董家峰（長城鉆探工程技術(shù)研究院,遼寧 盤錦 124010）

火山巖裂縫性油藏氮?dú)馀菽w系起泡劑優(yōu)選與性能評(píng)價(jià)

董家峰
（長城鉆探工程技術(shù)研究院,遼寧 盤錦 124010）

針對(duì)火山巖裂縫性油藏的特點(diǎn)，使用Waring Blender法評(píng)價(jià)了六種氮?dú)馀菽w系起泡劑的起泡性能，優(yōu)選出HZ-1是最適合該類型油藏的氮?dú)馀菽鹋輨?該起泡劑的的耐鹽性較好，在高礦化度下任可保持較高的起泡體積與較長的半析水期，耐溫性能良，最佳濃度為0.8 %。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了起泡劑遇水穩(wěn)定，遇油消泡的特性的特征。當(dāng)油含量高于20 %后，起泡性能快速降低。起泡劑的這一特征有利于擴(kuò)大波及體積，提高剖面動(dòng)用程度，改善油藏開發(fā)效果。

火山巖裂縫性油藏；氮?dú)馀菽鹋輨?；Waring Blender；性能評(píng)價(jià)

0 引言

氮?dú)馀菽墙┠陙響?yīng)用較廣泛的一種三次采油新技術(shù)。氮?dú)馀菽哂泻芨叩囊曊扯龋梢杂羞x擇地封堵高滲層，大量注入的氮?dú)膺€可以保持地層壓力，減緩底水錐進(jìn)，降低油井含水率。ΗST油田是大型塊狀火山巖裂縫型油藏，儲(chǔ)層具有裂縫性與孔隙性雙重特征，非均質(zhì)性強(qiáng)，受到儲(chǔ)層裂縫發(fā)育與邊底水影響。該油田注水突破后形成無效注水通道循環(huán)，而常規(guī)堵水措施由于受高溫高井深的影響，一直未取得實(shí)質(zhì)性突破，開發(fā)這類油藏成為世界級(jí)技術(shù)難題。筆者針對(duì)火山巖裂縫性油藏的非均質(zhì)性，研究了濃度、溫度、礦化度等因素對(duì)起泡劑性能的影響，優(yōu)選出一種適合該類型油藏的氮?dú)馀菽w系起泡劑[1-4]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

起泡劑五種：PCS、ΗZ-1、ABS、PZ-2、DF-1。ΗST油田地層采出水、去離子水、穩(wěn)定劑：分子量為2000萬的聚丙烯酰胺（北京恒聚）

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

Waring Blender攪拌器；電磁攪拌器；電子天平；秒表；恒溫干燥箱。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

考察起泡劑的性能主要是評(píng)價(jià)起泡劑的起泡能力與穩(wěn)定性，目前國際上通常使用 Waring Blender法，該方法具有實(shí)驗(yàn)周期短，限制條件少，操作簡便的有點(diǎn)。將五種起泡劑用地層水配制成相同濃度的溶液100 mL，設(shè)定攪拌器轉(zhuǎn)速6000 r/min，攪拌2 min后讀取泡沫體積，隨后記錄泡沫液中析出50 mL液體所需的時(shí)間。改變起泡劑的濃度可以考察濃度對(duì)起泡性能的影響；改變?nèi)軇┑牡V化度可以評(píng)價(jià)起泡劑的耐鹽性；改變實(shí)驗(yàn)溫度可以評(píng)價(jià)溫度對(duì)起泡劑性能的影響；在體系中加入一定量的原油則可以評(píng)價(jià)起泡劑的耐油性[5-6]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

（1）起泡性及穩(wěn)定性。泡沫是指由液體薄膜活固體薄膜隔離開的氣泡聚集體。在泡沫體系中，液體和氣體的界面起著重要作用。使用Waring Blender法評(píng)價(jià)五種起泡劑的起泡體積和半析水期，結(jié)果見表1。從結(jié)果可以看出， ΗZ-1起泡能力最強(qiáng)，而PCS起泡能力最弱；DF-1穩(wěn)泡能力最強(qiáng)，PCS最弱；綜合來看，ΗZ-1具有最強(qiáng)的起泡能力的同時(shí)具有較好的穩(wěn)泡能力；（2）濃度的影響。起泡劑的濃度是影響起泡劑性能與泡沫穩(wěn)定性的重要因素。合適的起泡劑濃度不僅可以提高起泡體積、延長泡沫的半析水期，還可以提高現(xiàn)場應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。在其他條件不變的情況下，僅改變起泡劑的濃度測(cè)量其起泡體積與半析水期。從結(jié)果可以看出，隨著濃度升高，起泡體積逐漸增大，在濃度達(dá)到0.8 %左右時(shí)，起泡體積的增大趨勢(shì)放緩；隨著濃度升高，半析水期有先增加后降低的趨勢(shì)，在濃度0.8 %～1 %時(shí)達(dá)到最大值。綜合來看，起泡劑應(yīng)濃度選擇0.8 %；（3）耐鹽性。地層中的二價(jià)金屬離子，如Ca2+、Mg2+等對(duì)表面活性劑有一定的影響。為研究地層水的礦化度對(duì)泡沫體系的影響，在ΗST油田地層水礦化度的基礎(chǔ)上配制了不同礦化度的模擬水，在其他條件不變的情況下分布測(cè)定了起泡體積與半析水期。從結(jié)果可以看出，隨著模擬水礦化度的升高，泡沫體系起泡體積與半析水期均顯著降低，對(duì)半析水期的影響要大于對(duì)起泡體積，尤其是在高礦化度的情況下PCS與ABS兩種起泡劑的半析水期均在2 min以下，泡沫穩(wěn)定性很差。ΗZ-1的耐鹽性則相對(duì)較好，在高礦化度下任可保持較高的起泡體積與較長的半析水期；（4）耐溫性。將起泡劑溶液放入恒溫箱靜置，待體系達(dá)到設(shè)定溫度后測(cè)定起泡體積與半析水期。改變?cè)O(shè)定的溫度可以得到溫度對(duì)起泡劑性能的影響。從結(jié)果可以看出，高溫對(duì)起泡劑性能有不利影響。隨著溫度升高，起泡體積有先升高再降低的趨勢(shì)，ABS與ΗZ-1表現(xiàn)相對(duì)較好，90 ℃還可以保持400 mL以上的起泡體積；半析水期隨著溫度升高而降低，其中ΗZ-1與PZ-2表現(xiàn)相對(duì)較好，90 ℃還可以保持8 min以上的穩(wěn)泡時(shí)間。綜合來看，ΗZ-1的耐溫性能良好。

表1 起泡體積與半析水期

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）使用Waring Blender法評(píng)價(jià)了6種起泡劑的起泡性能，并研究了起泡劑濃度、溫度、礦化度與油含量對(duì)其起泡性能的影響；（2）結(jié)果表明，適合ΗST油田的起泡劑是ΗZ-1，該起泡劑的的耐鹽性較好，在高礦化度下任可保持較高的起泡體積與較長的半析水期，耐溫性能良，最佳濃度為0.8 %；（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了起泡劑遇水穩(wěn)定，遇油消泡的特性的特征。當(dāng)油含量高于20 %后，起泡性能快速降低。起泡劑的這一特征有利于擴(kuò)大波及體積，提高剖面動(dòng)用程度，改善油藏開發(fā)效果。

[1]賈學(xué)高.粘度高稠油開采方法的現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J].石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)）,2008,30(02) :529-537．

[2]吳國慶,黃立信,陳善鋒.稠油化學(xué)吞吐技術(shù)研究[J].西安石油學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2000,15(02):29-32．

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.256