非均質油藏特高含水期氮氣泡沫驅技術研究與應用

靳世磊 王長權

《強化泡沫驅提高原油采收率技術》一書概述了泡沫驅技術在國內外研究現狀，介紹了泡沫驅提高原油采收率技術的相關機理及滲流特性，綜述了強化泡沫驅物理試驗及數值模擬研究，重點強調了氮氣泡沫驅作用機理及滲流數學模型，結合相關先導性試驗實例分析了氮氣泡沫驅參數設計及方案選擇，并進行了驅采效果預測。本書系統性、理論性較強，具一定實用性，為油氣田開發及相關研究人員提供了極好的參考價值。

目前我國發現的油田多為非均質性陸相沉積儲層，相比常規油藏，其原油分布不連續且水油流度較高，導致水驅增產技術效果較差，尤其是滲透性較差的油藏及開采中后期含水量極高的老油田，注入壓力較高，極難進行繼續開采。雖采取水力壓裂等措施可相對提高原油采收率，但效果較短暫且需較長見效周期，不利于增加開發效益。注氣驅采技術被提出并廣泛應用于針對低滲高含水油藏開發，如CO2、空氣及氮氣等。相比前兩者，氮氣壓縮性和彈性能量較高，密度小且為惰性氣體，在油層高部位易形成次生氣頂，而小分子氮更易進入油藏基質，達到驅替原油提高采收率效果。但其在驅替過程中易流竄進入滲透率較高的生產井，導致氣驅效率下降，產氣含氮量較高。泡沫由于高視粘度、堵水不堵油及降低油水界面張力等特性可改善氮氣驅這一缺陷，也就是說氮氣泡沫驅綜合了氮氣驅和泡沫驅二者的驅油和封堵特長，達到高效驅采目的。

氮氣泡沫驅技術由于同時具諸多優勢被廣泛應用于非均質油藏特高含水期驅采，具保壓、增加彈性能量、降粘、堵水不堵油、堵大不堵小、降低油水界面張力及優異的封堵調剖能力等特性。①保持地層壓力穩定的同時可有效增加儲藏彈性能量;②降低原油粘度，氮氣在高壓條件下溶于原油增加膨脹體積，同時擠排出孔隙內原油，油相相對滲透率增加導致流動性增強;③堵水不堵油，泡沫較高的視粘度使其具遇油消泡、遇水穩定特性，油藏中高油飽和部位泡沫消減，高水飽和部位發泡增粘增加水流的滲流阻力，提高氣驅效率;④堵大不堵小，泡沫先于氣體竄入占據滲透性較高的大孔隙，增大油藏內有效驅替體積;⑤降低油水界面張力，泡沫本身為一種表面活性劑，可顯著降低油水界面張力，改善巖石表面濕潤性，增大吸附油流動性;⑥優異的封堵調剖能力，對滲透性較高部位可優先占據降低液相飽和度，高含水部位的選擇封堵，即堵水不堵油特性，且封堵后能改變液相流體的轉向。泡沫破裂后其中包含的氣體逸至儲層頂部或較高部位，可有效實現原油驅替。

目前，國內不少高含水油藏已進行了氮氣泡沫驅開發技術的先導性試驗開發。如遼河油田錦16區塊，已進入雙高開采階段，采用氮氣泡沫驅進行了10口井試驗，累積增產原油達4 000 t;吉林油田英東薩爾油藏屬典型非均質特高含水油藏，試驗前已無法進行有效驅采，S17-20井組共計11口井進行了3個多月氮氣泡沫驅采后，井口產出水量顯著下降，產油增加，年增產油達5 00 t，同時地層壓力有效提高。大量先導性試驗證明非均質性油藏特高含水期氮氣泡沫驅技術的可行性及有效性。

上述內容在《強化泡沫驅提高原油采收率技術》一書中進行了詳盡分析，諸多油田氮氣泡沫驅先導性試驗對其他油田的可持續發展具重要指導借鑒價值。在非均質性油藏特高含水期適當采取轉驅增產技術是提高原油采收率及經濟開發效益的有效手段，也是未來油氣田開發有效驅采領域重點研究內容之一。目前國內始終未能形成一套成熟的氮氣泡沫驅驅采技術體系，因此，日后應進一步探究氮氣泡沫驅技術的相關機理，如泡沫滲流特性、發泡劑發泡特性、驅采效果的控制及評價等。加強不同氮氣泡沫驅室內驅油性能評價，優化適用于不同類型油藏的氮氣泡沫驅體系配比、注氣速度及注氣體積等注采參數，結合物聯網建立有效數據庫，為未來非均質油藏高含水期規模性驅采提供有效技術儲備。