三疊系低滲透油藏空氣泡沫驅發泡劑篩選研究

張 康，范 偉，李姝蔓，賈劉靜，徐飛艷，王麗莉，杜朝鋒

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安 710065；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安 710065）

空氣泡沫驅是以泡沫作為調剖劑，空氣作為驅油劑，既能顯著提高波及效率，又可提高洗油效率的一種提高采收率技術，其在油藏治水驅油中具有較好的應用前景[1-2]。我國自20 世紀70 年代初就開始了泡沫驅的研究，研究主要集中在中東部的中、高滲油藏。而低滲透油藏由于滲透率低，儲層比表面大，對發泡劑吸附損耗大，且大多數低滲透油藏裂縫發育，使得常規發泡劑適應性差[3]。長慶靖安油田三疊系長6 油藏滲透率低，平均滲透率為1.25 mD，地層水礦化度高，為8.05 g/L，且儲層裂縫發育，常規的發泡體系適應性有限，急需開展發泡劑適應性研究。

針對上述問題，本文通過對市場應用較好的不同類型發泡劑進行對比實驗，開展了與地層水配伍性、發泡率、排液半衰期、耐油性、抗吸附性、洗油效率等室內評價，考察了不同類型發泡劑對長慶三疊系長6 油藏的適應性，最終篩選出了與油藏適應性良好的發泡劑。

1 實驗部分

1.1 實驗藥品及設備

1.1.1 實驗材料 長慶油田三疊系長6 油藏地層水，水型CaCl2，礦化度8.05 g/L；注入水，水型Na2SO4，礦化度3 000 mg/L；長6 原油，密度0.75 g/L，油藏中粘度2.4 mPa·s；長6 油砂，80 目～100 目；石英砂，80 目～100目；1#發泡劑-聚氧乙烯醚類非離子型發泡劑；2#發泡劑-甜菜堿類兩性發泡劑；3#發泡劑-聚氧乙烯醚硫酸鹽類發泡劑；4#-季銨鹽類陽離子發泡劑；5#-脂肪酸磺酸鹽類陰離子發泡劑。

1.1.2 儀器 吳茵攪拌器-7012S，美國WARING 公司；洗油瓶-SW7001，中石油勘探開發研究院；恒溫振蕩水浴，江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司；立式攪拌器-Eurostar 20 High speed digital，歐洲之星；磁力攪拌器-HJ6A，江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司；萬分之一電子天平-ML204，梅特勒-托利多國際股份有限公司；全自動閉口閃點的測定儀-ZFBS200，北京時代新維測控設備有限公司；DHQ-1 型提高采收率試驗裝置，長慶油田勘探開發研究院。

1.2 實驗方法

1.2.1 發泡劑與地層水配伍性評價方法 長慶三疊系長6 油藏地層水配制0.4%發泡劑溶液，在50 ℃下放置24 h 后，通過觀察溶液配伍性。

1.2.2 發泡劑發泡率、排液半衰期評價方法 采用三疊系長6 油藏注入水配制濃度為0.4 %的發泡劑溶液200 g 用吳茵（WARING）攪拌器（轉速約7 000 n/min）攪拌1 min，立即倒入2 000 mL 的量筒中，開始計時，記錄停止攪拌時泡沫的體積（V 被稱為泡沫發泡體積）以及從泡沫中分離出100 mL 液體所需要的時間（t），t被稱為泡沫排液半衰期，簡稱半衰期。

表1 發泡劑與三疊系長6 油藏配伍性評價

發泡率（ф=［V/200］×100 %）表示發泡能力，用t表示泡沫的穩定性。ф 越大，表明發泡劑的發泡能力越強，t 越大，表明泡沫的穩定性越好。

1.2.3 發泡劑抗吸附性評價方法 發泡劑抗吸附性測定方法遵照Q/SY1583-2013，吸附后按照1.3.3 測試發泡劑發泡率和排液半衰期。

1.2.4 發泡劑耐油性評價方法 配制發泡劑濃度0.4%、原油濃度10%的發泡劑溶液200 g。按1.3.3 方法測定泡沫液發泡率和排液半衰期。

1.2.5 發泡劑洗油效率評價方法 發泡劑洗油效率測定方法遵照Q/SY1583-2013。

2 結果與討論

2.1 配伍性評價

不同類型發泡劑與三疊系長6 油藏配伍性評價結果（見表1），結果顯示，1#～5#發泡劑在地層水中溶解性良好，油藏溫度下放置30 d 溶液均勻透明，無沉淀，說明1#～5#發泡劑與研究區地層水配伍性好。

