岳玉全, 鄭之初, 張世民

(1.中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所,北京100080; 2.中國(guó)石油遼河油田分公司錦州采油廠,遼寧凌海121209)

氮?dú)馀菽?qū)發(fā)泡劑優(yōu)選及油層適應(yīng)性室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

岳玉全1,2, 鄭之初1, 張世民2

(1.中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所,北京100080; 2.中國(guó)石油遼河油田分公司錦州采油廠,遼寧凌海121209)

氮?dú)馀菽?qū)是普通稠油開(kāi)采后期的一種經(jīng)濟(jì)可行的接替技術(shù),可以大幅度提高剩余油采收率。氮?dú)馀菽?qū)取得效果的一個(gè)重要前提是選擇發(fā)泡性能好,泡沫阻力大的發(fā)泡劑。采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)對(duì)幾種初選的發(fā)泡劑進(jìn)行了優(yōu)選,選出了性能最優(yōu)的發(fā)泡劑;并進(jìn)行了可視化實(shí)驗(yàn),對(duì)氮?dú)馀菽?qū)油層適應(yīng)性進(jìn)行了研究,表明非均質(zhì)模型泡沫驅(qū)效率均低于均質(zhì)模型,但在殘余油狀態(tài)下,非均質(zhì)模型泡沫驅(qū)增油效果要明顯高于均質(zhì)模型。儲(chǔ)層非均質(zhì)性越嚴(yán)重,水驅(qū)殘余油狀態(tài)下,泡沫驅(qū)油的增產(chǎn)效果越顯著。對(duì)于非均質(zhì)嚴(yán)重的儲(chǔ)層,礦場(chǎng)泡沫驅(qū)油增產(chǎn)效果更好。

氮?dú)馀菽?qū); 發(fā)泡劑; 油層適應(yīng)性

氮?dú)馀菽?qū)是指在油田開(kāi)發(fā)后期,將發(fā)泡劑溶液(一種表面活性劑溶液)與從空氣中分離出的氮?dú)庠诰€混合,產(chǎn)生離散的泡沫,利用泡沫液具有高視粘度和選擇性優(yōu)先封堵高含水大孔道的特性進(jìn)行驅(qū)油,克服熱力采油中遇到的重力超覆、汽竄和指進(jìn)等問(wèn)題,從而提高原油采收率的一種三次采油增產(chǎn)措施[1-4]。氮?dú)馀菽?qū)對(duì)提高中質(zhì)稠油油田的采收率是一種可行的方法,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)于泡沫的產(chǎn)生及在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移已有大量的研究[5-10]。在泡沫驅(qū)采油技術(shù)中,一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是選擇合適的表面活性劑作為發(fā)泡劑,具有發(fā)泡量大、穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)和增加阻力明顯等特征。在一定的經(jīng)濟(jì)成本下,選擇合適的發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在實(shí)際的油藏中,地層大多是非均質(zhì)的,采用水驅(qū)、蒸汽驅(qū)等常規(guī)方法常出現(xiàn)驅(qū)替前沿不均,波及效率不高,采收率低等缺點(diǎn)。本文從氮?dú)馀菽?qū)發(fā)泡劑的優(yōu)選和對(duì)油層非均質(zhì)的適應(yīng)性兩方面展開(kāi)研究,為氮?dú)馀菽?qū)采油技術(shù)的應(yīng)用提供支持。

