稠油热采氮气泡沫驱室内物模实验研究
稠油热采井氮气泡沫应用技术研究
稠油热采井氮气泡沫应用技术研究摘要：针对稠油油藏多轮次蒸汽吞吐开采，油藏压力大幅度下降，边底水推进，周期油汽比低以及吞吐效果逐渐变差等问题，开展了蒸汽吞吐加氮气泡沫调剖的试验研究，从而改善稠油油藏开发效果。
根据研究结果对胜坨油田胜二区东二段的两口井进行了注蒸汽吞吐泡沫调剖现场试验，试验过程中，注汽压力明显升高，发挥了预期的增压调剖效果，通过实施泡沫调剖，试验井均从根本上改变了高含水、产量低的状况。
关键字：稠油油藏蒸汽吞吐高温氮气泡沫调剖引言胜坨油田胜二区位于区位于胜利村构造西南翼，北面与坨21断块相邻以七号断层为界，东面与坨11断块相邻以九号断层为界，构造简单，它是受北、东两条断层夹持，为一扇形单斜断块构造油藏，油层主要分布在扇形断块的高部位上，油藏类型为构造、岩性控制的层状稠油油藏。
一、胜坨油田目前开发形势胜二区东二段含油面积为3.5 km2，有效厚度8.6 m，石油地质储量527×104t。
总井41口，开井36口，区块日产油水平99.1t/d，综合含水88.34%，目前蒸汽吞吐5年，累积注汽3.5×104t，累积热力产油5.75×104t，平均油汽比1.62，总累产油37×104t，有力的弥补了产量递减，热采稠油储量的动用已成为胜二区接替稳产的主战场。
目前开发中存在的问题有：1、原油性质差，平面上，原油顶稀边稠，纵向上，原油性质随深度增加逐渐变差；2、平面层间矛盾大；3、边底水能量充足，水淹程度高，高含水井注汽波及范围有限。
二、氮气泡沫调剖的机理蒸汽吞吐采油的特点是采油速度快，油汽比较高，但蒸汽波及范围有限。
胜坨油田地层非均质性强，边底水比较活跃，在注蒸汽开采过程中，热量易向高含水区扩散，同时出现蒸汽超覆和汽窜，导致蒸汽沿高渗透带突进，大大降低蒸汽有效波及面积，从而影响了蒸汽吞吐开采效益。
三、氮气泡沫驱可行性研究蒸汽吞吐过程使用的泡沫剂需要较强的耐高温性能，经过筛选对比，选用地质院研制的新型高温泡沫剂DHF-2，经评价该剂起泡能力强，稳定性好，经过300℃，72h耐温性试验，化学性能稳定，250℃封堵调剖能力良好，在残余油条件下，仍然能够起到封堵调剖作用。
稠油热采氮气泡沫调驱技术实验研究
稠油热采氮气泡沫调驱技术实验研究
郝立军
【期刊名称】《石油地质与工程》
【年(卷),期】2010(024)003
【摘要】蒸汽窜流是蒸汽驱开采中影响开发效果的主要因素,为了有效解决蒸汽驱过程中蒸汽超覆和汽窜现象造成的驱替波及系数小、采收率低、油藏动用程度差等问题,开展了稠油热采氮气泡沫调驱技术研究,通过进行高温发泡剂的静态性能评价实验研究和蒸汽氮气热力泡沫调驱物理模拟研究,为下步泡沫调驱工作的开展奠定基础.
