氮气泡沫驱体系的筛选与注入性能评价
氮气泡沫驱体系的筛选与注入性能评价
针对火山岩裂缝性油藏的特点，使用Waring Blender法评价了几种氮气泡沫体系起泡剂的起泡性能，优选出HZ-1是最适合该类型油藏的氮气泡沫起泡剂：该起泡剂的的耐盐性较好，在高矿化度下任可保持较高的起泡体积与较长的半析水期，最佳浓度为0.8%，最优气液比为2：1。
驱油实验表明，现场应用选择注入量为0.6PV时效果最优。
标签：氮气泡沫体系；注入性能；驱油实验
引言
氮气泡沫是近些年来应用较广泛的一种三次采油新技术。
氮气泡沫具有很高的视粘度，具有“堵大不堵小，堵水不堵油”的特性，可以有选择地封堵高渗层，大量注入的氮气还可以保持地层压力，减缓底水锥进，降低油井含水率。
HST 油田是大型块状火山岩裂缝型油藏，储层具有裂缝性与孔隙性双重特征，非均质性强，受到储层裂缝发育与边底水影响。
该油田2005年注水开发，注水波及情况不均。
注水突破后形成无效注水通道循环，而常规堵水措施由于受高温高井深的影响，一直未取得实质性突破，开发这类油藏成为世界级技术难题。
作者针对火山岩裂缝性油藏的非均质性，研究了浓度、温度、矿化度等因素对起泡剂性能的影响，优选出一种适合该类型油藏的氮气泡沫体系，优化注入参数，评价体系驱油能力，为现场应用提供依据[1-4]。
1 实验部分
1.1 实验试剂
起泡剂五种：PCS、HZ-1、ABS、PZ-2、DF-1。
HST油田地层采出水、去离子水、稳定剂：分子量为2000万的聚丙烯酰胺（北京恒聚）。
1.2 实验仪器
Waring Blender搅拌器；电磁搅拌器；电子天平；秒表；恒温干燥箱。
1.3 实验方法
使用Waring Blender法评价氮气泡沫的性能，筛选出合适的体系。
将起泡剂用地层水配制成相同浓度的溶液100mL，设定搅拌器转速6000r/min，搅拌2min 后读取泡沫体积，随后记录泡沫液中析出50mL液体所需的时间。
改变起泡剂的浓度可以考察浓度对起泡性能的影响；改变溶剂的矿化度可以评价起泡剂的耐盐性；改变实验温度可以评价温度对起泡剂性能的影响，使用填充砂管实验研究起泡剂浓度、注入量与气液比对注入性能的影响。
2 发泡体系筛选
2.1 起泡性及稳定性
泡沫是指由液体薄膜活固体薄膜隔离开的气泡聚集体。
在泡沫体系中，液体和气体的界面起着重要作用。
根据吉布斯吸附公式，液体中的溶质（起泡剂）吸附在气-液界面上。
一种好的起泡剂，必须是既可以降低体系的表面张力，有利于生成泡沫，即具有较强的起泡能力，同时生成的界面膜又具有一定的强度，也就是使泡沫具有稳定性[5]。
使用Waring Blender法评价五种起泡剂的起泡体积和半析水期，结果如下。
表1 注氮气前后界面张力变化
从结果可以看出，HZ-1起泡能力最强，而PCS起泡能力最弱；DF-1稳泡能力最强，PCS最弱；综合来看，HZ-1具有最强的起泡能力的同时具有较好的稳泡能力。
2.2 浓度的影响
起泡剂的浓度是影响起泡剂性能与泡沫稳定性的重要因素。
合适的起泡剂浓度不仅可以提高起泡体积、延长泡沫的半析水期，还可以提高现场应用的经济性，在其他条件不变的情况下，仅改变起泡剂的浓度测量其起泡体积与半析水期。
实验结果是，随着浓度升高，起泡体积逐渐增大，在浓度达到0.8%左右时，起泡体积的增大趋势放缓；随着浓度升高，半析水期有先增加后降低的趋势，在浓度0.8%-1%时达到最大值。
五种起泡剂起泡性与稳定性随浓度的变化趋势基本一致，其中HZ-1起泡能力好而DF-1稳泡能力较强，这也验证了前述实验结论。
综合来看，起泡剂应浓度选择0.8%。
2.3 耐盐性
地层中的二价金属离子，如Ca2+、Mg2+等对表面活性剂有一定的影响。
为研究地层水的矿化度对泡沫体系的影响，在HST油田地层水矿化度的基础上配制了不同矿化度的模拟水，在其他条件不变的情况下分布测定了起泡体积与半析水期。
实验结果是，随着模拟水矿化度的升高，泡沫体系起泡体积与半析水期均显著降低，对半析水期的影响要大于对起泡体积，尤其是在高矿化度的情况下PCS与ABS两种起泡剂的半析水期均在2min以下，泡沫稳定性很差。
HZ-1的耐盐性则相对较好，在高矿化度下任可保持较高的起泡体积与较长的半析水期。
3 优化注入参数
3.1 起泡剂浓度对注入压力的影响
填充砂管饱和水样后注入不同浓度起泡剂浓度的氮气泡沫，监测注入压力的
变化情况。
随着泡沫体系的注入，注入压力逐渐增高，在到达注入峰值后缓慢下降并最终稳定；体系中加入起泡剂可大幅提高注入压力，随着起泡剂浓度增大，注入压力峰值与最终注入压力逐渐增大，考虑到经济性与地层岩石的吸附性，选择起泡剂0.8%可以达到最佳的效果。
3.2 气液比对注入压力的影响
填充砂管饱和水样后注入不同气液比氮气泡沫，监测注入压力的变化情况。