1 發(fā)泡劑優(yōu)選

發(fā)泡劑作為氮?dú)馀菽?qū)采油的主要驅(qū)替配液用劑,其性能的好壞對(duì)開(kāi)發(fā)效果起到至關(guān)重要的作用。因此,進(jìn)行合理篩選、有效檢測(cè)與測(cè)試是一項(xiàng)十分重要的質(zhì)量和性能保證工作。發(fā)泡劑的優(yōu)選包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)試評(píng)價(jià)方法。發(fā)泡性能是發(fā)泡劑最重要的指標(biāo)之一,通過(guò)靜態(tài)方法對(duì)不同的發(fā)泡劑在標(biāo)準(zhǔn)狀況(常溫、常壓)下對(duì)其發(fā)泡性能進(jìn)行測(cè)試,研究發(fā)泡量和半衰期等評(píng)價(jià)指標(biāo)。評(píng)價(jià)泡沫液性能的另一個(gè)重要指標(biāo)是阻力因子,反映了泡沫液較普通氣-液二相流在多孔介質(zhì)中滲流時(shí)增加阻力的能力,阻力因子越大,泡沫封堵能力越好,驅(qū)油效果越好。通過(guò)動(dòng)態(tài)方法可以對(duì)發(fā)泡劑的能力進(jìn)行優(yōu)選。

1.1 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)

1.1.1 實(shí)驗(yàn)方法 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)試發(fā)泡劑的發(fā)泡量和泡沫半衰期來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)泡劑的性能。模擬實(shí)驗(yàn)選用編號(hào)分別為1-4的4種發(fā)泡劑(添加犧牲劑或穩(wěn)定劑,有較好的抗鹽性),其發(fā)泡性能測(cè)試方法如下:首先將發(fā)泡劑原液配制成0.5%、1%、1.5%和2%4個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的發(fā)泡劑溶液,體積為100 mL;然后將其中一種溶液倒入攪拌器中,在7 000 r/min的速度下攪拌3～5 min的時(shí)間;攪拌停止后以最快的速度將攪拌液倒入帶有刻度的量筒中,并記錄量筒中泡沫總高度,記錄泡沫總高度隨時(shí)間的變化,測(cè)試泡沫的半衰期(泡沫高度衰減一半所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。半衰期越長(zhǎng),泡沫越穩(wěn)定)。一種發(fā)泡劑實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,再將另一質(zhì)量分?jǐn)?shù)的發(fā)泡劑溶液倒入攪拌器中,重復(fù)上次過(guò)程,評(píng)價(jià)不同發(fā)泡劑發(fā)泡性能并進(jìn)行優(yōu)選。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 4種發(fā)泡劑在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的發(fā)泡量、半衰期的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。

Fig.1 Relationship between foam volume,foam half-life and concentration of foam agent圖1 發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)與發(fā)泡量和泡沫半衰期之間的關(guān)系

1.2 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)

上面從靜態(tài)角度評(píng)價(jià)不同的發(fā)泡劑發(fā)泡量及穩(wěn)定性。下面從動(dòng)態(tài)的角度來(lái)研究發(fā)泡劑性能,測(cè)試地層溫度(50℃)條件下,不同發(fā)泡劑在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同氣液體積比下在填砂圓管模型中的阻力因子,根據(jù)阻力因子的大小來(lái)判斷每一種發(fā)泡劑在地層中的驅(qū)油效果,由此選出驅(qū)替效果最好的發(fā)泡劑用于礦場(chǎng)驅(qū)油。

阻力因子定義為泡沫液在多孔介質(zhì)中滲流時(shí)產(chǎn)生的壓降與相同氣液體積比條件下不加入發(fā)泡劑氣液二相流在多孔介質(zhì)中滲流時(shí)產(chǎn)生的壓降之比。該參數(shù)反映了由于發(fā)泡劑加入,發(fā)泡后引發(fā)滲流阻力的增加。增加值越大,說(shuō)明泡沫的封堵效果越好。

1.2.1 實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)方法 用于評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑樘钌皥A管模型,直徑為2.1 cm,長(zhǎng)度為19.5 cm,用河砂充填成符合滲透率要求的模型,抽真空、飽和水進(jìn)行阻力因子測(cè)試實(shí)驗(yàn)。模型具體物性參數(shù)見(jiàn)表1。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程為將水和氮?dú)獍凑找欢ǖ臍庖后w積比注入模型,測(cè)試不同氣水比下的流動(dòng)壓力;將注入水改為一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的發(fā)泡劑溶液進(jìn)行與上面對(duì)應(yīng)的氣液體積比驅(qū)替實(shí)驗(yàn),記錄模型驅(qū)替過(guò)程中的壓力變化,直到壓力穩(wěn)定為止。計(jì)算不同發(fā)泡劑在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的阻力因子。實(shí)驗(yàn)流程如圖2所示。

