陳 強(qiáng)

(中國(guó)石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院 吉林松原 138000)

吉林油田F118區(qū)塊空氣泡沫驅(qū)泡沫體系室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

陳 強(qiáng)

(中國(guó)石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院 吉林松原 138000)

為選取滿足F118區(qū)塊油藏條件的空氣泡沫驅(qū)注入?yún)?shù)，采用靜態(tài)、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，開展了空氣泡沫驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。模擬F118區(qū)塊流體和油藏物性，評(píng)價(jià)了不同起泡劑和穩(wěn)泡劑的能力，以及不同氣液比下的泡沫體系封堵性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：F118區(qū)塊空氣泡沫驅(qū)的合理氣液比為3∶I，最佳泡沫劑濃度為0.4%，最佳穩(wěn)泡劑濃度為0.1%，在此條件下有最優(yōu)的擴(kuò)大波及體積和提高驅(qū)油效率的能力。

F118區(qū)塊；泡沫體系；氣液比；泡沫濃度

空氣泡沫驅(qū)提高采收率技術(shù)兼具聚驅(qū)提高波及體積的特征、表活劑驅(qū)提高洗油效率的特征和氣驅(qū)高的流動(dòng)性特征。由于起泡劑和氣體同時(shí)存在，產(chǎn)生泡沫流具有獨(dú)特的泡沫驅(qū)油特征——高流變性、高阻力因子和殘余阻力因子等，能夠大幅度降低殘余油飽和度。泡沫的發(fā)泡率、半衰期、穩(wěn)定性、吸附性、界面張力、阻力因子等性能是評(píng)價(jià)空氣泡沫驅(qū)油體系的關(guān)鍵指標(biāo)。針對(duì)F118區(qū)塊,進(jìn)行泡沫劑靜、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，篩選出適合試驗(yàn)區(qū)F118空氣泡沫驅(qū)油體系。

1 地質(zhì)概況

F118區(qū)塊位于吉林省鎮(zhèn)賚縣境內(nèi)，距鎮(zhèn)賚縣城約40km，東鄰嫩江，南接月亮泡，西為四方坨子和一棵樹油田。本區(qū)構(gòu)造上位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)紅崗階地的北端，西鄰西部斜坡，東部與古龍凹陷接壤。區(qū)域上處于北西向南東傾的斜坡上，具有西北高，東南低的特點(diǎn)。開發(fā)目的層為高臺(tái)子和扶余油層，含油面積0.9Km2，石油地質(zhì)儲(chǔ)量50×l04t，孔隙度14.5%，滲透率為0.7mD，含油飽和度53%，采出程度13.1%。

2 空氣泡沫驅(qū)泡沫體系研究

2.1 泡沫劑的油田模擬鹽水配伍性評(píng)價(jià)

泡沫劑能否在水中溶解或形成均相的溶液是決定泡沫劑能否應(yīng)用的首要問(wèn)題。因此，首先進(jìn)行了泡沫劑的油田注入水和采出水配伍性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所有研究用樣品分別來(lái)自于國(guó)內(nèi)外知名廠商，其中發(fā)泡劑樣品4個(gè)，分別為FP104、FP115、FP275、FP288，穩(wěn)泡劑樣品4個(gè)，分別為WP108、WP109、WP110、WP206。分別采用F118-36井注入水、F118-27井注入水和F118-20井采出水配制0.4%的發(fā)泡劑溶液，考察其能否在水中溶解或形成均相的溶液（表1）。

表1 泡沫劑的油藏模擬鹽水配伍性評(píng)價(jià)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)證明WP206在油田模擬鹽水中不溶解，與油田模擬鹽水不配伍；其余7種泡沫劑與F118-36井注入水、F118-27井注入水和F118-20井采出水都具有良好的配伍性。

2.2 發(fā)泡劑發(fā)泡率、半衰期及綜合指數(shù)評(píng)價(jià)

