氮气泡沫调剖技术改善汽驱效果研究|氮气泡沫调剖

来源:计划方案 发布时间:2019-03-12 05:39:26 点击:

  1 引言      氮气采油技术是往油井中注入氮气、发泡剂,在油层条件下形成氮气泡沫,起到提高驱油效率、调整吸液剖面、封堵窜流、压水锥等作用。近几年来,河南油田技术人员根据氮气的性质及氮气来源充足、价格低的特点,先后在稠油油区应用了氮气隔热、氮气助排现场应用提高蒸气热采采收率效果明显,目前稠油热采老区已经进入中高周期开发,出现问题越来越多,加大氮气采油技术的研究力度,对这项技术进行综合配套,是目前老井挖潜的一项重要增油措施。随着油田开发进入中后期阶段,稠油蒸汽驱长期开采后,蒸汽在油层中发生沿高渗透层的窜槽、指进、舌进和蒸汽超覆现象,造成蒸汽耗量大,蒸汽沿着窜进通道提前突破至生产井,使油层中大部分渗透性差或处于底部的高含油区域未受到蒸汽波及,蒸汽沿狭窄的通道进入生产井,波及系数很小,使生产井采出率降低。尤其是中厚稠油油藏或地层物性及渗透率相差较大的薄互层状油藏,油层纵向吸汽厚度或动用程度一般仅50%,上部分物性好的油层吸汽充分,加热效果好,采油量大,含油饱和度下降快,甚至采空出现枯竭;而下部及物性差层系吸汽较少甚至完全不进汽,资源动用少或未动用。油田稠油产量占总产量的80%以上,稠油开采以热力采油为主。稠油蒸汽驱井组存在油汽比递减加快、油层纵向吸汽厚度或动用程度严重不足等问题。利用氮气泡沫调剖技术改善深层稠油动用程度,是挖掘整个层系的潜能、改善井组蒸汽驱效果、提高采收率及经济效益的行之有效的方法。
  
  2 蒸汽驱井组氮气泡沫调剖机理
  
  2.1封堵上部或采出程度高的层系
  氮气泡沫黏度高、流动度低,不易进入物性差的层系。而采出程度高的油层,能让出较大的空间容纳泡沫进入其中,在含油饱和度低的上部或高渗透层,即可形成黏度高、流动度差的稳定泡沫,从而减小或避免蒸汽窜槽、指进、舌进和蒸汽超覆现象,可有效地封堵采出程度高或渗透率高的层系。原油是一种天然消泡剂,当泡沫进入含油饱和度仍然很高的中、低或下部层系时,泡沫发生消泡,不能形成黏稠、稳定的泡沫。
  
  2.2憋开低渗透层
  泡沫黏度高,流动阻力大,在地下多孔介质中流动,泡沫压力显著提高,压力因子可提高4.7~31.0倍,从而可以憋开低渗透层,诱导蒸汽进入其中,以达到调整吸汽剖面,启动中、低渗透层,提高油层动用程度。
  
  2.3注入氮气泡沫段塞增加汽驱能量
  氮气压缩系数大,受温度影响小,不溶于水、油。当被高压注入井底,随着压力下降,在地下驱替举升时能提供强大的弹性能,提高汽驱井组的排液量。
  泡沫剂也是表面活性剂,在油层中含油饱和度高时不产生泡沫,但泡沫剂扩散在油层中能够降低表面张力,大幅度提高驱油效率,提高采收率。
  注入油层中的蒸汽是湿饱和蒸汽,只要加入起泡剂,也能形成泡沫流,但强度低,容易消泡,在凝结水中完全消失。如果蒸汽中加入氮气存在这种非凝结气体时,形成的泡沫流很稳定,而且运移深度较深。
  
  3 氮气泡沫调剖方案设计
  
  3.1筛选高温调剖剂
  从目前使用的几种高温调剖剂中优选一种适合于选定的汽驱井组的药剂,需要进行下列试验研究。
  1)静态评价。进行发泡性和泡沫稳定性试验,给出发泡体积和衰减曲线。
  2)动态评价。进行岩心的实际封堵能力试验,得出实际阻力因子。
  3)敏感性分析。浓度对泡沫封堵性的影响;含油饱和度对封堵性的影响;渗透率对泡沫流动阻力的影响;泡沫剂的吸附及油相分配。
  
  3.2合理确定注入量及注入方式
  结合选定的井组,依据选定的调剖剂所做的岩心驱替试验和注氮装置的注药剂能力,确定合理的氮气及药剂注入量;并视具体情况确定氮气泡沫的注入方式为连续注入还是分期注入。
  
  4 结束语
  
  热力采油是稠油开采的主要手段,随着稠油蒸汽吞吐开采进入中后期,油汽比递减加快,已经到了经济开采极限,必须转换开采方式。蒸汽驱作为转换开采方式的重要接替技术,由于存在着蒸汽超覆、指进、舌进及窜槽等现象,造成油层纵向吸汽厚度和动用程度严重不足,稠油蒸汽驱开采一直没有到达预期效果。利用氮气泡沫调剖能明显改善稠油蒸汽驱效果,提高蒸汽驱井组动用程度,具有很好的应用前景。

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