表1 阻力因子測(cè)試模型物性參數(shù)Table 1 Physical parameters of the models for drag force factor

試驗(yàn)溫度50℃,注入液體速度2 mL/min,3#劑實(shí)驗(yàn)測(cè)得測(cè)試不同氣水的流動(dòng)壓力與阻力因子結(jié)果如表2所示。

表2 3#發(fā)泡劑的阻力因子測(cè)試結(jié)果Table 2 Results of test for drag force factor in 3#foam agent

Fig.2 Flow sheet of drag force test圖2 阻力因子測(cè)試實(shí)驗(yàn)流程示意

1.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 4種發(fā)泡劑在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同氣液體積比條件下的阻力因子見(jiàn)圖3。由圖3可知3#發(fā)泡劑的阻力因子最高,2#次之,1#和4#發(fā)泡劑的阻力因子最低,綜合靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,將3#發(fā)泡劑作為優(yōu)選的結(jié)果。質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)阻力因子影響較大,當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)阻力因子很低,但當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到1%或繼續(xù)增加到2%時(shí),阻力因子不再有大的改變,說(shuō)明發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)選值應(yīng)該是1%。相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的發(fā)泡劑溶液與氣液體積比有以下對(duì)應(yīng)關(guān)系:阻力因子首先隨氣液體積比增加而增加,當(dāng)氣液體積比增到3∶1或4∶1后,阻力因子不再繼續(xù)增加,相反還會(huì)隨氣液體積比的增加而降低,同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)如果氣液體積比太低,小于或等于1時(shí),阻力因子就會(huì)太小,達(dá)不到泡沫驅(qū)油的效果,而且4種發(fā)泡劑阻力因子在測(cè)試過(guò)程中都存在著這一現(xiàn)象,說(shuō)明每一種泡沫在驅(qū)油過(guò)程中都存著一個(gè)最佳氣液體積比,該值從圖中可以清楚地看到。

Fig.3 Variation of drag force factor with gas-liquid ratio and concentration of foam agent圖3 阻力因子隨發(fā)泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)及氣液體積比的變化

綜合阻力因子測(cè)試實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)實(shí)驗(yàn),優(yōu)選3#發(fā)泡劑作為下一步驅(qū)油實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象,最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%,最佳氣液體積比介于2到4之間。下面室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究選擇最佳氣液體積比為3∶1。

術(shù)后1年隨訪未出現(xiàn)不融合的情況，腰背痛VAS評(píng)分、腰痛JOA評(píng)分及ODI功能評(píng)分顯著低于術(shù)前，獲得較好的融合和臨床療效。術(shù)中采用1枚拉力螺釘固定對(duì)側(cè)，降低了耗材費(fèi)用。因此，該術(shù)式具有切口小、創(chuàng)傷小、半堅(jiān)強(qiáng)固定、并發(fā)癥少、融合率高、臨床效果好、費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。

2 泡沫驅(qū)油層非均質(zhì)適應(yīng)性研究

由于玻璃模型的可視性效果好,可以清楚地看到模型水驅(qū)油至殘余油時(shí)的油水分布狀態(tài),以及在殘余油狀態(tài)下泡沫驅(qū)油的過(guò)程,開(kāi)展可視化實(shí)驗(yàn)可以幫助認(rèn)識(shí)泡沫驅(qū)的驅(qū)油機(jī)理,了解泡沫在地層條件動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,有效指導(dǎo)泡沫驅(qū)開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)。下面對(duì)均質(zhì)和非均質(zhì)及非均質(zhì)不同滲透率級(jí)差的平板玻璃模型,分別進(jìn)行水驅(qū)后再泡沫驅(qū)的可視化實(shí)驗(yàn),研究泡沫驅(qū)對(duì)油藏的適應(yīng)性。