分析实验结果可知，随着泡沫体系中气相的比重增加，注入压力峰值与最终注入压力先升高后降低，在气液比为2：1时达到最高，因此最佳气液比为2：1。
3.3 注入量对采收率的影响
将2号填充砂管与3号填充砂并联，模拟地层的非均质情况。
饱和油样后置于120℃恒温箱，泡沫体系起泡剂浓度0.8%，气液比2：1，先注入不同气PV 数的氮气泡沫，而后转注热水，直至最终含水率达到98%，计算不同注入时期的采收率。
分析实验结果可知，随着泡沫注入量的增加采收率逐渐提高，最高采收率达到63%。
氮气泡沫优先进入到高渗的砂管，起到一定的封堵作用，而注入量越高则封堵作用越好，最终采收率越高。
考虑到经济因素，注入量为0.6PV效果最优。
4 结论与认识
（1）使用Waring Blender筛选出的适合HST油田的起泡剂是HZ-1，该起泡剂的的耐盐性较好，在高矿化度下任可保持较高的起泡体积与较长的半析水期，最佳浓度为0.8%。
（2）填充砂管实验表明，随着泡沫体系中气相的比重增加，注入压力峰值与最终注入压力先升高后降低，在气液比为2：1时达到最高，现场应用选择的最优气液比为2：1。
（3）随着泡沫注入量的增加采收率逐渐提高。
氮气泡沫优先进入到高渗的砂管，起到一定的封堵作用，而注入量越高则封堵作用越好，最终采收率越高。
注入量为0.6PV和0.8PV的最终采收率基本一致，考虑到经济因素，现场应用选择注入量为0.6PV时效果最优。
参考文献
[1]贾学高.粘度高稠油开采方法的现状与研究进展[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报），2008，30（2）：529-537.
[2]吴国庆，黄立信，陈善锋.稠油化学吞吐技术研究[J].西安石油学院学报：自然科学版，2000，15（2）：29-32.
[3]陈荣灿，霍进，郭新和.稠油注蒸汽加氮气吞吐实验研究[J].特种油气藏，1999，6（3）：62-67.
[4]刘文章.稠油注蒸汽热采工程[M].北京：石油工业出版社，1997.
[5]李睿姗，何建华，唐银明，等.稠油油藏氮气辅助蒸汽增产机理试验研究[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报），2006，28（1）：72-75.。
聚驱后氮气泡沫驱油效果的配伍性评价
泡沫体系的特征就是泡沫的流度控制作用 ，其主要表现是降低注 入流体的流度 ，改善不利的流度比 ，降低流体的相对 渗透 率，延缓 注 入流体的突破时问 ，封堵高渗层的大孔道 。改变 液流的方 向。非均质 油藏的性质如温度 、压力 、矿化度 等因素与泡沫 体系的配伍性 评价是 该类油藏实施泡沫驱的重要评价指标 ， 文利用非均质填 砂管模型 。 本 研究了各凶素对聚驱后泡沫体系驱油效果的影响
石 油 地 质
由职 煞 ２ １ ７ １８ ０ 年第 期
聚 驱 后 氮 气 泡 沫 驱 油 效 果 的 配 伍 性 评 价
郑 力 军 杨 棠 英 张 涛
（ 中石 油 长 庆 油 出 分 公 副 油 气 工 艺研 究 院 低 渗 透 油 气 Ｋ勘 探 开 发 国 家 工 程 实 验 室 ） Ｉ
懈 阜 ｌ ㈨
１
Ｉ
高净 ｝ 饭净 量
５ １Ｒ
表 １ 不 同温 度 下 泡 沫 体 系驱 油 综 合 结 果
由表 １ 图２ ，在ｓ ℃时 ，泡沫体 系驱油效果最好 ．分析认为 ， 和 知 ４ ． 随温度升高 ，起泡剂分 子在水 中的运动速度 Ｊ怏 ，容易吸附在气液界 Ｊ Ｕ 面， 使气液 界面的 界面张 Ｊ降低 ．表面活性 剂的起泡性能变好 但随 Ｊ 着温度继续升高 ，液膜挥发变怏 ． 易变薄使泡沫破裂 容 （ ）压 力 对泡 沫 驱 油 效 果 的 影响 温 度 ｓ ℃ ，水的 矿 化 度 ２ ４
摘 要 本文针对 氮气泡 沫驱油体 系，研 究 了不同因素对泡沫调剖增油效 果的影 响 泡沫体 系具有较 好的耐温性和耐盐性 ，泡沫
体 系的适 用温度范 围约 ５ Ｔ 一 ０ ２ ｎ ： ６ ￣ ，耐 盐性 能达到１ｏ ０ ｍ ／ 、随产 水率的提 高，泡沫驱 油采收率逐渐增 大，油田含水在８％ （ ２ ０ ０ ｇＬ ｎ 以上 时适合 实施泡沫驱 泡沫驱可在较大的椴 差范囤内起到较好 的调剖增油效果 ，适 用的地层渗透率极差范围为３ ２ 一Ｉ
氮气泡沫调驱用泡沫剂性能评价
年 ７月 ， 块 已采 出可 采储 量 的 ７ ．９ ， 合 含 该 ３０ ％ 综 水 率 为 ７ ．４ ， 入 了注 水 开 发 中后 期 。 由 于 ９７ ％ 进
海 １ 地 质 情况 复 杂 ， 块 油层 纵 向和 平 面非 均质 性
剂 含量 １ ％的溶 液 ， 于常 温及６ ＝ 置 ０ｃ 条件下 ， 察 Ｉ 观 泡 沫剂 溶液 是否 发生混 浊 、 聚沉等 现象 。