2.2 發泡劑起泡穩泡性能評價

發泡劑起泡穩泡性能評價結果（見表2）。在地層溫度50 ℃下，1#～5#發泡劑發泡率均大于465 %，排液半衰期大于210 s，對于長6 油藏環境具有較好的發泡和穩泡能力。

表2 發泡劑發泡率、排液半衰期評價

2.3 抗吸附性評價

發泡劑在油藏中的吸附損失直接影響驅油效率，因此巖石對發泡劑的吸附是篩選發泡劑的一個重要技術指標。

評價結果（見表3），可以看出，1#～5#發泡劑溶液經過石英砂（80 目～100 目）吸附后，發泡體積、排液半衰期變化較小，1#～5#發泡劑抗吸附能力強。

表3 發泡劑抗吸附性評價

2.4 原油對發泡劑的影響

為了避免、減緩發泡劑在驅油過程中遇油不起泡、消泡的現象，要求其具有一定的抗油性、穩定性，通過在含油條件下對發泡劑進行發泡率、排液半衰期評價，選擇耐油性強、發泡性能優秀的發泡劑。

實驗結果（見表4），可以看出，1#～4#發泡劑在遇油后發泡能力有一定的減弱，但是幅度較小，排液半衰期在遇油后都有了明顯的增加，這是由于發泡劑溶液與原油形成了一定的乳狀液，使得泡沫的穩定性增強所致[4-5]。而5#發泡劑在遇油后不起泡，說明其耐油性差，不適合作為長6 油藏泡沫驅用發泡劑。

表4 發泡劑耐油性評價

2.5 洗油能力評價

對1#～4#發泡劑進行了洗油效率評價，實驗結果（見表5），可以看出，1#～3#發泡劑洗油效率較好，洗油效率大于48 %，而4#發泡劑洗油效率不理想，不適合作為長6 油藏泡沫驅用發泡劑。

表5 發泡劑洗油效率評價

3 物理模擬試驗評價

對前面篩選出的1#～3#發泡劑進行巖心驅替實驗，考察其提高采收率能力。巖心為長6 油藏天然巖心，長度15 cm，空氣泡沫氣液比1∶1，注入速度0.1 mL/min。

表6 發泡劑提高采收率能力評價

實驗結果（見表6），可以看出，1#～3#發泡劑形成的泡沫，均能在一定程度上提高長6 原油采收率，其中3#發泡劑形成的泡沫體系提高采收率幅度最大，為19.4%。因此，最終選擇聚氧乙烯醚硫酸鹽類發泡劑-3#發泡劑作為靖安油田長6 油藏空氣泡沫驅用發泡劑。

4 結論

（1）聚氧乙烯醚硫酸鹽類發泡劑－3#發泡劑具有良好的發泡能力及半衰期，且耐吸附性能好，耐油能力強，洗油效率高，能滿足三疊系長6 油藏空氣泡沫驅發泡劑性能要求。

（2）物理模擬結果顯示，與單獨的水驅相比，聚氧乙烯醚硫酸鹽類發泡劑-3#發泡劑能提高三疊系長6油藏驅油效率19.4 %，具有較高的提高采收率潛力。

［1］ 黃建東，孫守港，陳宗義，等.油田注空氣提高采收率技術［J］.油氣地質與采收率，2001，8（3）：79-81.

［2］ Greaves M，Ren S R，Xia T X.New airinject ion t echnolog y f or IOR operations inlig ht and heavy oil reserv oirs［R］.SPE57295，1999.

［3］ 任邵然，于洪敏，左景欒，等.中原油田空氣泡沫驅提高采收率技術［J］.石油學報，2009，30（3）：413－416.

［4］ 王杰祥，張琪，李愛山，等.注空氣室內試驗研究［J］.石油大學學報（自然科學版），2003，27（4）：73－75.

［5］ Pascual M，Crost a D，L acent re P.et al.Airinject ion into a mat ur e wat erfl ooded light oilreservoir:L aborat ory and simulat ion result sfo r Barr ancas F ield，Argentina［R］.SPE94092，2005.