2.1 平板模型制作

平板可視模型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)參數(shù)如表3所示。首先將玻璃模型三面密封,在沒(méi)有密封的一面充填沙子。充填砂子目數(shù)主要20-40目,60-80目,80-120目和200目。填充完畢后用HY876雙組份環(huán)氧膠粘結(jié),固化后就可以用來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。長(zhǎng)、寬、高尺寸為:20 cm ×15 cm ×0.5 cm。制作了兩類(lèi)模型一為均質(zhì)模型,入口位于右下角,出口在左上角;另一種為3層非均質(zhì)韻律模型,級(jí)差分別為2和4,模型入口以邊水形式均勻注入,但出口分設(shè)在3個(gè)層里(見(jiàn)圖4)。

Fig.4 Diagram of heterogeneous porous media圖4 非均質(zhì)正韻律模型的平面示意

表3 平板可視模型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)參數(shù)Table 3 Fundamental parameters of the flat-panel model

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.2.1 均質(zhì)模型 實(shí)驗(yàn)過(guò)程是先進(jìn)行水驅(qū)至殘余油,再進(jìn)行依照上面實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行泡沫驅(qū)油,以便進(jìn)行水驅(qū)效率、水驅(qū)加后續(xù)泡沫驅(qū)效率比較,認(rèn)識(shí)水驅(qū)與氮?dú)馀菽?qū)的不同動(dòng)態(tài)特點(diǎn)。水驅(qū)油過(guò)程中模型顏色變化不是十分明顯,波及范圍沒(méi)有達(dá)到模型全部,說(shuō)明水驅(qū)油效率偏低。注入水一開(kāi)始也是主要沿著對(duì)角線流動(dòng)驅(qū)油,隨著驅(qū)替過(guò)程的進(jìn)行,注入水繼續(xù)沿著對(duì)角線前進(jìn),直到模型出口,同時(shí)注入水在對(duì)角線兩側(cè)的波及范圍也在不斷擴(kuò)大。到水驅(qū)結(jié)束時(shí),注入水沿著注采對(duì)角線以紡錘形狀分布,在另外兩角沒(méi)波及到。最終水驅(qū)采收率為69.22%(見(jiàn)圖5(a))。

Fig.5 End state of water flood in 1#homogeneous media圖5 1#均質(zhì)模型水驅(qū)油和泡沫驅(qū)油結(jié)束狀態(tài)

在水驅(qū)至殘余油結(jié)束后,接著進(jìn)行泡沫驅(qū)的實(shí)驗(yàn)。泡沫進(jìn)入模型后模型內(nèi)的顏色明顯變淺,而且泡沫波及到的地方與沒(méi)有波及到的地方存在著明顯的反差,說(shuō)明在殘余油狀態(tài)下,泡沫驅(qū)油提高采收率效果顯著,模型入口在泡沫持續(xù)驅(qū)替過(guò)程中開(kāi)始變白,波及范圍增加。同時(shí)泡沫注入壓力也開(kāi)始明顯上升。驅(qū)替最后模型中幾乎沒(méi)有殘余油存在,效果非常顯著(見(jiàn)圖5(b))。

可以發(fā)現(xiàn)水驅(qū)后改注泡沫,殘余油狀態(tài)下泡沫的封堵效果良好,采收率較水驅(qū)明顯增加,含水率顯著降低,直到含水率達(dá)到100%實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