法 和 Ｒ ｓ —Ｍｉ ｓ 等 ， ｏｓ ｌ法 ｅ 它们 主要 用来 测 定 泡沫 稳 定 性和发 泡 剂 的发 泡能 力等 。 搅拌 法是 利用 搅拌 器搅拌 产生一 定 数量 的泡
沫， 通过测 量产 生 泡 沫 的体 积 可 评 价所 用 发 泡 剂
的发泡能 力 ， 体积 越大 ， 明发泡能 力越 强 。泡沫 说
维普资讯
精 细 石
８
油 化
பைடு நூலகம்
工
进
展
第 ７卷 第 ９ 期
ＡＤＶＡＮＣＥＳ Ｉ Ｎ ＦＩ ＰＥ ＮＥ ＴＲＯＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｓ
氮气 泡 沫 调 驱 用 泡 沫 剂 性 能评 价
张 艳 娟
（ 中石 油 辽 河 油 田 分公 司勘 探 开 发 研 究 院 ， 锦 １４ １ ） 盘 ２００
泡 沫 剂 Ａ含 量 为 ０ ５ 的泡 沫 剂 溶 液 ， 入 量０ ２Ｐ 氮 气 注 入 量 也 是０ ２Ｐ 较 适 宜 。 ．％ 注 ． Ｖ， ． Ｖ 关 键 词 氮 气 泡 沫 调 驱 泡 沫 剂 发 泡 量 半衰 期 封堵 能力
海 １ 位 于辽河 油 区海 外河 油 田最南 端 ， 块 含
剂 。笔者 选 择 了 Ａ Ｂ ｃ ３种 泡 沫 剂 进 行 实 验 。 、 、 实 验用油 为 海 ２ ３井 组 海 ９ ｌ 的 地 面 脱 气 脱 一 ７井
裂缝性油藏氮气泡沫驱体系筛选与性能评价
ＷａｉｇＢｅｄ ｒ ｒ ｌ ｅ￣拌器（ 国Ｃｏｅ Ｐ ｒ ｒ ｎ ｎ 美 ｌ— ａｍｅ）、Ｐ 一 ０ 平流泵（ Ｃ １型 北京
星达仪器厂） 、岩心流动实验装置（ 海安石油仪器有 限公 司） 、特制岩心 夹 持 器 （ ５ ｍ Ｘ４ ｍ ０ ｍ ）、真 空 泵 、烧 杯 、量 筒 、秒 表 ４ ｍ ５ ｍＸ３ ０ ｍ
肛 科 技 ２ １年第９ ０２ 期
学 术 研 讨
裂缝 性油藏氮气泡沫 驱体系 筛选 与性 能评价
杨
延 长 油 田股 份 有 限公 司 摘 要
悦
７ ６ ０１ 陕 西 延 安 １０
、
针 对延 长裂缝性 油藏的储层 非均质特点 ，ｆ ｆ ｒ ｇ ｅｄ ｒ－ ￣ｆ Ｗａｎ Ｂｌ ｅ＇ ，筛选 出一种适合该 类油藏特点 的新 型氮 气泡沫体 系： ｌ ｉ ｎ ； － ￣
图 １ Ｕｃ ９ 泡 液 浓 度 优 选 结 果 ｊ发
由图ｌ 知 ，随着发泡 剂质量分数的增 加 ，泡沫发泡体 积和泡沫 可 半衰期均增加 ，当质量分数达到０ ％ ． 时增加幅度变缓 ，质量分数再增 ５ 加 ，泡沫半衰期甚至有所下降。表明发泡 剂质 量分数 在Ｏ ％ ． 左右时 ， ５ 泡沫稳定性最强 。同时 ，发泡体积相对较高 。综合考虑泡沫性能和经 济性 ，确定Ｕ Ｊ发泡剂最佳使 用浓度 为０５ Ｃ９ ． ％。
２ 结 果 与讨 论
２１ 发 泡 剂 筛 选
１ ０Ｏ ５
嚣１０ ０ ０
舟
５ ０ｏ Ｏ ０ ０ ５ ０ ０ １ ０ ｌ ５ ０ ２ ０ ２５
聚 合 物 浓度 ／ ＊
图２ 稳 泡剂 对 泡沫 半 衰期 的 影 响
配置质 量分 数均 为０ ｔ 的５ 发泡液 ，采用Ｗａ ｎ ｌ ｄ ｒ 评 ．％ 种 ５ ｉ Ｂ ｎ 法 ｆｇ ｅ ｅ 价各体系发泡性能 ，实验结果如表 １ 所示 。
吉林油田氮气泡沫驱适应性评价——不同渗透率级别油藏注入方式优选
2019年10月还是以交付点上限压力下烃露点指标为控制值，均不能保证在所有工况下（管输条件及交付点压力范围内）烃露点全满足控制指标要求。
以交付点下限压力为烃露点指标为控制值，通过模拟得到烃控后（即在压力3.5MPa 下烃露点-5℃）的天然气相同如图2所示。
根据表2可知该相图对应天然气临界点C 对应压力6.2MPa ，对应温度-64.6℃；临界冷凝压力点D 对应压力为7.96MPa ，对应温度为-37.4℃；临界冷凝温度点E 对应压力为2.85MPa ，对应温度为-4.7℃。
根据相同可知，在临界冷凝压力点D 和临界冷凝温度点E 之间存在反凝析现象，在反凝析区间，随着压力的降低，烃露点逐渐上升，在临界冷凝温度点E 处，烃露点达到最大值-4.7℃。
对照图2可知，在输气管线前段（管线输送压力高于临界冷凝压力7.96MPa 之前），管输压力高于临界冷凝压力，管输温度高于临界冷凝温度，天然气处于密相区，不会析出液烃；在输气管线后段（管线输送压力低于临界冷凝压力7.96MPa ），以及交付点处（交付点压力范围3.4～4.2MPa ），天然气均处于反凝析区，随着压力的降低，烃露点逐渐升高。
因此，要使天然气在管输条件和交付点压力范围内烃露点全满足指标要求，应按照最低压力（即3.4MPa ）烃露点低于-5℃作为控制值进行工艺设计。
通过对该气田烃露点指标控制值的确定，可以看出，若管输压力、交付点压力范围全部在烃控后天然气相图的反凝析区，则应取最低压力的烃露点值作为控制值；若管输压力、交付点压力范围跨越烃控后天然气相图的临界冷凝温度对应的压力值，则应取临界冷凝温度对应的压力值下的烃露点值作为控制值。