【总页数】3页(P127-129)
【作者】郝立军
【作者单位】中国石化河南油田分公司第二采油厂,河南南阳,473400
【正文语种】中文
【中图分类】TE357
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3.蒸汽氮气泡沫调驱实验研究 [J], 周根荣
4.强化氮气泡沫调驱技术在中孔中渗透储层适用界限的实验研究 [J], 赵凤兰; 王鹏; 侯吉瑞; 李文峰; 刘怀珠; 郝宏达; 付忠凤
5.自生氮气泡沫复合调驱体系实验研究 [J], 张强; 张军辉; 季闻; 胡雪; 赵军; 孔丽萍
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氮气泡沫调驱技术研究与实践
力 因 子 看 ，在 低 注 入 速 度 下 ， 随 注 入 速 度 的 增 加 ，
泡 沫产 生 的阻 力 因子 增 大 （ 表 ４ 。在 现 场 应 用 见 ）
时 ，为 扩大 油层 纵 向波及体 积 ，应在 低 于地层 破裂
较 低表 面能 的状态 ，低 表 面张力 可使 泡沫 系统 能量 降低 ，有 利 于泡 沫 的稳 定 。
表 １ 泡 沫 驱 替 液 的组 成 和 性 质
（ ） 注入 速度确 定 。从不 同注 入速 度产生 的 阻 ３
名称 度 浓 ／ 积 孳 张 ／ 张 ／ 浓 ／ 度 体 ／ 期 半… 力 力
介 质对 于储罐 罐壁 及焊缝 的影 响 ，以及 含水 和含砂
间非线 性有 限元模 型 ，采 用罐 底 和地基 材料
接 触单 元的 方法 ，替代罐 底 和地基 材料 弹性 杆 单元 的方 法 ，模 拟罐底 和地 基材 料 的接 触 力。 以一 台新 建 １ ×１ ｍ。 ５ ０ 储罐 为 分 析 对 象 ，分析储 罐 内储存 不 同温度 原 油在冬 季越 冬 时 ，壁板 、开孔边 缘和 大脚 焊缝 应力 分布
及 系 数 。
泡 沫剂 是一种 表 面活性 剂 ，能 降低油 水界 面 张
力 ，提 高驱 油效 率 ；在 含 油 饱 和 度 高 的油 层 部 位 ，
２ ２
油 气 田地 面 工 程 第 ２ 卷 第 ７ ９ 期 （０ ０ ７ ２１． ）
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ６ ６ ９ ． ０ ０ ０ ． １ ｏ ： ０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １ ０ — ８ ６ ２ １ ． ７ ０ ２
注入 水窜 流严 重 。依靠 化学 深 、浅调 剖改 善注水 井
浅薄层稠油油藏氮气泡沫调驱适应性研究
中、 高 周期 开 采 阶段 ， 日产 油水 平低 、 地层 压 力下 降
幅度 大 ， 蒸 汽沿 高渗 透 层 窜 流 严 重 ， 单 纯 注蒸 汽 热
采效 果差 。
２ 物理模拟实验
２ ． １ 发泡 剂筛 选
结 合 研究 区开 发 实 际 ， 运 用 物理 模 拟 实验 和数 值 模 拟方法 ， 探 讨 了氮 气 泡沫 调 驱技 术 在 浅薄 层 稠油 油
１ 区 域 概 况
河南油 田某 区块位于泌 阳凹陷北部斜坡带新 庄 复 杂断 裂 带北偏 东 ， 主要 产层 为核 三段 ２ ， ３ ， ５ 和６ 油组 ， 与新 近 系 呈角 度 不整 合 接触 。储层 岩 性 以灰
白色 砾 状 砂 岩 、 砾岩 、 粉砂岩为主 ， 物性好 ， 平 均孔
用率较高 ， 单位 质量发泡剂产油量比冷泡沫（ 蒸汽不伴随 ） 高２ ４ ． ４ ％； 多层合注合采 时各层启 动压 差受泡沫 注入 方式
和渗透率级差 的双 重影响， 冷泡 沫注入 时各 级启动压差随渗透率级差呈线性增长 ， 热泡沫注入 时则呈对数式增长 ； 此外， 不 同渗透 率层对采 出程度 贡献度差异 较大 ， 泡 沫对 中、 低 渗透 层动用率相近 。在实验基础上 ， 利用 数值模 拟
得到 的氮 气泡沫调驱 最优方案 为 ： 采用氮 气泡沫段塞 式注入 ， 在蒸 汽注入速度 为４ ． ５ ｔ ／ （ ｄ ・ ｎ １ ） ， 发泡 剂质量分 数为 ０ ． ５ ％ 的条 件 下 ， 泡沫段塞最佳注入量为 Ｏ ． Ｏ １ 倍 孔 隙体 积 ， 最 佳 地 面 气 汽 比为 ２ ０ ： １ ， 最佳 采 注 比为 １ ． ３ ： １ ， 最佳 泡 沫 段
第２ （ ） 苍
第 １ 期
稠油热采氮气泡沫驱室内物模实验研究
稠油热采氮气泡沫驱室内物模实验研究摘要：通过室内物理模拟实验来研究不同注入速度、不同气液比以及气液分异作用对氮气泡沫运移封堵规律的影响，从而为泡沫驱的现场实施提供理论指导。
室内物理模拟表明：气液比为1：1时，所生成氮气泡沫稳定性最好，封堵能力最强。
随着气液比的增大，氮气泡沫稳定性逐渐降低，封堵压差也随之减小;对比泡沫静置后上中下三层阻力因子降低程度，气液比为1：1时阻力因子降低幅度最小，有利于减缓泡沫的重力分异作用。
关键词：泡沫驱;物理模拟;二维可视平板泡沫流体是气体和液体在搅拌作用下生成的气液混合物，与普通流体相比，泡沫流体具有密度小，粘度大，携带、悬浮能力强，漏失量少等优点;并且具有提高波及系数和洗油效率的双重作用，化学兼容性好等特性。
