非均质油藏特高含水期氮气泡沫驱技术研究与应用

靳世磊 王长权

《强化泡沫驱提高原油采收率技术》一书概述了泡沫驱技术在国内外研究现状，介绍了泡沫驱提高原油采收率技术的相关机理及渗流特性，综述了强化泡沫驱物理试验及数值模拟研究，重点强调了氮气泡沫驱作用机理及渗流数学模型，结合相关先导性试验实例分析了氮气泡沫驱参数设计及方案选择，并进行了驱采效果预测。本书系统性、理论性较强，具一定实用性，为油气田开发及相关研究人员提供了极好的参考价值。

目前我国发现的油田多为非均质性陆相沉积储层，相比常规油藏，其原油分布不连续且水油流度较高，导致水驱增产技术效果较差，尤其是渗透性较差的油藏及开采中后期含水量极高的老油田，注入压力较高，极难进行继续开采。虽采取水力压裂等措施可相对提高原油采收率，但效果较短暂且需较长见效周期，不利于增加开发效益。注气驱采技术被提出并广泛应用于针对低渗高含水油藏开发，如CO2、空气及氮气等。相比前两者，氮气压缩性和弹性能量较高，密度小且为惰性气体，在油层高部位易形成次生气顶，而小分子氮更易进入油藏基质，达到驱替原油提高采收率效果。但其在驱替过程中易流窜进入渗透率较高的生产井，导致气驱效率下降，产气含氮量较高。泡沫由于高视粘度、堵水不堵油及降低油水界面张力等特性可改善氮氣驱这一缺陷，也就是说氮气泡沫驱综合了氮气驱和泡沫驱二者的驱油和封堵特长，达到高效驱采目的。

氮气泡沫驱技术由于同时具诸多优势被广泛应用于非均质油藏特高含水期驱采，具保压、增加弹性能量、降粘、堵水不堵油、堵大不堵小、降低油水界面张力及优异的封堵调剖能力等特性。①保持地层压力稳定的同时可有效增加储藏弹性能量;②降低原油粘度，氮气在高压条件下溶于原油增加膨胀体积，同时挤排出孔隙内原油，油相相对渗透率增加导致流动性增强;③堵水不堵油，泡沫较高的视粘度使其具遇油消泡、遇水稳定特性，油藏中高油饱和部位泡沫消减，高水饱和部位发泡增粘增加水流的渗流阻力，提高气驱效率;④堵大不堵小，泡沫先于气体窜入占据渗透性较高的大孔隙，增大油藏内有效驱替体积;⑤降低油水界面张力，泡沫本身为一种表面活性剂，可显著降低油水界面张力，改善岩石表面湿润性，增大吸附油流动性;⑥优异的封堵调剖能力，对渗透性较高部位可优先占据降低液相饱和度，高含水部位的选择封堵，即堵水不堵油特性，且封堵后能改变液相流体的转向。泡沫破裂后其中包含的气体逸至储层顶部或较高部位，可有效实现原油驱替。

目前，国内不少高含水油藏已进行了氮气泡沫驱开发技术的先导性试验开发。如辽河油田锦16区块，已进入双高开采阶段，采用氮气泡沫驱进行了10口井试验，累积增产原油达4 000 t;吉林油田英东萨尔油藏属典型非均质特高含水油藏，试验前已无法进行有效驱采，S17-20井组共计11口井进行了3个多月氮气泡沫驱采后，井口产出水量显著下降，产油增加，年增产油达5 00 t，同时地层压力有效提高。大量先导性试验证明非均质性油藏特高含水期氮气泡沫驱技术的可行性及有效性。

上述内容在《强化泡沫驱提高原油采收率技术》一书中进行了详尽分析，诸多油田氮气泡沫驱先导性试验对其他油田的可持续发展具重要指导借鉴价值。在非均质性油藏特高含水期适当采取转驱增产技术是提高原油采收率及经济开发效益的有效手段，也是未来油气田开发有效驱采领域重点研究内容之一。目前国内始终未能形成一套成熟的氮气泡沫驱驱采技术体系，因此，日后应进一步探究氮气泡沫驱技术的相关机理，如泡沫渗流特性、发泡剂发泡特性、驱采效果的控制及评价等。加强不同氮气泡沫驱室内驱油性能评价，优化适用于不同类型油藏的氮气泡沫驱体系配比、注气速度及注气体积等注采参数，结合物联网建立有效数据库，为未来非均质油藏高含水期规模性驱采提供有效技术储备。