CO2泡沫封窜提高采收率实验研究

周 迅

（中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳 457001）

CO2泡沫封窜提高采收率实验研究

周 迅

（中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳 457001）

三维人造岩心可模拟油藏非均质性，如韵律性、渗透率极差、大孔道等，可以较为真实地模拟地层情况。泡沫是一种有效的封窜手段，通过不同注入时机下CO2泡沫封窜提高采收率室内模拟实验，得出了以下结论：气交替见效最快，泡沫驱提高采收率能力最强，但泡沫用量最大，在现场开发过程中针对气窜，前期选用CO2/水交替注入方式延缓气体窜逸，气窜后选用泡沫封窜。

非均质；CO2泡沫；封窜；采收率

Abstract：Three-dimensional artificial core can simulate reservoir heterogeneity，such as rhythm，poor permeability，large pore，etc.，can be more realistic simulation of the formation situation.Foam is an effective means of sealing，through the different injection time CO2foam sealing to improve the efficiency of indoor simulation experiments，the following conclusions：the most effective gas replacement，foam flooding enhanced recovery capacity of the strongest，but The largest amount of foam，in the field development process for gas channeling，pre-selection of CO2/water alternate way to delay the gas channeling，gas channeling after the use of foam sealing channeling.

Key words：heterogeneity；CO2foam；sealing channeling；oil recovery

CO2驱具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显著等优点，注CO2提高采收率方法是目前国内外对难采石油储量开发行之有效的方法之一[1]。CO2驱也面临诸如窜逸和较小的波及系数，水气交替注入而导致注入能力降低等问题。泡沫控制气窜是目前国内外较为热门的研究课题之一。CO2泡沫封窜技术已在国外多个油藏成功实施，是国外控制气窜的主要手段之一。但是对何时注入泡沫以及注入多少量没有系统研究，因此有必要开展相关实验进行初步判断对比。

1 实验方法

1.1 实验材料

模拟油：濮城沙一下油藏地面脱气原油与套管气按气油比配制；配制地层水主要由NaCl、MgCl2组成，其中Ca2+含量4 000 mg/L，Mg2+含量1 000mg/L；泡沫剂为现场用濮城沙一下CO2泡沫封窜体系。

1.2 实验流程及方法

采用三维人造岩心进行驱替实验。具体实验方法为：

（1）饱和原油，对H4-1、H4-2、H4-3岩心分别饱和沙一油藏脱水原油，压力20MPa、温度82℃；

（2）饱和油结束后，以0.3mL/min的注入速度，水驱至含水率100%；

（3）水驱后，H4-1岩心先进行气水交替注入，再注入CO2泡沫，再水驱，注入速度为0.15mL/min；

（4）H4-2岩心采用CO2泡沫注入，注入速度为0.15mL/min，先注0.5%发泡液，后注CO2气体，交替注入5个段塞，泡沫驱替结束后，继续水驱；

（5）H4-3岩心先进行CO2气体注入，再注入CO2泡沫，继续水驱，注入速度控制为0.15mL/min。确保每种驱替方式驱替至含水率100%再进行下一种驱替方式。

2 结果与讨论

2.1 水驱+CO2/水交替+CO2泡沫驱+水驱

水驱阶段对采收率贡献最大，达到55.87%。在水气交替注入阶段，采出液中含水率先降低后增加，当注入量为2.5PV时含水率降至最低34%，当注入量超过2.5PV时，含水率逐渐上升至100%；水气交替阶段能在原来水驱基础上提高采收率25.50%。在泡沫驱阶段，含水率的变化呈现出与水气交替注入阶段相似的规律，但泡沫驱阶段含水率最低只能降至68%；泡沫驱阶段能够在水气交替驱基础上提高采收率11.88%，提高采收率幅度明显。在后续水驱阶段，含水率基本保持在100%不变，提高采收率幅度也基本保持不变。

2.2 水驱+CO2驱+CO2泡沫驱+水驱

随着水的不断注入，原油采收率和采出液中的含水率逐渐升高，水驱阶段原油采收率可达57.81%；在纯CO2驱阶段，随着CO2的不断注入，采出液中含水率呈现出先下降后上升的趋势，当注入CO2达1.28PV时，采出液含水率降至最低，约为58%；纯CO2驱阶段能提高采收率20.32%；在泡沫驱阶段，采出液中含水率的变化规律呈现出与纯CO2驱阶段相似的规律，但在此阶段含水率最低只能降至73%；泡沫驱驱阶段能在原来气驱的基础上提高采收率11.28%；后续水驱阶段含水率保持在95%左右，没有出现明显的降低或上升趋势；后续水驱阶段的采收率只有3.52%。

2.3 水驱+CO2泡沫驱+水驱

在水驱阶段，当水驱至采出液中含水率为100%时，原油的采收率能达53.92%；在泡沫驱阶段，采出液中含水率的变化规律与上述①②中的规律一致，当泡沫注入量为1.5PV时，采出液的含水率最低，为57%；泡沫驱能提高原油采收率39.64%；在后续水驱阶段，注水初期采出液中含水率稍有下降，随即迅速上升至100%；后续水驱只有4.18%的原油采收率。总的来看，在水驱—泡沫驱—后续水驱方式下，原油的最终采收率能达97.74%。

2.4 不同注入方式采收率情况对比

图1 不同驱替方式下注入量和提高采收率对应情况

上述实施的3种驱替模式中，水驱阶段水驱效率差异不大，采取CO2驱后泡沫驱、气水交替后泡沫驱、直接泡沫驱三种驱替方式，结果表明：水气交替见效最快，泡沫驱提高采收率能力最强，但泡沫用量最大；综合考虑开发前期选用CO2/水交替注入方式，气窜后选用泡沫封窜。

3 结束语

1）三维人造岩心可模拟油藏非均质性，可以根据油藏情况设计不同渗透率极差、孔隙度、泥质含量等，可以较为真实的模拟地层情况；

2）不同时机注CO2泡沫封窜实验表明，单纯注泡沫效果最好，但是成本最高，开发前期选用CO2/水交替注入方式，气窜后选用泡沫封窜是较为经济有效的提高波及体积和采收率的方式。

[1] 曹学良，郭平，杨学峰，等.低渗透油藏注气提高采收率前景分析[J].天然气工业，2006，26（3）：100-102.

Experimental Study on Enhanced Oil Recovery by CO2Foam Sealing

Zhou Xun

TE357.4

A

1003–6490（2017）09–0145–02

2017–06–28

周迅（1988—），男，湖北安陆人，工程师，主要从事调剖堵水、气驱提高采收率工作。