低渗油田空气驱泡沫防气窜技术研究及矿场应用

为了抑制低渗油田注空气过程中气窜的发生、提高注空气效率,开展了空气泡沫防止气窜技术研究。对研究出的复合泡沫体系ES-70/O12的抑制气窜效果和影响因素进行实验研究。研究结果表明:泡沫的注入速度、注入方式对泡沫抑制气窜效果和采收率具有显著影响。提高注入速度和采用段塞式的注入方法,可以提高泡沫封窜效果和提高采收率。研究出的体系在含油条件下仍然具有高的发泡效率。通过对研究出的体系在贝尔油田空气驱矿场试验过程中的应用。结果表明:研究出的泡沫体系对空气驱过程中气窜具有明显的抑制效果,注入泡沫后注气效果得到了改善。     

氮气泡沫驱气体窜流特征实验研究

在泡沫驱提高油田采收率的过程中容易发生气体窜流现象。为了界定气窜时机和程度,提出产气率上升指数I_g;通过物理模拟实验,研究起泡剂浓度、注入方式、注入速度以及含油饱和度等参数对氮气泡沫驱气窜现象的影响。结果表明:表面活性剂可以增强液膜的强度,液膜排液作用降低了气窜现象的发生;使用泡沫发生器产生的泡沫质量优于段塞注入以及气液共注等方式,且不易发生气窜;注入速度越小,越容易发生气窜现象,但是注入速度超过一定值以后,泡沫的封堵能力趋于稳定;I_g=0.5为临界气窜点,超过临界气窜点,即发生气窜。     

低渗透油田CO2驱泡沫封窜技术研究与应用

为有效地封堵气窜通道和提高驱油效率,研制了SD—4和SD—5两套泡沫配方体系,在pH=3、含油60%的条件下,SD—4体系泡沫的膨胀倍数为4.1、泡沫半衰期83 h、阻力因子120。现场试验表明,二氧化碳泡沫能有效封堵气窜通道,扩大二氧化碳气体的波及体积,降低无效循环,提高驱油效率,试验井注气压力升高6.0 MPa,连通油井见到了明显的增油降气效果,该技术具有较好的发展前景,为其它气驱提供借鉴。     

玉门H低渗透裂缝油藏强化泡沫防气窜实验研究

玉门油田贫氧空气驱油先导试验中3口采油井过早发生明显的气窜,使产液量与产油量大幅下降,影响正常生产。采用Waring Blender方法测定了矿化度8.3×10⁴ mg/L、温度114℃条件下的不同配方体系的泡沫性能,确定了较优的0.2% WP4+0.3% NS强化泡沫体系配方,通过岩芯驱替实验研究了该体系的高温高压稳定性、低渗透裂缝岩芯封堵性及气驱后贫氧空气泡沫调驱提高采收率的效果。实验结果表明,强化泡沫在高压条件下稳定性明显提高;能够增加流体在基质及裂缝中流动时的阻力,具有流度控制能力,阻力因子分布在5.09~38.66;对于贫氧空气驱后采用强化泡沫调驱的岩芯,提高采收率可达16.70%~38.11%。     

海上稠油油藏强化N2泡沫调驱实验研究

采用新型PENF(polymer enhanced nitrogen foam)调驱技术,可有效提高非均质严重的海上稠油油藏采收率。实验采用三管并联模型,模拟非均质储集层,进行FAW(foam alternating water)调驱实验,分析非均质稠油油藏水驱低效原因,揭示PENF的EOR机理,并优化注入参数。结果表明,与常规泡沫相比,新型复配PENF体系极大增强了泡沫稳定性和调驱能力,更适用于非均质严重的海上稠油油藏;调驱过程体现"逐级堵调、依次动用",采用优化参数:多段塞、气液比1∶1及FAW注入方式,提高水驱驱油效率40%,达73.52%,有效提高采收率。     

注气速度对空气泡沫防气窜性能影响的实验研究

通过岩心渗流物模实验,采用气液同注方式,对不同注气速度条件下空气泡沫防气窜能力进行了实验研究。实验测量了岩心两端注入压差随注气速度增长的变化值,对比了含聚泡沫和无聚泡沫防气窜能力,得出在注气速度一定的情况下,含聚泡沫的注入压差明显高于无聚泡沫,且含聚泡沫能在更高的注气速度条件下防气窜,并且界定了气窜发生的临界注气速度。     

特低渗透油藏CO2驱室内实验研究

针对大庆外围油田特低渗透油藏剩余油潜力大、井网加密效益差、水驱采收率低等问题,提出了特低渗透油藏CO2驱技术。通过细管实验和天然岩芯CO2驱油实验,确定了CO2与高台子油田原油的最小混相压力,评价了特低渗透砂岩油藏CO2驱油效果。实验结果表明,CO2驱可以应用于高台子油田,并取得较好的驱油效果。当天然岩芯空气渗透率为0.58 mD时,在水驱基础上,气驱可以进一步提高采收率8%以上,特低渗透油藏实施CO2驱油技术是可行的。     