图2气田烃控后天然气相图4结语该气田天然气处理指标，水露点取最高外输压力下水露点为控制值，烃露点取烃控后天然气相图中反凝析区间最低压力下烃露点为控制值。
参考文献：[1]GB 17820-2018,天然气[S].[2]GB 50251-2015,输气管道工程设计规范[S].[3]龙怀祖,郭峰.天然气管道露点控制问题探讨[J].石油规划设计,2004,15(5):1-4,12.作者简介：张婷婷（1985-），女，硕士，工程师，主要从事油气集输及油气处理工程的工艺设计工作。
氮气泡沫驱体系筛选与评价
０
０． ２
０．４
０．６
０ ．８
ｌ
起泡 剂 浓度 ／ ％
图 １ ＨＤ Ｍ 发 泡 液浓 度 优 选 结 果 Ｐ 综 合 考 虑 泡 沫 性 能 和 经 济 型 ， 定 ＨＤＰ 发 泡 确 Ｍ 剂最 佳使 用浓 度为 ０ ５ 。 ．
７ ０
内蒙 古石 油化 工
２１ 年第 １ 期 ０１ ５
氮气泡沫驱体 系筛选 与评价
金
摘
伟
２ ６５） ６ ５ ５
（ 国石 油 大 学 （ 中 华东 ） 油 工 程 学 院 ， 石 山东 青 岛
要 ： 对 类 似 文 明 寨 油 田 的 油 藏 条 件 ， 用 Ｗ ａｉ ｇ Ｂ ｅ ｄ ｒ法 ， 选 出 一 种 适 合 该 类 油 藏 特 点 针 采 ｒｎ ｌｎ ｅ 筛
中原 文 明 寨 油 田是 典 型 的 断 块 油 田 ， 层 非 均 储 质 性 强 ， 具 有 高 温 高 盐 的 特 点 （ 均 油 藏 温 度 且 平 ８ ℃ ， 均 地 层 水 矿 化 度 ７ ８ １ｍｇ Ｌ） 常 规 氮 气 泡 Ｏ 平 ２ ２ ／ ， 沫 体 系 应 用 效 果 不 佳 。 本 文 针 对 类 似 文 明 寨 油 田 的 油 藏 条 件 ， 氮 气 泡 沫 驱 机 理 研 究 的 基 础 上 ， 选 一 在 筛 种 适 合该 类油 藏 特 点 的新 型 氮 气泡 沫 体 系 ， 系统 并 评 价 该 体 系 驱 油 性 能 ， 实 现 类 似 油 藏 氮 气 泡 沫 的 为
２ ．３ 稳 泡 剂 筛选
配 置 浓 度 均 为 ０ ５ 的六 种 发 泡 液 ， 用 高 速 搅 ． 采
拌 法 评 价 发 泡 性 能 ， 验 结 果 见 表 １ 实 。 表１ 泡 沫 剂 初 选 试 验 结 果
氮气泡沫驱体系筛选与评价
＾
霉
。
瓣 校
螟
Ｅ］ 宋 向程 ． 气 田开 发 标 准 （ 订 本 Ⅱ）Ｍ］ 北 １ 油 合 ［ ． 京 ： 油工 业 出版 社 ， ９ ６ １ ３ ３ ． 石 １ ９ ：１ ～２ ６ ［］ 杨光璐等． ２ 辽河油田稠油油藏氮气泡沫驱适应 性研 究［］ 新疆石油地质 ，０ ４２ （） １８－ Ｊ． ２０ ，５２ ：８ ＂ ＂
将 填 砂模 型 抽 真 空 饱和 模 拟 地 层水 后 ， 始 用 开 煤油 驱 替 ， 立 束缚 水饱 和度 。 后 以一 定 注入速 度 建 之 开 始 水 驱 至预 定 的含 油 饱 和 度 ， 并记 录 水 驱驱 油 效 率 ； 下来 继续 进 行空气 泡 沫驱 实验 ， 接 记录 空气 泡沫 驱 油效 率 。实 验结 果如 图 ３所示 。
２ １ 年第 １ 期 ０１ ６
内 蒙 古石 油化 工
２ ３
汽 轮 机 润滑 油 油 质 不 合 格 的 原 因及 分析 措 施
于 胜 利
（ 内蒙古 国电能源投资有限公司金山热 电厂 ， 内蒙古 呼和 浩特 ０ ｏ１） １ ｏ ０
摘 要 ： 文通 过对 发 电厂普 遍存 在汽轮 机 油清 洁度 不合格 的 问题分析 ， 出 了在 油 系统 中加装磁 本 提
重视 质 量 以及 工 作人 员 的 疏 忽 ， 油 系 统 设备 及 管 在
汽 轮 机油 主要 起 润滑 、 却 、 冷 调速 和 密封 作用 。 在机 组安 装 、 检修 及运 行过 程 中 ， 由于各种 原 因导致 油清 洁 度 下 降 ， 使转 子 轴 颈 磨 伤 ， 瓦 钨 金 磨损 ， 轴 调
１ １ 设 备 制造 及安 装质 量 方面 ． ０ １ 。 ．５ Ａ ｏ 由此确定氮气泡沫驱最佳体系为０ ５６ Ａ ． ＨＰ Ｍ ９ ，
泡沫调驱体系性能评价
