空氣泡沫驅技術的研究現狀及展望

于娣(天津市大港油田采油工藝研究院三次采油室, 天津 300280)

現在，由于多數水驅油田已經過了開采的高峰期，油藏本身所具有的非均質性，再加之油田儲量的下降，使得水驅開采具有含水率高、采出率低等特點。這是對油藏資源的巨大浪費，而且我國現在經濟發展正是需要大量的油藏。因此我們有必要研究新的驅油方法，空氣泡沫驅油技術將空氣驅油和泡沫驅油雙重有機結合起來，具有調剖和驅油的雙重功能。空氣泡沫驅技術由于空氣具有來源廣、成本低廉的顯著特點，因而具有廣泛的應用前景。

1 空氣泡沫驅技術的國內外研究現狀

Fried作為世界上第一位研究泡沫驅油技術的人，在1956年開始了他關于泡沫驅油的研究。美國伊利諾伊州希金斯油田于1976年對泡沫驅油的實驗，取得了良好的增油成果。之后我國開始引入這一技術，并進行了相應的改進。1977～1978年，我國的勝利油田對泡沫驅油技術進行了重要的現場試驗，我們所采用的就是空氣泡沫驅油技術，這是世界上第一次采用空氣泡沫驅油技術進行油藏開采的現場實驗。截至2009年，因為采用空氣泡沫驅油技術，中原油田已經實現了較大幅度的增油目標，階段油藏采收率提高4個百分點，這為空氣泡沫驅油技術的在國內的推廣，提供了最真實有效的實踐支持。

2 空氣泡沫驅技術的機理

空氣泡沫在孔隙介質中的形成、運移和破滅，這是空氣泡沫驅油技術機理研究的主要內容。

(1)空氣泡沫在孔隙介質中的形成 空氣泡沫在孔隙介質中的形成理論主要有液膜滯后、氣體截斷和液膜分段。液膜滯后理論是氣體以低速沿不同的方向進入孔隙介質之后，擠壓孔隙中的液體，使之發生運移而形成液膜。氣體截斷理論是氣體以高速通過孔隙介質的咽喉處，氣體前端在咽喉處形成液環，這個液環會截斷氣體，便形成分離泡沫。液膜分段理論是泡沫形狀改變或者泡沫再形成機理，主要受孔隙介質中已有的液膜滯后和氣體截斷形成的泡沫影響。

(2)空氣泡沫在孔隙介質中的運移 空氣泡沫在多孔介質中的運移可以分為泡沫的合并與分裂。其主要受到毛細管吸入和氣體擴張的影響。

(3)空氣泡沫在孔隙介質中的破滅 空氣泡沫在多孔介質中的破滅主要受氣體擴散和油滴作用的影響。一般分為有油破滅和無油破滅，有油破滅是指油滴與兩個或者兩個以上的氣泡的液膜產生相互作用時，油滴被逐漸的膜鋪到氣泡的液膜上，氣泡破裂時，油滴就會重新分散。無油破滅是指在沒有油滴的參與下，氣泡在擴散運移過程中而產生破滅。

3 空氣泡沫驅油效果的影響因素

(1)空氣泡沫的注入壓力 通過大量的研究實現數據分析發現，空氣泡沫注入壓力對空氣泡沫驅油效果具有明顯的影響。隨著空氣泡沫的注入壓力增大，油藏的采收率具有明顯的提高，但是當空氣泡沫的注入壓力超過某一值之后，隨著空氣泡沫注入壓力的增大，油藏的采收率增速減緩，甚至出現油藏采收率下降的趨勢。

(2)空氣泡沫的氣液比 研究發現空氣泡沫氣液的比值較低的時候，由于存在著大量的液體，使得油藏的開采需要更大的提升動力，空氣泡沫注入壓力需要更大，而且由于液體的液膜對油藏的運移通道形成堵塞，因而降低了油藏的采收率。但是當空氣泡沫的氣液比值較大時，由于存在的大量的氣體，雖然可以降低空氣泡沫的注入壓力，也可以降低液體對油藏的運移通道的堵塞，但是由于大量的氣體注入，而且是采用高壓注入，這使得油藏難以從多空介質中運移出來，反而影響了泡沫在介質中的運移，更不利于提高油藏的采收率。

(3)發泡劑、空氣、泡沫第材料的注入順序 發泡劑要對泡沫進行發泡作用，使得其產生大量的泡沫。空氣的注入要推動泡沫和油藏在多孔介質中運移，因此按何種順序對泡沫、空氣、發泡劑進行注入就顯得尤為重要，這也直接影響到油藏的采收率的提高。

4 空氣泡沫驅技術存在的問題

由于空氣泡沫驅油技術在理論和現場應用中還存在著一些問題，因此研究空氣泡沫驅油技術中的問題，可以有助于我們提高空氣泡沫驅油技術的油藏采收率，在更大的范圍內進行空氣泡沫驅油技術的推廣。

空氣泡沫驅油技術的理論問題。空氣泡沫驅油技術的一些重要理論的研究尚不成熟，例如，泡沫流動特性的理論研究、泡沫在高溫高壓條件的運移理論研究、泡沫在非均質多空介質中的運移和破滅理論。這些理論的研究尚不成熟，使得空氣泡沫驅油技術缺乏完整的理論體系支持。

5 結語

本文主要對空氣泡沫驅油技術在國內外的研究現狀和機理作了介紹，并分析了空氣泡沫驅油技術應用對于提高油藏采收率的影響因素和空氣泡沫驅油技術在理論和現場應用中存在的問題，最后介紹了空氣泡沫驅油技術未來的發展方向。

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