渗透率对低渗油藏CO_2驱气窜的影响规律研究

为了确定低渗透油藏渗透率对CO2驱油过程气窜的影响规律,为延长油田筛选理想的油藏开展CO2驱矿场试验,通过室内实验研究了不同渗透率岩芯驱替下见气时间、气窜时间、扩散速度及不同阶段采收率的变化特点。实验结果表明:扩散速度随渗透率的增加而增加,见气时间和气窜时间随岩芯渗透率的增加而缩短,且当渗透率增加到某一值(本实验为10 mD左右)后,见气时间和气窜时间几乎都降为0。见气采收率随渗透率的增加而降低;渗透率在某一范围值内,气窜采收率和最终采收率随渗透率的增加先降低后缓幅上升。低渗透油藏CO2驱见气后仍有大幅的提高采收率空间,大量原油主要在见气后至气窜前采出。而且,一旦发生气窜,采收率进一步提高的幅度将非常有限。     

气驱过程中气窜问题的室内研究与探讨

气驱实验是注气提高采收率研究的基础,物理模拟实验过程中气窜问题是影响气驱实验研究的重要因素之一,如何有效预防气窜和发生气窜后采取正确的处理手段对气驱室内研究尤其重要。文中较为系统地分析了气窜问题带来的危害,从机理研究和现场应用相结合的方法入手,对气窜压力的测定、影响因素、防气窜机理和防气窜方法进行了深入的研究,并结合室内现有条件对气窜问题进行系统的分析与探讨,论述了如何对气驱室内研究过程中气窜的问题进行控制,并提出合理的意见和建议。     

特低渗油藏CO2非混相驱封窜实验研究

为了提高特低渗油藏CO2驱的开发效果,以靖边三叠系延长组长6段为研究对象,设计了5组不同的驱油实验(生产压差分别为1 MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa)分析CO2驱过程中的窜逸规律.实验结果表明,随着压差增加,见气时间和气窜时间缩短,但是最终采收率却呈现出先增加后降低的趋势,且见气前后产量大幅增加,是开采的最主要时期.实验显示在3 MPa压差下驱油效果最好.在3 MPa驱替压差下开展了封窜提高采收率实验,封窜剂选用异丙胺.结果显示:封窜剂的残余阻力系数为6.92,扩大波及体积效果很好,提高采收率的幅度达15％.实验结果表明延长组长6段油藏的最佳驱替压差为10 MPa,在气窜之后采用异丙胺封堵能大幅提高最终采收率.     

SiO_2/SDS复合体系CO_2泡沫驱油性能实验研究

以无机SiO_2纳米颗粒与SDS协同稳定的CO_2泡沫为研究对象,研究了该复合体系泡沫的耐温、耐油性能,并通过物理模拟实验研究了其驱油机理及性能。结果表明:复合体系中SDS质量分数为0.25%、SiO_2纳米颗粒质量分数为1.5%时,CO_2泡沫在80℃条件下半衰期可达25.3 min,相比较单一SDS体系CO_2泡沫半衰期延长23.8 min;原油体积分数10%时,复合体系CO_2泡沫半衰期相较于单一SDS体系CO_2泡沫延长18 min;复合体系CO_2泡沫对于附着在岩石壁面上的原油具有更为明显的"擦除"作用,这种作用与泡沫在多孔介质中的快速反复运动相结合能够进一步提高洗油效率;随着复合体系质量分数的增加,采收率增幅逐渐增加,当SiO_2纳米颗粒质量分数达到1.5%时,可提高采收率30.3%;22~80℃实验温度范围内,复合体系CO_2泡沫提高采收率均达到20%以上。     

注入压力对CO2驱气窜影响规律及裂缝封堵研究

为了确定注气压力对CO₂驱油过程中气窜的影响规律,结合矿场实际情况,设计不同注气压力方案,测试不同注气压力下的窜逸时间,得出注气压力与CO₂窜逸速度、采出程度的变化规律。实验结果表明,注入速度、基质渗透率、裂缝大小及宽度是影响注入压力主要因素,合理的注入速度是控制注入压力的关键。注入速度越大,注入压力越大;裂缝越大,注入压力越低;基质渗透率越大,注入压力越小,在此基础上优选淀粉体系合理注入速度为0.2 mL/min。通过岩芯造缝模拟实验可知,气体的波及体积受储层裂缝影响严重,当级差大于1 000时,采出程度小于1%,优选了高强度凝胶体系为：淀粉4%+单体4%+交联剂0.05%+成胶控制剂0.18%,该凝胶体系强度高,成胶时间在8~20 h、性能稳定能够能够有效封堵住裂缝,封堵裂缝后采出程度可达19%,有效扩大了CO₂驱的波及体积。     

绥中36-1油田氮气泡沫逐级调驱实验研究

多层砂岩油藏非均质严重,大段多小层笼统注水时注入水沿高渗透层窜流;利用氮气泡沫驱可有效改善注入剖面。在前人双管实验研究的基础上,创新提出应用三管并联驱替注泡沫逐级调驱的实验方法,重点研究了不同渗透率级差、相同渗透率级差不同渗透率级别和气液比对氮气泡沫调驱效果的影响。研究结果表明经过氮气泡沫调驱后,泡沫有效发挥了调整分流作用,使高渗管、中渗管和低渗管的产液量趋于均匀,体现了"分级堵调、逐级启动"的特性,有效改善了非均质储层的开发效果,对该类油藏的高效开发有一定的借鉴意义。     