總結(jié)1#模型水驅(qū)和泡沫驅(qū)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)飽和油模型在水驅(qū)到殘余油后再進(jìn)行泡沫驅(qū)效果十分顯著,可大大提高原油采收率。因此,在儲(chǔ)層進(jìn)行泡沫驅(qū)油時(shí),首先注水驅(qū)油或其他驅(qū)油方式到殘余油狀態(tài),然后再改注泡沫,盡量使油田儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)達(dá)到高效,經(jīng)濟(jì)的合理化開(kāi)采。

2.2.2 非均質(zhì)模型 2#模型是正韻律非均質(zhì)模型,由3種目數(shù)的河砂充填而成,模型級(jí)差為2(見(jiàn)圖4)。模型抽真空直接飽和原油,然后以2 mL/ min的速度進(jìn)行邊水驅(qū)油到殘余油狀態(tài),之后以3∶1(氣3 mL/min+液1 mL/min)的氣液體積比進(jìn)行泡沫驅(qū)。

水驅(qū)時(shí)注入水大部分沿著下部高滲層流動(dòng),少量注入水在中低滲層中流動(dòng)。采出程度較低,整個(gè)模型水驅(qū)油采收率不高,只有62.3%。采收率主要集中在高、中滲層的出口采出,低滲層出口沒(méi)有出油(見(jiàn)圖6a)。

圖6b到圖6e表示水驅(qū)后進(jìn)行泡沫驅(qū)替剩余油時(shí)在不同時(shí)刻模型中剩余油的分布狀態(tài)。從圖6b和圖6c可以看到泡沫開(kāi)始進(jìn)入到模型的過(guò)程,泡沫同樣首先進(jìn)入下部高滲層中,由于高滲層含有飽和度低,發(fā)泡效果好且穩(wěn)定性好,泡沫封堵能力高,驅(qū)替壓力升高,驅(qū)替液進(jìn)入中滲層,驅(qū)油效果表現(xiàn)得十分明顯,殘余油明顯減少。

圖6d表明泡沫在下部高滲層中的驅(qū)替效果越來(lái)越明顯,逐漸變白;同時(shí)中低滲層中泡沫驅(qū)效果也更加顯著,顏色明顯變淺,殘余油顯著減少,且入口處也開(kāi)始變白;低滲層泡沫驅(qū)效果稍差一些,但對(duì)最右側(cè)圖,低滲層波及面積也明顯增大,且顏色變淺,不過(guò),低滲層的油在流動(dòng)過(guò)程中大部分先進(jìn)入中滲層,然后通過(guò)中滲層的出口被驅(qū)出。

在圖6e中,下部的高滲層由于泡沫驅(qū)的作用,殘余油飽和度基本上接近于零,由于泡沫對(duì)高滲層的封堵作用,中低滲層的泡沫驅(qū)油效果也十分明顯,到泡沫驅(qū)替結(jié)束時(shí),中滲層中的殘余油飽和度也非常低,只在靠近出口的位置還有少量的殘余油存在。低滲層中還殘留一定量的原油,由于低滲層滲透率最低,整體泡沫驅(qū)替在低滲層中很難進(jìn)行,大量的泡沫在入口處就改道進(jìn)入中滲層,故到泡沫驅(qū)結(jié)束后,低滲層的顏色沒(méi)有變白,還殘留著一定量的原油。驅(qū)替過(guò)程中由于泡沫對(duì)中高滲層封堵效果,驅(qū)替壓力一直在增加,直到含水率達(dá)到100%。

Fig.6 Process of foam flood in 2#heterogeneous media圖6 2#非均質(zhì)正韻律模型泡沫驅(qū)油過(guò)程

3#模型級(jí)差為4,其余參數(shù)及實(shí)驗(yàn)過(guò)程同2#模型。為便于比較,把其實(shí)驗(yàn)結(jié)果與1#和2#模型結(jié)果列于表4中。

表4 不同模型水驅(qū)及泡沫驅(qū)采收率結(jié)果Table 4 Results of water and foam flood in different media