由于泡沫具有如此多的优良特性，其被广泛应用于石油领域中的酸化洗井、完井作业、堵水调剖及钻井工艺中。
如泡沫驱油技术、泡沫堵水调剖技术。
本文通过室内物理模拟实验方法来研究泡沫流体在不同注入速度、不同气液比及重力作用下的运移封堵规律，从而指导优化氮气泡沫驱现场施工参数设计。
1 实验部分1.1 实验装置本实验采用一维线性与二维平板两种泡沫评价模型。
一维线性模型为通常所用单管模型，即直径为25mm，长度为60mm的圆形长管。
主要用来进行泡沫驱单因素影响分析。
二维平板模型为厚度1.5mm，宽度300mm，长度800mm的平板模型，共布置15个测压口，12个取样口，模型上覆20mm厚钢化玻璃，可以直观查看模型内部流体运移情况。
主要用来进行泡沫驱重力影响因素分析。
1.2 实验方法及步骤通过测定封堵压差及阻力因子，评价泡沫封堵效果。
具体操作步骤为：①筛选石英砂，选取相同目数的砂粒，装填模型;②填砂管模型抽真空，并将其充分饱和水，测定渗透率;③准备氮气及泡沫剂，根据方案要求，制备不同的泡沫体系;④根据不同实验方案，进行氮气泡沫驱实验，并记录压力变化。
2 实验结果2.1 注入速度对泡沫运移封堵效果影响随着注入速度的增大，封堵压差呈现先升高后降低的趋势。
鲁克沁深层稠油氮气泡沫驱油技术研究
Research on Nitrogen-Foam Flooding Technology in LuKeQin Deep Heavy oilExploitationby Liu QuanzhouSupervisor:Professor Zhang JihongPluralistic Supervisor:Senior Engineer Zhang YunjieA Thesis Submitted to the Northeast Petroleum UniversityIn partial fulfillment of the requirementFor the Master Degree of Engineering Petroleum and Natural Gas Engineering Part-timeMarch,2017农场、桌子飞东 头kj.J学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：刘全？叫日期： 2017料l � ,J /3学位论文使用搜权声明本人完全了解东北石油大学有关保留、使用学位论文的规定。
学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，可以公布论文的全部或部分内容。
东北石油大学有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕士学位论文全文数据库》、《中国博士学位论文全文数据库》和编入 《中国知识资源总库》。
保密的学位论文在解密后适用本规定。
学位论文作者签名：走怆叫…教阳？毛（ --V… 町 - … 树小组成员签名：7鲁克沁深层稠油氮气泡沫驱油技术研究摘要鲁克沁中区深层普通稠油油藏平均渗透率230×10-3μm2，变异系数0.94，原油粘度286-586mPa·s，地层水矿化度100252-174925mg/L，地层温度78℃，采用常规水驱开发，标定采收率仅13.5~15.8%。
热水添加氮气泡沫驱提高稠油采收率研究
基金项目:中国石油天然气集团公司/九五0科技攻关项目(960504)部分成果。
作者简介:袁士义,男,1956年10月生,1986年毕业于法国巴黎居里大学/法国石油研究院,获博士学位,现为中国石油勘探开发研究院副院长,教授级高工,博士生导师,长期从事油气田开发及提高原油采收率研究工作。
E_mail:ysy@petrochi 文章编号:0253O 2697(2004)01O 0057O 05热水添加氮气泡沫驱提高稠油采收率研究袁士义1刘尚奇1张义堂1张世民2赵郭平1(11中国石油勘探开发研究院 北京 100083; 21中国石油辽河油田分公司 辽宁盘锦124010)摘要:利用物理模拟实验和油藏数值模拟技术,研究了稠油油藏蒸汽吞吐后期转热水添加氮气化学剂泡沫驱提高稠油采收率的开采机理;对合理工艺参数进行了优化,包括化学剂注入速度、注入浓度、气液比、注入方式及段塞大小等。
在此基础上,针对辽河油田锦90块的油藏地质特点和开采现状,进行了开发指标预测,设计了先导试验方案。
热水添加氮气化学剂驱油技术在矿场先导试验井组中已取得了较好的开采效果,单井组累积增油21378t 。
目前已扩大到9个井组进行试验,预计这种技术将成为此类稠油油藏蒸汽吞吐后期有效的接替方式。