泡沫调驱体系性能评价潘俊良;袁英【摘要】目前,调驱体系性能评价主要是研究发泡剂所产生的泡沫在地层中的实际作用能力.既然是被应用于注蒸汽开发用的调驱剂,不仅要满足耐高温的条件,而且应该具备能够产生大量泡沫的能力,生成的泡沫应该具有较高的黏度,流动性应较差,这样的泡沫对注入到地层的高温蒸汽具有良好的封堵能力,从而提高蒸汽驱的驱油效率.通常情况下,采用室内物理模拟实验的方法对泡沫调驱体系进行性能评价,包括静态性能评价和动态性能评价.其中,静态性能评价实验是指在室温条件下对样品的界面张力的测定、样品的衰减规律曲线的绘制以及样品在高温条件下的起泡体积以及泡沫稳定时间的测定;动态性能评价包括温度、调驱剂浓度、气液比、渗透率、压力等对泡沫在高温地层内实际作用情况的影响[1].【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2017(043)008【总页数】2页(P51-52)【关键词】调驱体系;封堵能力;动态性能【作者】潘俊良;袁英【作者单位】东北石油大学,黑龙江大庆 163318;东北石油大学,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TE357动态性能评价实验主要设备包含以下八部分：ISCO泵、恒速恒压泵、泡沫发生装置、恒温箱、加热装置、压敏传感器、回压阀、数据采集仪器。
泡沫蒸汽驱油模拟实验流程示意图如下图1所示。
根据实验要求以及实验室的技术条件，选用人造的填砂岩心模型，实验室内常用的填砂岩心是由一根长度为600mm，直径为25mm的填砂管组成的，在填砂管的内部装有40～220目的石英砂，则填砂岩心的渗透率可根据填砂管内部的填充的石英砂的种类和粒径进行调控。
然后，将选用的发泡剂溶液用恒速恒压泵按照预先设置好的压力和流速进行注入，通过ISCO泵将实验用水注入中间容器，产生的压力推着空气进入岩心夹持器，将注入的空气与流体在通过岩心夹持器但在进入岩心之前汇合，然后再进入岩心，在岩心夹持器的两端安装压力传感器，通过收集压力参数，计算岩心两端的压差变化[1-2]。
稠油氮气泡沫调驱效果分析——【油气田开发技术新进展】
稠油氮气泡沫调驱效果分析1. 稠油基本概况（1）稠油及分类标准①稠油：在油层条件下，粘度（不脱气）大于50mPa•s的原油或脱气粘度大于100mPa•s 的原油。
常称的重油（Heavy Oil），沥青砂（Tar Sand，Bitumen）都属于稠油范围。
②分类2. 稠油热采开发方式原油粘度（mPa•s）：50~100：水驱。
100~500：水驱、非混相、泡沫。
500~10000：蒸汽吞吐（蒸汽驱、火烧油层）。
10000~100000：SAGD。
3. 国内稠油生产发展趋势（1）资源动用：扩大特稠油/超稠油储量的动用程度(2）提高稠油采收率蒸汽吞吐转蒸汽驱方式，且呈现热力复合（化学驱、气体、溶剂等）驱替方式。
热力采油和蒸汽吞吐是稠油开采的主要途径。
稠油油藏历经注蒸汽开采后的特征：（1）剩余油的流动性越来越差——稠油流体的非均相特征；（2）储层强非均质出现汽窜（负效应）——热连通逐渐加强汽窜造成热效率低，油气比低；（3）油层热效率越来越低——油层回采水率越来越低，后续注热效率低，加热范围小。
薄油层的加热效率较低，直井开采效率低。
4. 稠油注蒸汽窜流状况：蒸汽吞吐和蒸汽驱均有汽窜现象。
解决蒸汽吞吐汽窜方法：组合吞吐、调剖、改变受干扰井的工作制度或关井。
当蒸汽吞吐转蒸汽驱后，一旦出现汽窜，只能依靠调流和调驱方式。
汽窜程度、井底结构及稠油开发阶段的差异都将影响注蒸汽井调剖方法的选择。
稠油油藏提采技术：（1）热力采油改善开发效果方法；（2）热力复合驱替技术；（3）复杂结构井型热力采油技术。
一、氮气泡沫辅助蒸汽驱调驱机理与适应性：泡沫驱机理（1）泡沫体系调剖→提高波及效率（2）表活剂洗油→提高洗油效率。
泡沫发泡方式：（1）地面起泡方式（相对较1好）:直接将配制好的泡沫基液（水+起泡剂）经水泥车泵注注入泡沫发生器，同时将制氮机组来氮气经增压后注入泡沫发生器，基液与氮气在泡沫发生器中混合并形成均匀泡沫液，然后经管柱到井底。
QW_2型氮气泡沫驱起泡剂的研究及其性能评价_郑继龙
第40卷第5期应用科技V ol.40 No.5 2013年10月 Applied Science and Technology Oct. 2013 doi:10.3969/j.issn.1009-671X.201107036网络出版地址：/kcms/detail/23.1191.U.20131009.1943.002.htmlQW-2型氮气泡沫驱起泡剂的研究及其性能评价郑继龙1，宋志学1，陈平1，张相春1，胡雪1，王啸远21. 中海油能源发展股份有限公司钻采工程研究院，天津 3004522. 中海油田服务股份有限公司钻井事业部，天津 300452摘要：为了选择一种适合BZ25-1油田氮气泡沫驱用的起泡剂，利用Waring Blender法分别从多种起泡剂体系和稳泡剂体系中筛选出起泡性能好的起泡剂QP-2和稳泡能力强的稳泡剂WP-3，采用复配增效原理，研制成QW-2型泡沫剂. 该体系具有良好的耐温抗盐性和耐油性能，通过泡沫体系物理模拟试验，测定了泡沫在岩心中驱油效果. 室内试验表明，QW-2体系能提高采收率14.5%.