從表4可以看出,均質(zhì)模型水驅(qū)和泡沫驅(qū)采收率都高于非均質(zhì)模型;水驅(qū)結(jié)束后,非均質(zhì)模型泡沫驅(qū)采收率提高程度明顯大于均質(zhì)模型;非均質(zhì)模型級(jí)差越大,其水驅(qū)效率越低,泡沫驅(qū)采收率提高程度越大。說(shuō)明氮?dú)馀菽?qū)對(duì)油藏非均質(zhì)性有更好的適應(yīng)性。

3 礦場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例分析

JI0塊氮?dú)馀菽囼?yàn)區(qū)含油面積0.68 km2,地質(zhì)儲(chǔ)量2.598×106t,9口注入井,對(duì)應(yīng)44口采油井。方案預(yù)計(jì)在已采出42.2%的基礎(chǔ)上,提高采收率15.6%(其中泡沫驅(qū)5年,采出程度9.5%),最終采收率達(dá)到57.8%,投入產(chǎn)出比1∶1.5以上。實(shí)際5年期內(nèi),注水1.094×106m3,注氮?dú)?.072× 1 05m3(折算地下),注藥劑7 999 t,采出程度為9.9%,投入產(chǎn)出比1∶1.74累計(jì)增油1.61×105t噸,階段采出程度11.2%,階段提高采收率6.2% (動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)最終提高采收率9.3%),總采出程度達(dá)到53.3%,全面完成了方案階段預(yù)期目標(biāo)(見(jiàn)表5)。

試驗(yàn)經(jīng)歷了水驅(qū)向泡沫驅(qū)轉(zhuǎn)變和連續(xù)驅(qū)向段塞驅(qū)過(guò)渡這樣曲折變化過(guò)程,期間通過(guò)工藝改造、擴(kuò)建和多次動(dòng)態(tài)注入?yún)?shù)優(yōu)化調(diào)整,才逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)完善與配套,實(shí)現(xiàn)了方案的各項(xiàng)指標(biāo),突出表現(xiàn)在:

1)井注入壓力大幅上升,區(qū)塊地層壓力明顯恢復(fù):水井注入壓力由4 MPa升到9 MPa以上;油井壓力由平均4 MPa恢復(fù)到6 MPa左右,說(shuō)明地層壓力水平整體有所提高,具備調(diào)剖的基本特征和人工動(dòng)力驅(qū)替采油條件。

2)降水增產(chǎn)作用非常突出,單井含水降低30%～50%,產(chǎn)量增加3～7倍;試驗(yàn)區(qū)綜合含水降低8%～10%,產(chǎn)量增加近1倍。

3)入井的吸水剖面和生產(chǎn)井的產(chǎn)出剖面得到較大改善,油層動(dòng)用程度由67%提高到89%,提高了22%。

4)采出程度(1 1.2%)、平均采油速度(1.87%),比水驅(qū)提高采收率6.2%,動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)最終提高采收率9.3%,采油速度提高1倍。

5)效益顯著,方案5年期限內(nèi),9井組累產(chǎn)油25.63×104t,總投入1.500 18×108元,原油售價(jià)按方案設(shè)計(jì)1 020元/t計(jì)算,凈效益1.114 08×108t元,創(chuàng)效能力2.228×107元/a,單位操作成本585元/t,比方案設(shè)計(jì)低30元,投入產(chǎn)出比1∶1.7。

通過(guò)礦場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)表明氮?dú)馀菽?qū)采油可以提高原油采收率,效果顯著,提高采收率9.3%,是普通稠油油田蒸汽吞吐開(kāi)采后期經(jīng)濟(jì)有效、技術(shù)可行的接替技術(shù)。制取氮?dú)饧夹g(shù)和高壓注入工藝技術(shù)成熟,且符合清潔、無(wú)害化環(huán)保要求。礦場(chǎng)實(shí)踐表明,由于實(shí)際地質(zhì)情況、開(kāi)發(fā)歷史的復(fù)雜性,在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,在開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要根據(jù)實(shí)際情況不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,優(yōu)化注入?yún)?shù),實(shí)現(xiàn)泡沫驅(qū)高效開(kāi)發(fā),其中配套的監(jiān)測(cè)技術(shù)是評(píng)價(jià)、調(diào)整的重要依據(jù)和手段。

