泡沫堵水技術在稠油開采中的應用研究

李心意 賈永峰 李安（中海油田服務股份有限公司油田生產事業部 天津市 300452）

針對稠油開采過程中，邊底水滲透的問題，可以引入泡沫堵水技術，因為泡沫這種物質的粘稠度較高、柔軟度好、彈性能力強、堵大不堵小，能夠堵水但是卻能保持油分，在堵水、驅油等方面都體現出良好的功能與功效，經過實踐研究證明泡沫堵水技術在稠油開采過程中發揮了非常關鍵而重要的作用，體現出非常好的應用效果。

一、泡沫堵水技術機理研究

泡沫堵水機理通常非常適應多層合采所導致的小層產液不勻稱的油田，也可以用在那些底水推進較強、容易滲水的油田。

1.在中國渤海海灣的一些油田項目，因為所開采出的未經加工的原油粘稠度較高、層狀儲存、油藏不均勻等都導致了水驅開發矛盾問題不斷出現，所開采的油田水分較多，開采濃度較低，影響了開采效果。為了提高采油純度與濃度，可以引入泡沫堵水技術，從而解除層間原油分布不均的困惑。

泡沫的主要作用為：泡沫作為一類選擇性堵水劑，用水來充當分散介質，將水注入到某一地層之后，在水體含量較高達到飽和狀態的地層，泡沫就能夠發揮有效的封堵功能，因為泡沫有著“逢油消飽、逢水穩定”的特性，也就是說泡沫可以在含水量較大的地層中較為平穩、安全地生存，相反，在含油飽和度較高的地層內，泡沫的穩定性則不明顯，無法發揮封堵的作用，正是由于以上的作用和效果，才使得油井能夠獲得良好的封堵效果。

2.南海一些油田開發項目，具有較高的水體滲透特征，特別是邊底水量較大，水量充足，這些特點都容易造成邊底水推進過多，導致油井出現過多的水體，產油量也隨之下降。

為了能夠開采出更多的石油，能夠獲得更好的采油效果，可以引入泡沫堵水方法，具體的工作原理體現：在底水推進的油井中，可以以高壓的方式注入泡沫，提高近井地區的壓力，從而使水錐壓控制到某一方位，從而在井筒四周的高含水地區打造出一大塊泡沫密集區，從而發揮良好的堵水增油的功效。

二、泡沫堵水的實驗研究

1.泡沫油敏性實驗研究

泡沫屬于選擇性較高的堵水劑，泡沫在水體、油體的擇取中有著完全不同的效果，泡沫油敏性實驗著重針對泡沫對原油的敏感性展開探究，也就是泡沫對原油的吸附度。

試驗根據WaringBlender方法，在正常的溫度下，將滲水較多的原油添加到濃度為1.0%的2號起泡劑溶液中，觀察起泡劑溶液的靜態特征。經過試驗研究表明：原油對泡沫的起泡體積、半衰期、排液半衰期等都有非常明顯的影響，在原油的作用下，泡沫的起泡體積顯著減小，排液速度明顯提高，泡沫相對不穩定，可以說油的濃度也稠密，對泡沫的這種影響力越大。出現這種現象的原因：水體的張力要遠大于油水界面張力，一旦油界面、水界面能夠同步存在時，界面就依照自動減小規律發生改變，從而使得更多的起泡劑從水面上升至油水界面，這樣就造成了最初泡沫喪失表面活性劑的保護，導致被破壞現象的發生。

經過這一實驗可以看出：泡沫對油有著非常敏感的作用，甚至出現了遇油消泡的功能，這樣都導致了泡沫能夠發揮堵水保油的功能。

2.泡沫堵水能力實驗研究

泡沫的堵水能力是通過評判泡沫的堵水效率進行的，正常溫度下，選擇25mmx600mm的、滲透率為2.2平方微米的人造填砂模型，選擇2號起泡劑調配出1.0%的起泡劑溶液。確保氣體與液體的比例在2比1，將其內部添加0.5PV的泡沫，將泡沫兩側的度堵水率計算出來。

經過對實驗數據的分析與對比能夠得出：泡沫體現出非常強的堵水功效，當添加了0.5PV的泡沫后，驅替壓差則升至45.9倍，堵水率上升至97.8%，在此基礎上再蓄水，驅替壓差則開始慢慢下降，當所添加的水位2.0PV時，驅替壓差則上升到原來的三倍之多。從中能夠總結出:當確保泡沫有很足的注水量時，泡沫則會發揮對水體的封堵功效。

經過上面的實驗研究能夠看出：由于滲透率不同、泡沫的選擇性也不同，泡沫更加傾向于滲透阻力相對有限的高滲底層，從而在低滲透層的封堵能力下降，這就是泡沫良好的功能和作用，能夠發揮保油控水的作用。

三、泡沫堵水技術支持于海上石油開采的實例

例子一：

渤海油田的石油多為河流儲層，結構相對平緩，原油濃度較高，但是由于邊底水大量深入，影響了石油的濃度，甚至出現石油遭水淹沒等問題。

到2009年底，部分地區的石油含水量已經達到85%之多，采出程度在5%以下，呈現出顯著的底水錐進問題，而且以后所開采的稠油含水量不斷增多，為了解決這一問題，該油田引入了氮氣泡沫堵水技術，向油體中添加泡沫，具體的體積數達到4000立方米，處理半徑達到30米，經過泡沫注入施工改造后，油井的含水量顯著減少，水量降低了15%，產液量也降低到100立方米/天，每一天都有新采油量上升，這一上升體積達到8立方米。由此顯示出了良好的堵水保油效果，而且生產參數相對穩定，產生了很好的堵水效果，這種堵水有效性保持在一年之久。

例子二：

一個海上油田的儲油構造為多層狀藏油，油體濃度較高，多為稠油，地層出現很多砂體，甚至導致了日后的停產，為了解決這一問題，采取了泡沫沖砂洗井施工，收到了非常好的效果。經過為其一個月的改造施工，油井含水量與未改造前相比含水量明顯下降，下降了30%以上，而且這種堵水控水的效果保持了10個月之久，產生了良好的控水效果。從中可以看出，泡沫在油田堵水中能夠發揮非常有效的功能和作用。

總結：

泡沫堵水技術作為一項有效的油田開采堵水技術，能夠發揮良好的控水、堵水功效，能夠降低所開采石油中水分含量，提高石油濃度，維護原油的高純度。

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