关键词：起泡剂；氮气泡沫驱；半衰期；驱油效果；起泡剂中图分类号：TE357.46 文献标志码：A 文章编号：1009-671X（2013）05-0075-03QW-2 nitrogen foam flooding frother and its performance evaluation ZHENG Jilong1, SONG Zhixue1, CHEN Ping1, ZHANG Xiangchun1, HU Xue1, W ANG Xiaoyuan21. CNOOC Energy Technology & Oilfield Engineering Research Institute, Tianjin 300452, China2. Drilling Department, China Oilfield Services Limited, Tianjin 300452, ChinaAbstract: In order to choose a suitable foaming agent for nitrogen foam flooding of BZ25-1 oil field, the Waring Blender law is used in this paper to select the foaming agent QP-2 that has good blistering performance and foam stabilizing agent WP-3 that has stronger ability to stabilize foaming, respectively from many frother systems and foam stabilizer systems. And based on the formulation and synergistic principle, the foaming agent QW-2 is developed. The system has better resistance to high temperature, salt and oil. Through physical simulation test on the foam system, the foam flooding effect in the core of rock is tested. The indoor tests show that, QW-2 system can enhance recovery rate by 14.5%.Keywords: foaming agent; nitrogen foam flooding; half-life; flooding effect; frother渤中25-1油田位于渤南低凸起西倾末端，介于黄河口凹陷和渤中凹陷之间. 沙二段油层孔隙度为15.3％，渗透率为30 mD. 该储层具有埋藏深、温度高、压力高的特点，属于异常高压、低渗油藏. 目前渤中25-1沙二段低渗储层已有一口油井转注，但由于低渗透油田地层能量下降快，虽然低渗透压裂取得一定的效果，提高了油井的产能，但是压裂以后也加剧低渗储层的非均质性，导致注水以后处在裂缝系统上的注采井的油井见水早，含水上升快，甚至暴性水淹. 为了有效动用渤中25-1沙二段低渗储层，采用物理模拟的方法开展注氮气泡沫室内实验，探索该储层注气的可行性. 在此基础上，提出了驱油用起泡剂收稿日期：2013-05-09.网络出版日期：2013-10-09.基金项目：国家科技重大专项基金资助项目（2011ZX05024-002-001）. 作者简介：郑继龙(1987-)，男，工程师，主要研究方向：采收率研究，E-mail：jilong296@. 的研究及其性能评价.泡沫进入地层后，首先进入高渗透率层，由于泡沫有较高的视黏度，且具有“遇油消泡、遇水稳定”、“堵大不堵小、堵水不堵油”的特性[1]. 当泡沫在高渗层中的流动阻力高于低渗透层时，泡沫会流入低渗孔道，形成泡沫在高、低渗储层中的均匀推进，提高驱油效率. 在高温高矿化度油藏条件下进行氮气泡沫驱，首先要研制耐温抗盐性能好的起泡剂体系. 文中利用Waring Blender法，采用复配增效原理[2-6]，研制成QW-2型泡沫剂，并对其性能进行评价.1室内实验1.1 实验材料实验用水：室内配置BZ25-1油田地层水和注入水，地层水总矿化度为8 907 mg/L，注入水矿化度为·76·应用科技第40卷6 556 mg/L，经0.45 μm微孔滤膜过滤；氮气：纯度99.9%；起泡剂名称及厂家：AOS、HON-1103、ABS、NK630、SON-1230、ON-209、SON-1123、HON-1104、SON-1238、AS，均属于阴离子型起泡剂，发泡剂由天津市雄冠科技发展有限公司提供；实验用油：BZ25-1油田原油，油藏温度条件下（135℃）黏度为6 mPa·s.1.2 实验仪器设备Waring搅拌器，美国威力牌搅拌器；岩心驱替试验装置，扬州华宝石油仪器有限公司；填砂管模型（Φ25 mm×300 mm），江苏海安发达石油仪器有限公司；泡沫发生器，扬州华宝石油仪器有限公司.1.3 实验方法1.3.1 起泡剂的起泡能力和半衰期测定向量杯中加入200 mL一定浓度的起泡剂溶液，高速搅拌一定时间后，关闭开关，立即读取泡沫体积，用于表示起泡剂的起泡能力. 