空氣泡沫驅動高溫高鹽油藏

□ 孫世高

向儲層同時注空氣和泡沫能發揮空氣和泡沫復合驅的技術優勢，比較適用于中高滲、高含水、非均質嚴重的油藏提高采收率。

□ 中原油田采油三廠工作人員正往罐中添加表面活性劑，確保明15塊油田先導復合試驗增油見成效。趙奕松 攝

6月17日下午，中原油田采油三廠明19號空氣泡沫驅注入站內一片繁忙。該廠工藝研究所調剖室主任吝擁軍正在仔細查看明15塊明486井空氣和發泡液的注入量、注入壓力等工藝參數。“注入井明486井只對應明408井一口油井。明408井2009年底見效，初期日增油5.1噸，目前已累計增油5120噸。”吝擁軍說。

2007年5月至今，中原油田在高溫高鹽油藏開展空氣泡沫驅礦場試驗，先后注入1322.5萬立方米空氣和8.7萬立方米發泡液，累計增油3.55萬噸，采收率提高5～9個百分點。其中，胡12塊空氣泡沫調驅采收率提高5.52個百分點，明15塊空氣泡沫驅采收率提高8.84個百分點。

空氣泡沫驅落戶中原

中原油田開發30余年來，部分油藏的采收率已接近或超過油藏標定的采收率目標。在這種情況下，如何進一步提高原油采收率、實現東濮老區產量硬穩定，成為科技人員的攻關方向。

中原油田油層埋藏深，儲層變化大，油層溫度和地層水礦化度較高，特別是鈣鎂離子含量高。在這樣苛刻的條件下，利用化學驅大幅提高采收率舉步維艱。科研人員調研認為，東濮老區三次采油技術的突破點在氣驅技術領域，比如二氧化碳驅、氮氣驅、天然氣驅、空氣驅等。

“經過多輪次分析論證，我們還是選擇了氣源易得的空氣作為三次采油的注入驅替氣體。”中原油田采油工程技術研究院中高滲油藏研究所高海濤說。

雖然空氣驅具有氣源豐富、來源廣、成本廉價等優點，但對大多中高滲夾層、無傾角水平地層來說，由于氣竄和黏性指進，單純注空氣的驅油效率受到限制。可如果利用泡沫就能降低水和氣的相對滲透率，增加驅油效率和波及體積，從而大幅提高采收率。

“向儲層同時注空氣和泡沫能發揮空氣和泡沫復合驅的技術優勢，比較適用于中高滲、高含水、非均質嚴重的油藏提高采收率。”中原油田高溫高鹽油藏空氣/泡沫驅提高采收率技術研究項目組主要負責人之一林偉民表示。

增油效率節節攀升

早在2000年，中原油田采油工程技術研究院就已展開“注空氣泡沫調驅提高采收率”技術研究。經過多年室內研究，2007年5月，中原油田在國內首次成功地在中高滲、嚴重非均質、高含水典型油藏胡狀油田胡12塊4個井組開展了空氣泡沫調驅礦場試驗。

中原油田采油五廠工藝研究所采收率室張兵濤依然清晰記得6年前中原油田開展空氣泡沫調驅試驗的第一口井——胡12－152井。他介紹說，胡12塊4個井組試驗后，累計增油6211噸，可采儲量增加4.43萬噸，采收率提高5.22%。

此后，中原油田分別在胡19塊、衛317塊、明15塊、胡5塊等油藏展開空氣泡沫調驅礦場試驗。

“中原油田注空氣泡沫驅油，前期以個別井組試驗為主，規模小，只能說是‘調’，在2009年之后，隨著試驗規模的擴大，逐步達到‘驅’的層次。”高海濤說。

明15塊空氣泡沫驅礦場試驗始于2009年6月，油藏采收率較試驗前明顯提高。2011年，中原油田在國內又首次展開空氣泡沫/表面活劑復合驅技術應用研究。針對明15塊特點，科研人員在注入空氣和泡沫的同時，再加入表面活性劑，原油采收率再次得到提升。

截至目前，中原油田在明15塊共實施復合驅礦場試驗10個井組，累計增油2.3萬噸，增加可采儲量14.83萬噸，采收率提高8.84個百分點。

實現安全注氣和防腐

在空氣泡沫驅礦場試驗中，中原油田科研人員面臨兩只攔路虎：一只是實現安全注氣難度較大的難題，另一只是注氣引起的井筒及管道設備的腐蝕問題。

據高海濤介紹，注入空氣中的氧氣在與原油發生不完全氧化反應時，地層中的輕烴組分會和氧氣形成混合性爆炸氣體，在特定條件下就會發生爆炸事故。此外，由氧氣、二氧化碳引起的設備腐蝕，也一度導致部分區塊不得不暫停試驗。

為趕走攔路虎，科研人員一邊加強油藏精細描述，一邊優化試驗層系和井組，努力尋求破解之道。

今年5月上旬，高溫高鹽油藏空氣/泡沫驅提高采收率技術研究項目通過集團公司鑒定，項目研究成果整體達到國際領先水平。筆者在鑒定書上看到，安全和腐蝕這兩個大難題已經解決。

中原油田不但利用自主設計的爆炸混合物實驗裝置測算出了臨界氧含量值，而且通過防回流、脫氧、定期清理積炭、在線實時監測產出氣變化等多項技術，實現了井口、井筒、壓縮機等關鍵節點的安全可控。

初次見到吝擁軍時，他正在檢查新進的一批不銹鋼基體防腐短節。“普通油管在注入井中使用4個月就會腐蝕報廢，這種新研制的不銹鋼基體防腐短節能堅持一年多時間。”吝擁軍說。

目前，中原油田已研究出流速、溫度及分壓對腐蝕的影響幅度，開發出緩蝕劑、犧牲陽極材料，優選出防腐管材，形成系列綜合防腐技術，使系統腐蝕速率控制在部頒標準以內。