稠油熱采井氮氣泡沫抑制邊水技術(shù)研究

宋遠飛孫鵬勃（.長城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院， 遼寧 盤錦 400；.遼河油田沈陽采油廠， 400）

稠油熱采井氮氣泡沫抑制邊水技術(shù)研究

宋遠飛1孫鵬勃2（1.長城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院， 遼寧 盤錦 124010；2.遼河油田沈陽采油廠， 124010）

由于中原油田對于稠油開采過程中對于熱力開采使用過度，因此在后期過程中的氣竄現(xiàn)象等對油田的汽油比造成了極大的影響，并且水竄現(xiàn)象導致了含水量過高，因此急需開展稠油熱采井氮氣泡沫抑制邊水技術(shù)研究。為此進行了專項實驗，對發(fā)泡劑的效果、將其加入的時間點和邊水能量大小在抑制邊水的作用上的大小進行分析實驗。并依據(jù)實驗得到實驗結(jié)論，對發(fā)泡劑的濃度、阻力因子、注氮氣泡沫時間和原油采出程度各項因素進行詳細的分析，得出詳盡的結(jié)果。

發(fā)泡劑；稠油熱采；邊水上竄；氮氣泡沫；邊水抑制

眾所周知，蒸汽吞吐作為一種先進的采油方式，在稠油熱采井的開采中扮演著重要的角色，但是在隨著這種開采方式持續(xù)作用，生產(chǎn)周期的不斷增加，副作用不斷的顯現(xiàn)了出來，不斷下降的汽油比、邊水的侵犯和傳統(tǒng)蒸汽吞吐的效果不斷的降低。而針對這些問題，不斷的研究表明，在進行蒸汽吞吐的同時，在其中加入一定比例的高溫泡沫可以顯著提高蒸汽的波及范圍以及驅(qū)替效率。

1 稠油熱采井氮氣泡沫抑制邊水原理分析

要想很好的抑制邊水，經(jīng)研究表明，通過注入一定量的發(fā)泡劑和氮氣混合，使得氣體以及邊水上竄的通道中被發(fā)泡劑和氮氣混合產(chǎn)生的泡沫給填充，尤其其泡沫具有極高的強度，這就使得流體流動的阻力增大，使得通道以及大的空洞被封堵，使得蒸汽轉(zhuǎn)而滲透到其他的低滲層等為驅(qū)替帶，使得波及的面積得到大大的提高，極大的促進了原油開采的效果。并且由于發(fā)泡劑還具有一些特質(zhì)十分的相似于表面活性劑，這就使得發(fā)泡劑還對于巖石濕潤性有著極大的改善，使得驅(qū)油的效率大大提升。

2 發(fā)泡劑效果研究

（1）靜態(tài)性能分析 在對發(fā)泡劑進行靜態(tài)效果的分析中，泡沫高度以及泡沫半衰期是其中最主要的兩個點。發(fā)泡劑的起泡程度由泡沫高度決定；而泡沫體積縮減，縮減至原來的一半體積的所用時間，被叫做泡沫半衰期。這兩項決定了泡沫的穩(wěn)定性。

圖1選用的是烷基苯磺酸鹽類耐高溫發(fā)泡劑，這種發(fā)泡劑的性能良好，上圖實驗中是通過傾倒法對不同濃度的發(fā)泡劑進行測試，來得知其起泡性能和穩(wěn)定性。由圖可知，無論是泡沫半衰期還是泡沫高度在發(fā)泡劑濃度不斷增大的情況下都是先增大后減小，中間有著短暫的平穩(wěn)期，因此0.4% ～ 0.6%是發(fā)泡劑的最佳濃度范圍。

圖1

（2）動態(tài)性能分析 在對發(fā)泡劑進行性能分析的時候，阻力因子是其中的主要參數(shù)，阻力因子通俗點說，就是工作壓差與實際壓差的比，這個比值代表著發(fā)泡劑產(chǎn)生泡沫實際的封堵效應的大小。

當溫度升高時，泡沫阻力因子會降低，可以看出，發(fā)泡劑具有良好的高溫封堵性能，在200度的高溫的時候，阻力因子達到了45，因此封堵性能在高溫中表現(xiàn)良好。

3 抑制邊水中氮氣泡沫的運用效果

（1）實驗器材及過程 實驗器材：耐高溫填砂管、保證恒溫的容器、平流泵、中間容器、回壓閥、壓力測試表、蒸汽發(fā)生裝置、氮氣瓶。

通過利用石英砂人工填出符合實驗要求的巖樣，并進行抽取真空，飽和油，嚴格控制蒸汽發(fā)生裝置的流量，在模擬地層溫度的同時保持恒溫箱溫度恒定位在50這個度數(shù)，控制蒸汽溫度在250攝氏度，在將蒸汽注入模型后計算模型兩端的流量和壓差，測試設(shè)備為平流泵和壓力測試表。關(guān)閉注入后，進行封閉，五分鐘后進行生產(chǎn)，并對產(chǎn)油量和產(chǎn)水量進行測量和計算，得出原油采出率以及含水率，并在邊水上竄或者含水過高時進行氮氣泡沫的注入，并重復進行蒸汽吞吐和原油采出，重復此過程。當周期綜合含水達98%時方可停止。

（2）實驗結(jié)果分析 我們可以明顯的看出來產(chǎn)油率與生產(chǎn)周期成反比，在生產(chǎn)周期增加時，產(chǎn)油率減少，當生產(chǎn)周期達到第四周期是，開始進行氮氣泡沫的注入，產(chǎn)油率產(chǎn)生明顯的反彈，不斷提升的產(chǎn)油率最終隨著余油飽和度的下降而逐漸下降。

我們可以清楚的看出原油采出率與生產(chǎn)周期成正比，隨著生產(chǎn)周期的不斷增大，增長幅度逐漸減小，在含水率較低的時候，注入氮氣泡沫之后，采出程度得到大幅增加。

產(chǎn)油率在邊水能量較高的時候，產(chǎn)油率保持在較高的高度，隨著氮氣泡沫的注入后，盡管邊水能量高度偏低，但是產(chǎn)油率仍舊得到一定的拉升，最后隨著生產(chǎn)周期的不斷增加，使得余油飽和度的不斷降低，使得產(chǎn)油率不斷的降低。

4 結(jié)語

綜上所述，我們可以從實驗中得出結(jié)論，發(fā)泡劑的濃度最佳的范圍不是越大越好，經(jīng)過實驗證明，0.4% ～ 0.6%是最佳的發(fā)泡劑的濃度范圍，而阻力因子與溫度成反比，溫度越高，阻力因子越小，在高溫的情況下，例如在二百度的高溫時候，發(fā)泡劑阻力因子能夠達到十分理想的45以上的數(shù)值；在邊水水竄的情況下，原油采出程度與注氮氣泡沫的時間成反比，注入氮氣泡沫的時間越早，原油采出率越高，并且在邊水能量較強的情況下，也很難對氮氣泡沫的封堵作用產(chǎn)生影響。

［1］彭通曙，鄭愛萍，劉洪恩，趙剛，侯菊花.新疆淺層稠油油藏氮氣輔助蒸汽吞吐提高采收率研究與應用［J］.新疆石油天然氣，2009，（03）.

［2］畢長會，趙清，王書林，袁秀麗.稠油熱采井氮氣泡沫調(diào)剖技術(shù)研究與應用［J］.石油地質(zhì)與工程，2008，（06）.