然后记录从泡沫中析出100 mL液体所需的时间，即为泡沫的半析水期，反映其稳定性. Waring Blender搅拌器转速7 000 r/min，搅拌时间3 min，实验温度25 ℃.1.3.2 起泡剂的热稳定性实验研究取起泡剂原液放入烘箱中，分别在40℃、80℃、100℃、130℃条件下放置7天、14天、21天和28天. 取出后分别配成0.5%浓度的起泡剂溶液，搅拌后，进行起泡体积和稳泡时间实验.1.3.3 静态吸附实验研究配制浓度0.5%的起泡剂400 mL，分别取100 g 油砂，按1∶4（油砂∶起泡剂）的比例溶解，放入恒温水浴中72 h，然后过滤，使用Warring Blender法测量起泡剂的起泡高度和稳泡时间.1.3.4 起泡剂浓度实验研究实验采用Waring Blender法，利用地层水配制0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、0.8%和1.0%的起泡剂溶液200 mL，然后利用高速搅拌器搅拌，记录起泡剂的起泡体积和半析水期.1.3.5 氮气泡沫驱油性能实验研究用40～60目石英砂填充直径25 mm、长300 mm 的填砂管，抽真空并饱和地层水、模拟油，储气罐、回压储气罐充气至压力为3.4 MPa；用模拟地层水作驱替液至含水98%，计算水驱采收率；改为氮气泡沫驱，先注入0.2 PV泡沫体系作为前置液，然后混合注入泡沫体系和氮气2 PV，转水驱至产出液含水到98%，计算氮气泡沫驱采收率.1.4 起泡剂筛选通过对商家提供的起泡剂进行配伍性实验，起泡能力和稳泡能力实验，静态吸附实验，抗温、耐油和耐盐实验，最终推荐QP-5作为BZ25-1油田氮气泡沫驱用起泡剂. 起泡剂最终实验浓度为0.3%.1.5 助剂筛选由于单一的起泡剂体系在油藏温度压力条件下泡沫的稳定性较差、视粘度较低、易发生气窜，因此必须加入稳泡剂来增加泡沫体系的视粘度，提高泡沫的稳定性和封堵能力[7]. 本实验通过对现场用WP-1、WP-2、WP-3、WP-4等4种系列聚合物进行溶解时间实验、水不溶物实验、粘浓关系实验、粘盐关系实验、粘温关系实验和稳泡剂浓度实验，根据泡沫体系的综合性能及现场注入性因素，最终优选出稳泡剂WP-1作为助剂，其浓度为700 mg/L. 因此，泡沫体系QW-2的配方是700 mg/L稳泡剂WP-1+0.3%起泡剂QP-5. 2QW-2型泡沫剂性能评价2.1 配伍性实验研究取BZ25-1油田地层水配起泡剂体系溶液，矿化度为6 556 mg/L. 通过实验比较了QW-2型起泡剂及商家提供的起泡剂性能（表1），可看出多数起泡剂起泡体积小、半衰期短，有沉淀，QW-2型起泡剂性能优于常规起泡剂.表1 起泡剂与地层水配伍性实验数据起泡剂起泡体积/mL半衰期/min与地层水的配伍性QP-1480 1.8 半透明QP-2590 3.1 透明QP-3640 3.3 浑浊QP-4560 1.1 透明QP-5580 4.1 透明QW-2600 5.8 透明2.2 静态吸附实验研究起泡剂受岩石表面性质、组成、岩石矿物等因素影响，会在岩石表面产生吸附[8]. 本实验主要评价起泡剂QW-2及起泡剂QP-5在地层中的吸附大小，指导起泡剂现场使用浓度. 实验结果如表2所示，可以看出，QW-2型起泡剂经油砂静态吸附后，起泡体积和稳泡时间虽有所减少，但下降并不明显，说明地层吸附对起泡剂影响较小.第5期 郑继龙，等：QW-2型氮气泡沫驱起泡剂的研究及其性能评价 ·77·表2 起泡剂静态吸附实验数据起泡剂类型 QP-5 QW-2 吸附前 吸附后 吸附前 吸附后起泡体积/mL 580 540 600 580 稳泡时间/min4.1 3.85.8 5.4泡沫综合值/(mL·min -1) 2 3782 0523 4803 1322.3 耐油性能实验研究泡沫具有“遇水稳定，遇油消泡”的特性，原油的存在会降低泡沫的封堵能力. 通过残余油岩心和饱和水岩心的泡沫驱替压力变化曲线，分析原油对泡沫封堵能力和稳定性的影响. 实验结果曲线如图1所示. 可以看出，在饱和水岩心中，随着泡沫的注入，被捕集气体越来越多，流动阻力逐渐增大，当达到一个平衡时，驱替压力就保持相对稳定的状态. 