稠油油藏用泡沫驱油剂性能的评价方法

祝东明 秦玉斌 姜力华(山东新港化工有限公司，山东 东营 257000)

0 引言

稠油也叫重油，是沥青质和胶质含量较高、黏度较大的原油。稠油的黏度有的高达每秒几百万毫帕，流动性差、黏稠度大，给开采造成了很难困难。因此对稠油的开采仍是不断的研究课题，泡沫驱是近年提高采收率研究的重点，研究及现场应用表明泡沫具有高的波及效率、驱替效率，是提高稠油油藏采收率的有效方法。目前，国内外针对于稠油泡沫驱油技术方面进行了深入研究，针对这两种油藏笔者研制筛选出一种驱油泡沫体系，由聚氧乙烯醚羧酸和盐糖苷类聚合物复配而成，能够有效的降低稠油黏度，提高稠油油藏采收率[1-7]。

1 实验部分

1.1 实验用品

(1)实验原料。实验原料如表1 所示。

表1 实验原料表

(2)实验仪器。电子天平：测量范围0～220g，精度0.01g；岩心渗透率测试仪：驱替压力：40MPa，压力测试精度：0.1%F-S；改进罗氏米尔泡沫测定仪；烘箱：室温300℃，误差±2℃；高温老化罐：50mL；恒温震荡水浴器：室温100℃，温度误差±0.1℃，震荡频率：0Hz-300Hz；玻璃管：Ф15mm×500mm。

1.2 性能评价

(1)泡沫体积及半衰期的测定。称取泡沫驱油剂约3g(精确至0.01g)，用区块地层水配置成1000mL 0.4%的水溶液，将水溶液放入50℃的恒温水浴中陈化20min。将泡沫仪温度调制50℃，将溶液沿内壁倒入夹套量筒至50mL 标线，不使在表面形成泡沫，用500mL 的量筒量取500mL 的溶液倒入分液漏斗中，缓慢进行操作，以免生成泡沫，然后打开分液漏斗开关，使溶液不断流下，待溶液滴完后记录泡沫体积，然后每30s 记录一次泡沫体积，然后泡沫体积减到初始体积的一半时所对应的时间即为泡沫半衰期。重复以上试验两到三次，每次试验前用试液冲洗管壁。

(2)阻力因子及残存阻力因子的测定。将粒度为0.3～0.6mm的石英砂装入填砂管，填砂管接入流程，控制回压，用柱塞泵以一定的流速向砂管内注水，测定基础压差，以相同的流速注入泡沫溶液，测定封堵压差，封堵压差与水驱基础压差之比为阻力因子。注入泡沫后，再以相同的流速注水，注水1PV 后的水驱压差与水驱基础压差之比为残存阻力因子。水驱压差测定结束后，控制柱塞泵排量为0.2mL，关闭模拟盐水高压容器阀门，打开盛有原油的高压容器阀门，将柱塞泵排除液体注入盛有原油的活塞容器，将原油驱至模型，直到模型出口不再出水为止。控制柱塞泵排量为0.6mL/min，关闭原油高压容器阀门，打开盛有模拟盐水的高压容器阀门，将柱塞泵排除液体注入盛有模拟盐水的活塞容器，将模拟驱至模型，直到模型出口不再出水为止。将泡沫驱油剂溶液通过六同阀驱至模型；打开氮气瓶阀门，调节调压阀。控制氮气压力稍高于流程体系压力；控制气体质量流量计s氮气流量为30mL/min，氮气与泡沫驱油剂溶液在流通阀混合形成泡沫，随着泡沫的注入，体系压力不断增大，根据体系压力及时调节气体流量，使气液比维持在1:2 不变，连续注入泡沫直到压差稳定，即为泡沫驱压差ΔPC。残存阻力因子按式(1)计算：

式中：RC为残存阻力因子；ΔPC为残余条件下泡沫驱压差(MPa)；ΔPw为水驱压差(MPa)。

(3)抗吸附性测定。将粒径范围在0.3～0.6mm 的石英砂用蒸馏水清洗干净并在105℃下烘干，在500mL 的胶塞小口瓶中放入100g 上述石英砂，精确到0.01g，加入300g1.2.1 中配置的驱油剂溶液，精确值0.01g，使固液比为1:3，盖紧塞子，用手摇匀，竖放于恒温水浴郑党奇中，震荡频率快为每分钟120 次，在70℃下往复震荡24h。取出样品，静置2h 后，驱上层清液用罗氏米尔泡沫测定仪测定泡沫体积及泡沫半衰期。