油田常用的起泡劑主要有陰離子型起泡劑、非離子型起泡劑、復(fù)合型起泡劑和高聚物型起泡劑等幾種類型，各種起泡劑的性能差別較大。在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)Waxing Blender法。對(duì)起泡劑的起泡能力、穩(wěn)泡能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，優(yōu)選適合F118區(qū)塊的泡沫體系。

采用F118-36井模擬注入水配制濃度分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%的發(fā)泡劑溶液，該溶液體系的發(fā)泡率（ф）、半衰期及綜合指數(shù)FCI的評(píng)價(jià)結(jié)果圖1。

圖1 不同泡沫劑體系的性能指標(biāo)對(duì)比

從圖1可以看出，濃度為0.4%時(shí)，發(fā)泡劑FP288發(fā)泡能力、穩(wěn)定性和綜合性能是最優(yōu)的，因此優(yōu)選發(fā)泡劑FP288作為F118區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的發(fā)泡劑，用于下一步的配方優(yōu)化。

2.3 穩(wěn)泡劑性能評(píng)價(jià)

采用F118-36井模擬注入水分別配制0.5%WP108、WP109、WP110母液總量200克，稀釋至總量50克穩(wěn)泡劑濃度為0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%的溶液，進(jìn)行穩(wěn)泡劑性能評(píng)價(jià)采用布氏粘度計(jì)0號(hào)轉(zhuǎn)子、88.0oC、6 r/min條件下測(cè)粘度，結(jié)果圖2。

圖2 方118區(qū)塊穩(wěn)泡劑表觀粘度-濃度的關(guān)系曲線

實(shí)驗(yàn)表明隨著穩(wěn)泡劑濃度的增大，其粘度逐漸增大。一般加入穩(wěn)泡劑后，隨著其表觀粘度逐漸增大，綜合指數(shù)(FCI)提高的越多，表明穩(wěn)泡劑的效果越好。3種穩(wěn)泡劑中WP109穩(wěn)泡性能最好，用于下一步的配方優(yōu)化（圖3）。

圖3 穩(wěn)泡劑WP109濃度對(duì)泡沫配方性能的影響

從圖3可以看出，隨著穩(wěn)泡劑濃度的增大，泡沫配方體系的半衰期和綜合指數(shù)(FCI)都是逐漸增大的；穩(wěn)泡劑WP109濃度0.1%時(shí)，其與濃度0.4%發(fā)泡劑FP288組成的泡沫配方體系發(fā)泡能力、穩(wěn)定性和綜合性能最優(yōu)。

2.4 泡沫劑的耐鹽性試實(shí)驗(yàn)

采用F118-36井模擬注入水（礦化度：516.69mg/L）、F118-20井模擬采出水（礦化度：8016.00mg/L）和F118-27井模擬注入水（礦化度：10508.00mg/L）分別配制0.4%FP288+0.1%WP109泡沫劑溶液，開展泡沫配方體系的發(fā)泡率（ф）、泡沫穩(wěn)定性（tl／2）和綜合指數(shù)FCI等基本性能的評(píng)價(jià)。

實(shí)驗(yàn)表明隨著礦化度增大，泡沫配方體系的發(fā)泡率（ф）、泡沫穩(wěn)定性（tl／2）和綜合指數(shù)FCI都有降低的趨勢(shì)，在礦化度為10508.00mg/L時(shí)，其綜合指數(shù)FCI的保留率為93.86%，大于90%；表明泡沫配方體系0.4%FP288+0.1%WP109的耐鹽性優(yōu)良，與F118區(qū)塊油藏鹽水的配伍性好。

2.5 泡沫劑的耐油性實(shí)驗(yàn)

采用F118-36井模擬注入水（礦化度：516.69mg/L）分別配制含5%和20%的F118-20井脫水原油泡沫劑溶液，泡沫配方體系的發(fā)泡率（ф）、泡沫穩(wěn)定性（tl／2）和綜合指數(shù)FCI等基本性能的評(píng)價(jià)結(jié)果見圖4.

