泡沫輔助減氧空氣驅關鍵技術及應用

沈煥文，陳建宏，曹 麗，饒天利，郭西鋒，孟令為，李化斌

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

試驗區為三角洲前緣沉積，油層橫向連續性好，縱向非均質性強，油層平均孔隙度12.7%、滲透率1.81 mD，地層壓力系數0.66，屬典型的特低滲三低油藏。目前綜合含水68.8 %，地質儲量采出程度22.9 %，可采儲量采出程度95.2 %，標定采收率24.0 %，進入中高開發階段后，縱向、平面水驅矛盾突出，注水有效率下降，剩余油分布零散且呈分米-厘米級規模相間分布，依靠常規水驅技術挖潛采收率的空間變小。

根據試驗區儲層特征和開發矛盾，結合泡沫輔助減氧空氣驅室內研究的基礎上，在特低滲油藏A 區塊開展泡沫輔助減氧空氣驅試驗，先后經歷了井組試驗、先導試驗、擴大試驗、工業化試驗四個階段，目前形成22 注97 采的注采格局，完成方案設計總注入量0.5 PV的33.5 %，通過關鍵技術參數優化和配套水驅治理，歷經十年現場應用表明，在改善水驅、提高采收率方面效果顯著[1]。

1 關鍵技術應用

泡沫輔助減氧空氣驅驅油機理為泡沫封堵+基質氣驅，泡沫選擇性封堵油藏高滲層段，減氧空氣進入更細微的孔喉，驅替低滲層段，有效提高波及體積；同時起到補充地層能量的作用[2]。圍繞技術作用機理，在理論研究基礎上，重點開展注入方式、氣液比、注采比等關鍵技術參數優化和配套水驅組合治理[3]，現場應用效果顯著。

1.1 注入方式優化

驅替試驗表明，氣液段塞注入階段驅替壓力明顯上升；而注泡沫過程中，壓力保持穩定，后續水驅壓力降低，確定了氣液同注的注入方式。現場試驗證實，氣液同注注入壓力穩定，較水驅僅上升2.0 MPa，且注入過程中視吸水、氣指數曲線保持平穩，注入性良好。

1.2 注入參數優化

通過物理模擬試驗、數值模擬研究，結合現場試驗動態，重點對注入量、注入速度、氣液比等關鍵參數進行優化，不斷提升試驗效果，形成了泡沫輔助減氧空氣驅參數優化技術。理論研究合理注入量為0.4 PV～0.6 PV，現場實際設計注入量為0.5 PV，當氣液比高于3:1 后，累產油量增幅減緩，現場實際氣液比為2.0～3.0，當單井日注量過大后累產油增幅減小，現場實際設計注入速度為15 m3/d～25 m3/d。

現場調整效果表明，當氣液比在2.8:1～3.1:1、日注氣量20 m3～25 m3，日注液量10 m3～15 m3，注采比在1.5～2.0 時，試驗區含水上升速度得到有效控制，同時地層壓力保持水平趨于合理，主側向壓差由2.9 MPa下降到2.5 MPa，試驗效果明顯提升。

1.3 堵水組合配套

針對大孔道泡沫封堵較差的井，采取堵水調剖+泡沫空氣驅組合技術，不斷改善水驅效果。對比單一效果，堵水組合井組低滲層段吸水厚度增加，高滲層段注入強度減弱，吸水形態變好，井組含水上升得到有效控制。

1.4 地面工藝優化

自主研制了減氧增壓一體化集成裝置、產出氣含氧在線監測裝置和伴生氣安全防控裝置，建立SCADA監控平臺，形成了低含氧、低風險、安全可控的空氣泡沫驅地面工藝流程，現場檢測氧含量6.5 %，遠低于理論安全值10.0 %，確保了現場試驗安全運行。

2 現場應用效果

2.1 波及體積有效擴大

縱向上，室內試驗和注氣剖面測試表明[4]，氣液同注時低滲層段吸氣比例達到94.5 %、高滲層段吸液比例達到72.4 %，低滲層段以氣驅動用、高滲層段泡沫封堵為主，整體水驅動用程度由60.0 %上升到66.8 %，有效擴大了波及體積。平面上，通過參數優化、加大堵水聯作工作，主向井含水上升幅度由0.88%下降到-0.05%，側向井遞減由2.45%下降到1.03%，側向波及范圍增加。

2.2 地層能量快速補充

規模注入后地層補能效果較好，地層壓力年上升0.35 MPa，壓力保持水平由107.7 %上升到121.9 %，主側向壓差由2.9 MPa 下降到2.5 MPa，主向井流壓由5.1 MPa 下降到4.8 MPa，側向井流壓由2.4 MPa 上升到2.7 MPa，說明有效壓力驅替系統建立，地層能量平面分布更加均勻。

2.3 試驗區控水效果好于注水區

試驗區含水上升率變化優于同期水驅，試驗區整體注入后階段年均含水上升率3.29 %，目前含水上升率0.37 %。同期注水區階段年均含水上升率5.62 %，目前含水上升率0.52 %。

試驗區正常試驗期間降遞減優勢明顯，試驗區遞減呈下降態勢，遞減最低降低至-0.87 %；同期注水區域遞減呈緩慢上升態勢，目前遞減11.9 %。

2.4 采收率提升幅度明顯

泡沫輔助減氧空氣驅試驗區整體注入后，見效油井60 口，見效率95.2 %，平均單井增油峰值0.35 t，通過不斷優化注入參數和堵水技術組合拳應用，試驗區含水與采出程度曲線向右偏移，截至目前階段累計增油7.3×104t，預測最終采收率提高10.21 %。

3 結論及下步攻關方向

3.1 結論

（1）合理的注入方式、氣液比、注入速度、注采比是泡沫輔助減氧空氣驅技術效果提升的關鍵核心技術參數，堵水組合是提升效果的輔助手段。

（2）快速補能和波及體積有效擴大。地層能量快速恢復且平面分布均勻，說明有效壓力驅替系統建立，同時縱向上，低滲層段的剩余油得到有效驅替，高滲層段封堵效果明顯；平面上，優勢水驅方向封堵，弱水驅方向有效驅替，試驗動態與作用機理相符。

（3）提高采收率發展趨勢良好。通過不斷優化注入參數和堵水技術組合拳應用，油井見效率95.2 %，試驗區含水與采出程度曲線向右偏移，預測最終采收率提高10.21 %。

（4）空氣減氧撬裝注入裝置和在線含氧監測有效結合，既保證了靈活方便低成本注入又保證了運行安全。

3.2 下步攻關方向

（1）針對因儲層非均質性影響，注入端物性較好層段吸水強度大，注入單向突進，低滲層段不吸水或弱吸水，下步開展泡沫輔助減氧空氣驅精細分層注液、注氣技術攻關。

（2）針對采出端物性較好層段水洗程度高，物性較差的油層頂部、底部剩余油富集的問題，開展精細小層挖潛、射孔技術優化以及開展水平井開發試驗技術攻關。