(4)耐油性测定。用1 份原油和2 份煤油配制成油溶液，在罗氏米尔泡沫测定仪的刻度量管中注入45mL1.2.1 所配的溶液，再注入5mL 原油在上部，然后用泡沫仪的滴液管吸入500mL 1.2.1的所配溶液，用罗氏米尔泡沫测定仪测定溶液的泡沫体积和泡沫半衰期。

(5)耐温性。将1.2.1 所配的溶液装入高温老化罐中在250℃条件下恒温72h，取出降至室温，然后用1.2.1 的方法测试泡沫体积及半衰期。

2 实验结果及分析

2.1 泡沫体积及半衰期

在驱油剂浓度为0.4%的条件下，做三组平行实验，驱油剂的发泡体积随时间的变化关系，测试结果如图1所示。

图1 泡沫体积随时间变化关系

由图1可知，该泡沫驱油体系的起泡体积随时间逐渐递减，发泡体积能达到600mL，半衰期能稳定在180s 左右，并且重复误差在±20mL 和±5s 左右，均能满足稠油油藏驱油用泡沫剂技术指标。

2.2 阻力因子及残损阻力因子

在驱油剂浓度为0.4%的浓度下，做三组平行实验，实验结果如表2 所示。

表2 阻力因及残存阻力因子测量值

阻力因子和残存阻力因子是泡沫驱油剂的一向重要技术指标，其值大小是对泡沫封堵能力的直接体现，实验结果表明，该驱油体系的阻力因子及残存阻力因子均能满足稠油油藏驱油用泡沫剂技术指标，并且误差在±1.2%左右，重复性较好。

2.3 耐温性能

在驱油剂浓度为0.4%，250℃的条件下恒温72h，取出降至室温做三组平行实验，驱油剂的发泡体积随时间的变化关系，测试结果见图2。

图2 耐温后泡沫体积随时间变化关系

耐温性能是考察泡沫驱油剂在地层温度下稳定性的重要指标，耐温性能如果不符合要求则无法发挥泡沫的驱油效率，由图可知，耐温后的泡沫发泡体积能达到450mL 左右，半衰期均大于120s，实验结果表明，该驱油体系耐温性能均能满足稠油油藏驱油用泡沫剂技术指标，并且误差在±1.1%左右，重复性较好。

2.4 抗吸附性

在泡沫驱油剂浓度为0.4%，温度为70℃的条件下，震荡24h后取出，做三组平行实验，驱油剂的发泡体积随时间的变化关系，测试结果如图3 所示。

吸附性能是表明该泡沫驱油剂分子在岩石空隙介质之间的相互作用，造成表面活性剂浓度下降，影响驱油体系的效能，由图可知，吸附后的泡沫发泡体积能达到430mL 左右，半衰期能稳定在110s 以上，实验结果表明，该驱油体系耐温性能均能满足稠油油藏驱油用泡沫剂技术指标，并且误差在±1.2%左右，重复性较好。

图3 吸附后后泡沫体积随时间变化关系

2.5 耐油性(油敏试验)

在泡沫驱油剂浓度为0.4%的条件下，做三组平行实验，驱油剂的发泡体积随时间的变化关系，测试结果如图4 所示。

图4 耐油后泡沫体积随时间变化关系

泡沫驱油剂的耐油性决定了泡沫的岩石孔隙封堵性能，是影响原油开采量的关键，由图可知，耐油后的泡沫发泡体积能达到190mL 左右，半衰期能稳定在90s 以上，实验结果表明，该驱油体系耐油性能均能满足稠油油藏驱油用泡沫剂技术指标，并且误差在±1.3%左右，重复性较好。

3 结语

该泡沫驱油体系针对超稠油(黏度大于50000mPa·s)表现出优异的泡沫性能及半衰期，在关键指标如阻力因子及残存阻力因子，吸附性能，耐温性能，耐油性能等均能满足稠油油藏驱油用泡沫的技术要求。