而在残余油岩心中，由于原油的存在，泡沫的稳定性变差，不能形成稳定的泡沫，封堵能力相对较弱；随着岩心中的原油不断被驱出，含油饱和度逐渐降低，泡沫稳定性逐渐增强，流动阻力增加，压力逐渐升高. 实验表明QW-2型起泡剂具有以一定的耐油能力.图1 残余油岩心与饱和水岩心注入压力变化关系曲线2.4 氮气泡沫驱油性能实验研究在上述研究工作的基础上，对研制的起泡剂体系QW-2结合实际油藏条件进行驱油效果评价. 实验结果如图2所示. 由实验结果看出，水驱后转氮气泡沫驱提高原油的采收率. 水驱后转氮气泡沫驱，驱油效率从43.6%提高到58.1%，提高了14.5%. 氮气泡沫驱中生产的泡沫能进入更多的孔隙空间，波及体积更大，所以采收率提高.图2 不同驱油方式的采收率实验曲线3 结论1）氮气泡沫体系静态评价实验结果表明：QW-2 型氮气泡沫驱起泡剂体系，具备良好的起泡、稳泡能力，在油藏温度、矿化度条件下，其稳定性吸附量，均能满足现场施工要求，其使用浓度为700 mg/L 稳泡剂WP-1+0.5%起泡剂QP-5.2）氮气泡沫驱动态实验研究结果表明：由静态实验优选的泡沫体系在地层条件下具有良好的选择封堵性、耐油能力；从水驱，泡沫驱的对比实验看，氮气泡沫驱提高采收率14.5%.参考文献:[1] 杨燕, 蒲万芬, 周明. 驱油泡沫稳定剂的性能研究[J]. 西南石油学院学报, 2002, 24(4): 60-62.[2] 张树彪, 乔卫红, 王绍辉, 等. 改性木质素磺酸盐与石油磺酸盐的复配研究[J]. 大连理工大学学报, 2000, 40(3): 297-300.[3] 张群, 裴梅山, 张瑾, 等. 十二烷基硫酸钠与两性表面活性剂复配体系表面性能及影响因素[J]. 日用化学工业, 2006, 36(2): 69-72.[4] 张雪勤, 蔡怡, 杨亚江. 两性离子, 阴离子表面活性剂复配体系协同作用的研究[J]. 胶体与聚合物, 2002, 20(3): 1-4. [5] 薛铁中, 杜志平, 刘晓英, 等. a-烯基磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵复配体系的泡沫性能[J]. 日用化学工业, 2008, 38(3): 142-146.[6] ROSEN M J. Surfacttants and interfacial phenomena[M]. 3rd ed.New York: John Wiley &Sons, Inc, 2004: 379-410．[7] 施德友, 杨景利, 严新新, 等. 注氮气泡沫提高采收率技术在胜利油田的应用[J]. 天然气勘探与开发, 2001, 28(2): 47-62.[8] 曹嫣镔. 耐高温高效泡沫体系TH-1的研制及应用[J]. 西安石油大学学报, 2004, 19(3): 60-62.。
氮气泡沫调驱标准
中海油田服务股份有限公司油田生产事业部技术部氮气泡沫细分层调驱工艺及效果评价做法1. 主题内容及适用范围本标准规定了海上油田注水井氮气泡沫调驱工艺的施工准备、施工设计、作业程序、投注安全、质量控制、资料录取以及后期效果评定。
本标准适用于海上注水油田氮气泡沫调驱作业，具体特征表现为：产层动用不均、注入作业过程中存在水窜现象、生产井含水上升较快。
2. 引用标准SY／T 5588—93SY／T 5865—93 SY／T 5372—913.术语3.1吸水指数注水井每单位注水压差的日注入量称作吸水指数，其单位为(m3/d)/MPa。
注水压差是指注水井井底压力与地层压力之差。
3.2压力降落曲线在注水井注入量稳定的情况下，关井后，测得的压力随时间的变化曲线称压力降落曲线。
3.3存水率在一定时间段内，区块(或井组)注入水量和采出水量的差值与注入水量之百分比称作存水率，其表达式为：存水率=[(注入水量-采出水量)／注入水量]×100％3.4油井产量递减率从油井产量与时间变化关系曲线，计算所得单位时间内产量递减的百分数，称为油井产量递减率。
3.5泡沫调驱井次泡沫调驱井次是统计调驱作业工作量的计量单位。
在一口井上按调驱设计要求全部完成一次作业工作量，称作一个调驱井次。
3.6可对比井次在调驱井次中，注水井或其对应油井凡具有调驱前后效果对比资料的井次，称作可对比井次。
3.7工艺有效及工艺有效百分数工艺有效是指注水井泡沫调驱施工符合调驱设计和作业的技术要求。
工艺有效井次与总调驱井次之百分比称作工艺有效百分数。
3.8有效井百分数注水井调驱施工井次中，在注水井上见到效果的调驱井次与可对比井次之百分比，称作有效井百分数。
3.9见效井百分数注水井调驱后，其对应油井中见到效果的井次与可对比井次之百分比称作见效井百分数。
3.10 封隔器卡点深度从转盘力补心顶面到封隔器的封隔件顶面之间的深度。
3.11区块整体调驱区块整体调驱是指区块内注水井达6口以上，而且有50％以上注水井进行了调驱。