表5 方案實(shí)施前5年各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比表Table 5 Comparison between production index and project target

[1]Myers T J,Radke C J.Transient foam displacement in the presence of residual oli:experiment and simulation using a population-balance model[J].Ind.eng.chem.res.,2000,39:2725-2741.

[2]Zhang Y,Yue X,Dong J,et al.New and effective foam flooding to recover oil in heterogeneous reservoir[C].SPE paper 59367,presented at the 2000 SPE/DOE improved oil recovery symposium.Tulsa:[s.n.],2000:3-5.

[3]Apaydin O G,Kovscek A R.Transient foam flow in homogeneous porous media surfactant concentration and capillary end effects[C].SPE 59286,the 2000 SPE/DOE improved oil recovery symposium.Tulsa:Oklahoma,2000.

[4]Tanzil D.Foam generation and propapgation in heterogeneous porous media[D].[S.L.]:PhD thesis,Rice University, 2001.

[5]Tanzil D,Hirasaki G J,Miller C A.Mobility of foam in heterogeneous media:flow parallel and perpendicular to stratification[J].Soc.petrol.eng.j.,2002,7:203-212.

[6]Koehler S A,Hilgenfeld S,Stone H A.A generalized view of foam drainage:experiment and theory[J].Langmuir, 2000,16:6327-6341.

[7]Weaire D,Hutzler S,Cox S,et al.The fluid dynamics of foams[J].Jphys:condens matter,2003,15:S65-S73.

[8]Tanzil D,Hirasaki G J,Miller C A.Conditions for foam generation in homogeneous porous media[C].SPE paper 75176,SPE/DOE improved oil recovery symposium.Tulsa:[s.n.],2002:13-17.

[9]Gauglitz P A,Friedmann F,Kam S I,et al.Foam generation in porous media[C].SPE paper 75177,SPE/DOE improved oil recovery symposium.Tulsa:[s.n.],2002:13-17.

[10]Rossen W R.A critical review of Roof snap-off as a mechanism of steady-state foam generation in homogeneous porous media[J].Colloids surf.A:physicochem.eng.aspects,2003,225:1-24.

(Ed.:WYX,Z)

Selection of Foam Agent and Adaptability of Formation for Nitrogen Foam Displacement

YUE Yu-quan1,2,ZHENG Zhi-chu1,ZHANG Shi-min2
(1.Institute of Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100080,P.R.China; 2.Jinzhou Oil Production Plant,Liaohe Oilf ield B ranch ofPetroChina,Linghai Liaoning121209,P.R.China)

3March2008;revised19November2009;accepted16December2009

Nitrogen foam displacement is an alternative technique for heavy oil and can enhance the oil recovery.Foam agent is optimally selected from several ones based on foam performance by static and dynamic tests.Visual experiments are performed to study the adaptability of formation,and it is show that oil recovery is lower in heterogeneous formation than that in homogeneous formation.However,under condition of residual oil,the increment of recovery in heterogeneous formation is larger than that in homogeneous one.The more heterogeneous the porous media is,the higher the increment of oil recovery and the better the efficiency of foam displacement.

Nitrogen foam displacement;Foam agent;Formation adaptability

.Tel.:+86-427-7550413;fax:+86-427-7550413;e-mail:zsm57268@163.com

TE327

A

10.3696/j.issn.1006-396X.2010.01.019

2008-03-03

岳玉全(1963-),男,遼寧義縣,高級(jí)工程師,博士。

中國(guó)石油集團(tuán)公司資助項(xiàng)目(2008B-1001)。

1006-396X(2010)01-0080-06