低渗油藏注CO2／N2组合段塞改善驱油效率实验

针对江苏高集低渗低饱和低能量油藏,开展了先注CO₂前置段塞再后续N2段塞顶替的驱油机理研究。通过高集油藏地层原油加注CO₂／N₂气体互溶性膨胀相态机理、多次接触抽提-凝析过程相态机理以及交替注CO₂／N₂组合段塞细管驱替最小混相压力测试、长岩芯驱替效率等实验和模拟研究,对CO₂／N₂组合段塞注气驱油机理及效果进行了分析评价。结果显示,先注CO₂前置段塞再后续注N2顶替的驱替方式能更有效地发挥CO₂增溶膨胀、近混相和N₂弹性膨胀驱油的优势,其驱油效率能达到甚至超过单纯注CO₂的驱油效率。这种驱替方式不仅有利于改善注非烃气体的驱替效率,还可减轻令人担忧的采油井气窜后所带来的采油管柱和设备的腐蚀问题。此外将这一方式推广到注CO₂前置段塞再后续注烟道气的驱替过程,还可在提高油藏采收率的同时实现工业温室气体地下环保埋存。     

致密油储层CO2驱核磁共振实验研究

针对致密油储层动用困难问题本研究以CO_2为注入介质,对致密油注气开发效果进行评价,并借助核磁共振技术,从微观角度阐述了致密油储层注CO_2的驱替特征。实验结果表明,CO_2驱可以有效启动赋存在致密孔隙中的原油,非混相压力下(10 MPa),CO_2突破快,小孔隙中原油未动用,驱替后原油饱和度分布不均匀,驱替效率低;而在混相压力之上(24 MPa),CO_2突破明显变慢,驱替后原油饱和度均匀下降,大小孔隙中的原油均被启动,采出程度较高。此外从采出原油组成可以看出,高压下CO_2抽提作用非常明显,原油组分以C7~C29为主,几乎不合C30+组分,这表明CO_2会导致原油中重质组分在孔隙中沉积。     

化学驱微观机理及体系优选实验研究*

通过微观仿真刻蚀模型,结合河南油田某区块的孔隙结构,在水驱基础上进行表活剂驱、聚合物驱、聚合物/表活剂二元驱。分析研究了每种驱替体系对水驱产生的盲端、膜状、吸附、簇(柱)状、孤岛状的启动机理,同时量化三种化学体系对各类剩余油在模型中的驱替效率。实验结果表明,盲端剩余油适合高黏聚合物体系,针对不同形状盲端不同界面张力的体系作用效果不同;孤岛状剩余油适合高黏体系,界面张力对其影响不大;吸附状剩余油适合聚合物体系的黏度为(10~20)m Pa·s,且降低体系界面张力有利于启动此类型残余油,但在模型中多会形成此类残余油;膜状剩余油在低黏度聚合物体系下即可以很好启动,适宜体系界面张力数量级在10-1~10-2之间;化学驱启动剩余油,后续油启动运移过程中易形成小径簇状油,其含量在剩余油中占的饱和度较大。     

聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究

为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.     

QHD32-6油田N2泡沫驱高温高压可视化实验研究

利用高温高压可视化填砂管,研究了静态和动态条件下N2泡沫驱油过程中原油与泡沫的流动规律及其驱油机理,并对QHD32-6油田N2泡沫驱泡沫体系进行优化.实验结果表明：压力的增大有利于更多N2溶入原油中,使原油黏度下降,有利于原油的采出;随温度升高,N2泡沫在填砂管模型中的封堵作用逐渐减弱.在90℃下,N2泡沫体系仍具有较高的阻力因数,说明该体系具有良好的耐高温性能.随注入速度的增加,泡沫产生的阻力因子增大;但压力过大容易形成气窜影响采收率,因此,应将注入速度控制在1～2 mL/min.     

氮气泡沫热水驱油机理及实验研究

借助室内实验和数值模拟，研究了氮气泡沫热水驱提高稠油采收率的机理．结果表明：在注热水的同时注入氮气和泡沫可以大大提高稠油的采收率，其机理主要表现在降黏、原油体积膨胀、调剖等方面．氮气泡沫热水驱和热水驱的对比试验显示氮气泡沫热水驱不仅可以提高采收率，而且还可以提高采油速度．     

蒸汽氮气泡沫调驱实验研究

针对蒸汽驱驱油过程中存在的蒸汽超覆、汽窜等问题,进行了渗透率及含油饱和度对平面调剖效果影响的室内实验研究。不同渗透率对平面调剖效果的影响实验表明,注蒸汽同时注入N2泡沫体系,可以增大低渗透岩心的波及体积,从而提高原油采收率;不同含油饱和度对平面调剖效果的影响实验表明,蒸汽伴注N2泡沫对次生水体和平面高渗透层具有良好的封堵能力。