关键词:提高采收率;稠油开发;热水驱;氮气;表面活性剂;油藏;数值模拟中图分类号:TE35714 文献标识码:AEnhancing heavy oil recovery with hot water flooding by addingnitrogen and surfactantYUAN Shi_yi 1 LIU Shang_qi 1 Z HANG Yi_tang 1 ZHANG Shi_min 2 ZHAO Guo_ping 1(11Res ear ch I nstitute of Petr oleum Explor ation a nd Development ,P etr o China ,Beijing 100083,China ;21Liaohe Oil F ield Company,P etr o China ,Pa njing 124010,China )Abstr act :The production mechanism for enhancing r ecovery of depleted heavy oil reser voir with hot water flooding by adding nitrogen and surfactant was investigated.The operating parameters were optimized,by means of numerical simulation and laboratory exper iment.The rea 2sonable operating par ameters include hot water injection rate,surfactant concentration,nitrogen_to_liquid ratio,injection scheme and the size of slug.Based on the r esults of laboratory test and simulation,the recover y per for mances were predicted,according to the relevant of reservoir characterist ics and development status of J90Block.A field pilot test pr oject was designed and implemented to evaluate the effectiveness of hot water flooding by adding nitrogen and surfactant ,after steam simulation in a r eservoir with a nine_spot pattern at J90Block of Liaohe Oilfield.The pilot test showed good recover y performances of this method.Currently,the field test has been extended to nine patter ns.It is predicted that t his technology may become an effective recover y process following steam stimulation for this type of heavy oil reservoirs.Key words :enhancing oil recovery;heavy oil recover y;hot water flooding;nitrogen;sur factant;reser voir;numer ical simulation我国稠油油藏在经历了20多年的蒸汽吞吐开发后,绝大多数的稠油区块已进入高轮次吞吐阶段,油层天然能量已明显不足,导致周期产油量减少、油气比降低、开采成本上升、经济效益变差。
氮气泡沫驱发泡剂优选及油层适应性室内实验
Ｓｅｅ ｔｏ ｆＦｏ ｍ ｇ ｎｔａ ｄ Ａ ｄ ｐｔ ｂ ｌｔ ｆＦｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｌｃ ｉ ｎ ｏ ａ Ａ ｅ ｎ ａ ａ ｉｉｙ ｏ ｒ ｔｏ ｆ ｒＮ ｉｒ ｇ ｎ Ｆｏ ｍ ｓ ｌ ｃ ｍ ｅ ｏ ｔｏ ｅ ａ Ｄｉｐ ａ ｅ ｎｔ
ＹＵ Ｅ Ｙｕ— ｑｕ ｎ ，ＺＨ ＥＮ Ｇ ａ Ｚｈｉ ｃ ，ＺＨＡＮＧ ｉ ｍｉ — ｈｕ Ｓｈ — ｎ
ｔ ｔ ｄ ｈ ｄ ｐ ａ ｉ ｔ ｆ ｆ ｒ ａｉ ｎ，ａ ｄ ｉ ｓ ｓ ｏ ｈ ｔ ｏ ｌ ｒ ｃ ｖ ｒ ｉ ｌ ｗｅ ｎ ｈ ｔ ｒ ｇ ｎ ｏ ｓ ｆ ｒ ｔ ｎ ｔ ａ ｈ ｔ ｉ Ｏ ｓ ｕ ｙ ｔ ｅ ａ ａ ｔ ｂｌ ｙ ｏ ｏ ｍ ｔｏ ｉ ｎ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｉ ｅ ｏ ｅ ｙ ｓ ｏ ｒ ｉ ｅ ｅ ｏ ｅ ｅ ｕ ｏ ｍａ ｉ ｈ ｎ ｔ ａ ｎ ｉ ｏ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ｏ ｍａ ｉ ｎ Ｈｏ ｖ ｒ ｎ ｅ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ｅ ｉ ｕ ｌｏｌ ｈ ｎ ｒ ｍｅ ｔｏ ｅ ｏ ｅ ｙ ｉ ｅ ｅ ｏ ｅ ｅ ｕ ｏ ｍａ ｉｎ ｉ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓｆｒ ｔ ． ｏ ｗｅ ｅ ，ｕ ｄ ｒ ｃ ｎ ｉｉ ｆ ｒ ｓｄ ａ ｉ，ｔ ｅ ｉ ｃ ｅ ｎ ｆ ｒ ｃ ｖ ｒ ｎ ｈ ｔ ｒ ｇ ｎ ｏ ｓ ｆ ｒ ｔ ｓ ｏ ｏ ｌｒ ｅ ｈ ｎ ｔ ａ ｎ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ｎ ．