圖4 原油含量對(duì)泡沫配方性能的影響

實(shí)驗(yàn)表明隨著含油量的增加，泡沫劑體系0.4%FP104、0.4%FP288和配方體系0.4%FP288+0.1%WP109發(fā)泡率（ф）、泡沫穩(wěn)定性（tl／2）、綜合指數(shù)FCI都有降低的趨勢(shì)；在含5%的脫水原油時(shí)，泡沫劑體系0.4%FP104和0.4%FP288綜合指數(shù)FCI的保留率分別為88.05%和95.60%，表明泡沫劑體系0.4%FP288的耐油性優(yōu)于泡沫劑體系0.4%FP104；在含20%脫水原油時(shí)，泡沫配方體系0.4%FP288+0.1%WP109綜合指數(shù)FCI的保留率為83.04%，大于80%，表明泡沫配方體系0.4%FP288+0.1%WP109的耐油性優(yōu)良。

2.6 泡沫劑的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

采用F118-36井模擬注入水（礦化度：516.69mg/L）配制0.4%FP288+0.1%WP109泡沫劑溶液,長(zhǎng)期放置在88℃烘箱中，在0、10、30、60、90天和22℃室溫下測(cè)定泡沫配方體系的基本性能（圖5、圖6）。

圖5 泡沫體系長(zhǎng)期穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

圖6 泡沫體系綜合指數(shù)保留率和時(shí)間的關(guān)系曲線

實(shí)驗(yàn)表明隨著時(shí)間從0天增加到90天，泡沫配方體系0.4%FP288+0.1%WP109發(fā)泡率（ф）、泡沫穩(wěn)定性（tl／2）、綜合指數(shù)FCI都有降低的趨勢(shì)；在90天時(shí)，其綜合指數(shù)FCI的保留率為84.55%，大于80%，表明其長(zhǎng)期穩(wěn)定性優(yōu)良。

2.7 泡沫劑阻力因子評(píng)價(jià)

采用F118-36井模擬注入水（礦化度：516.69mg/L）配制0.4%FP288+0.1%WP109泡沫劑溶液,與不同氣液比（1/2 、1/1、2/1、3/1、4/1、5/1、10/1）的空氣混合形成不同的泡沫體系，在高溫高壓條件下（溫度88 oC，壓力17MPa）進(jìn)行流動(dòng)阻力因子和表觀粘度測(cè)試（圖7、圖8）。

圖8 泡沫體系表觀粘度對(duì)比

實(shí)驗(yàn)表明隨著氣液比的增大，流動(dòng)阻力因子和表觀粘度都是先增大減小，在氣液比為3:1時(shí)有最大值。主要原因是在高溫高壓條件下，氣液比較低時(shí)，不能形成穩(wěn)定的空氣泡沫體系；氣液比較高時(shí)，空氣易于氣竄。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)起泡劑、穩(wěn)泡劑篩選實(shí)驗(yàn)，確定方118區(qū)塊泡沫體系為0.4%FP288+0.1%WP109。

（2）優(yōu)化得到的泡沫配方體系與油田注入水和采出水的配伍性良好，具有較好的耐鹽、耐油、抗吸附性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性能，溶液配制簡(jiǎn)單，方便，無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。

（3）在氣液比為3:1時(shí)，空氣泡沫驅(qū)油體系0.4%FP288和0.4%FP288+0.1%WP109的流動(dòng)阻力因子和表觀粘度有最大值，空氣泡沫的穩(wěn)定性強(qiáng)，有最優(yōu)的擴(kuò)大波及體積和提高驅(qū)油效率的能力。

[1]廖廣志，李立眾，孔繁華等.常規(guī)泡沫驄油技術(shù)[M].北京：石油丁業(yè)出版社，1999：6-16．

[2]錢昱,張思富,是軍政等.泡沫復(fù)合驅(qū)泡沫穩(wěn)定性廈髟響因素研究[J]．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2001，20(2)：33-35.