱和度的下降而逐渐下降。

我们可以清楚的看出原油采出率与生产周期成正比，随着生产周期的不断增大，增长幅度逐渐减小，在含水率较低的时候，注入氮气泡沫之后，采出程度得到大幅增加。

产油率在边水能量较高的时候，产油率保持在较高的高度，随着氮气泡沫的注入后，尽管边水能量高度偏低，但是产油率仍旧得到一定的拉升，最后随着生产周期的不断增加，使得余油饱和度的不断降低，使得产油率不断的降低。

4 结语

综上所述，我们可以从实验中得出结论，发泡剂的浓度最佳的范围不是越大越好，经过实验证明，0.4% ～ 0.6%是最佳的发泡剂的浓度范围，而阻力因子与温度成反比，温度越高，阻力因子越小，在高温的情况下，例如在二百度的高温时候，发泡剂阻力因子能够达到十分理想的45以上的数值；在边水水窜的情况下，原油采出程度与注氮气泡沫的时间成反比，注入氮气泡沫的时间越早，原油采出率越高，并且在边水能量较强的情况下，也很难对氮气泡沫的封堵作用产生影响。

［1］彭通曙，郑爱萍，刘洪恩，赵刚，侯菊花.新疆浅层稠油油藏氮气辅助蒸汽吞吐提高采收率研究与应用［J］.新疆石油天然气，2009，（03）.

［2］毕长会，赵清，王书林，袁秀丽.稠油热采井氮气泡沫调剖技术研究与应用［J］.石油地质与工程，2008，（06）.