Ｔｈ ｒ ｅｅ ｏ ｅ ｅ ｕ ｈ ｏ ｏ ｓｍ ｅ ｉ ｉ ， ｈ ｉ ｈ ｒｔ ｅｉ ｃ ｅ ｎ ｆｏｌｒ ｃ ｖ ｒ ｎ ａ ｇ ｒｔ ａ ｈ ｔ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓｏ ｅ ｉ ｅ ｍｏ ｅｈ ｔ ｒ ｇ ｎ ｏ ｓｔ ｅ ｐ ｒ ｕ ｄ ａ ｓ ｔ ｅｈ ｇ ｅ ｈ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｅ ｏ ｅ ｙ ａ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｂ ｔｅ ｈ ｆｉｉｎ ｙ ｏ ｏ ｍ ｉ ｐａ ｅ ｎ ． ｈ ｅｔ ｒｔ ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｆｆ ａ ｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔ ｃ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｎｉ ｏ ｅ ｏ ｍ ｉｐａ ｅ ｎ ；Ｆ ａ ａ ｅ ｔ ｏ ｍａ ｉ ｎ ａ ａ ｔ ｂ ｌ ｙ ｔ ｇ ｎ ｆ ａ ｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔ ｏ ｍ ｇ ｎ ；Ｆ ｒ ｔ ｄ ｐ ａ ｉ ｔ ｒ ｏ ｉ
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稠油热采氮气泡沫驱室内物模实验研究
稠油是指粘度较大的原油，通常在石油开采过程中会遇到稠油。
稠油的开采困难度较大，因为其粘度大，流动性差，传统的采油方法难以有效开采。
为了解决稠油开采难题，研究人员提出了氮气泡沫驱技术。
氮气泡沫驱技术利用氮气泡沫的高能力渗入稠油层，减小油层中的黏滞力，提高原油的流动性，从而实现高效率的稠油开采。
为了研究稠油热采氮气泡沫驱的效果，进行了室内物模实验研究。
本文将对该实验进行详细介绍，探讨稠油热采氮气泡沫驱的原理、实验方案、实验结果及分析，以及对其在实际开采中的应用前景进行展望。
一、稠油热采氮气泡沫驱的原理
稠油热采氮气泡沫驱是一种通过注入氮气泡沫改善稠油流动性的方法。
氮气泡沫具有低密度、高压缩性和可压缩性好等特点，能够形成一定的渗流压力，促进原油流动，减小黏滞力，提高原油采收率。
热采是指利用地热或其他能源，通过注入高温介质使原油粘度降低，从而提高原油流动性的开采方法。
稠油热采氮气泡沫驱则是在热采的基础上，通过注入氮气泡沫，进一步改善原油流动性，提高采收率。
二、实验方案
1. 实验材料
本次实验所使用的原油为一种典型的稠油，粘度较大，流动性较差。
氮气泡沫由氮气和表面活性剂混合生成。
2. 实验装置
实验装置为一反应釜，装有原油样品和氮气泡沫生成装置。
反应釜底部设置有渗流模型，用于观察液体在不同条件下的渗流情况。
3. 实验步骤
（1）在实验开始前，先将原油样品加热至一定温度，使其流动性达到最佳状态。
（2）利用氮气和表面活性剂混合产生氮气泡沫，并将氮气泡沫注入反应釜中。
（3）观察原油在不同温度和氮气泡沫注入量条件下的流动性变化，记录流速、渗透压等数据。
三、实验结果及分析
经过一定时间的实验观察，得出以下结果：
1. 在注入氮气泡沫后，原油的流速明显增加，且渗透压明显减小。
2. 在一定的氮气泡沫注入量下，随着温度的升高，原油的流速呈现上升趋势。
3. 随着氮气泡沫注入量的增加，原油的流速随之增加，但增加速率逐渐减小。
1. 氮气泡沫能够明显改善稠油的流动性，提高原油采收率。
2. 温度对稠油流动性有显著的影响，较高的温度有利于原油的流动。
3. 适量的氮气泡沫注入可以改善原油的流动性，但过量注入会带来较小的增益。
四、应用前景展望
稠油热采氮气泡沫驱技术具有明显的优势，可以改善稠油的流动性，提高采收率，降低采油成本。
在实际应用中，可以将该技术应用于稠油开采过程中，提高采油效率，增加油田的产量。
稠油热采氮气泡沫驱技术也可以与其他开采技术相结合，如水驱、聚合物驱等，形成多元复合采油技术，进一步提高原油采收率。
稠油热采氮气泡沫驱技术在稠油开采中具有广阔的应用前景，对于提高油田的采收率、改善能源利用效率具有重要意义。
相信随着技术的不断进步和完善，该技术将在油田开采中发挥越来越重要的作用。