注氮气泡沫调驱技术

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1、注氮气泡沫调驱技术李淑红1吴玉杰2(大庆油田有限责任公司第三采油厂)萨北开发区油层是非均质性油层，不同油层渗透性级差大，层间、层内和平面矛盾都很突出，油田开发进入高含水后期开采阶段，特别是经过长期注水和聚合物驱油，主力厚油层有大孔道形成，注入水无效循环严重。为探索控制高渗透层段水窜，提高厚油层动用程度和最终采收率的有效途径，在萨北开发区的一个水驱井组和一个聚合物驱后水驱井组开展注氮气泡沫调驱技术的研究与现场试验。通过注氮气泡沫调驱试验，验证萨北开发区油层对氮气泡沫调驱技术的适应性，掌握不同井组的驱替规律，对水驱和聚合物驱后水驱井组

2、采用氮气泡沫调驱的效果进行评价。一、泡沫封堵和提高采收率机理氮气泡沫调驱技术就是将发泡剂、稳泡剂和各种添加剂组成的泡沫体系在地面用清水或含油污水稀释后，通过地面设备注入井下，注入同时在井口加注氮气，使泡沫剂与氮气在井口和井筒中充分混合形成稳定的泡沫流进入地层实施封堵和驱油。2.泡沫封堵机理图1贾敏效应示意图（1）贾敏效应泡沫是一种气泡的聚集物，是不溶或微溶气体分散于液体中所形成的分散体系，其中气体是分散相（不连续相），液体是分散介质（连续相）。当单个气泡在变径的毛细管中流动时，遇到孔喉半径小于气泡的半径时，如欲通过孔喉需克服遇阻使

3、气泡变形后所带来的附加阻力，这就是贾敏效应。当气泡前后压差小于使气泡通过孔喉时的最小压差时，气泡通不过孔喉，将会造成气泡对孔道的堵塞。对于一个气泡来说，其阻力不大，但当压力逐渐降低，气泡不断的增大和增多时，产生叠加效应，引起的阻力是十分可观的。注泡沫控制水窜就是利用这个原理。（2）选择性封堵高渗透带图2泡沫封堵驱油示意图上浮气体泡沫根据贾敏效应的原理，孔喉半径越小，其产生的附加阻力越大，所以泡沫会优先进入孔径较大的高渗透带。泡沫进入高渗透带后，在继续向前运移的过程中，气泡所受的地层压力下降，气泡变大；而且由于气泡间存在气体扩散效应

4、，会发生气泡的合并现象，气泡也变大。气泡的直径变大，高渗透层的孔径就相对减小，产生的附加阻力就增大，直至大到阻碍气泡流动，就产生了对高渗透带的堵塞。另外，由于泡沫对含油饱和度比较敏感，在含油饱和度高的地方，不能形成稳定的泡沫。高渗透带经过多年的注入水的冲刷，含油饱和度低，适于形成稳定的强泡沫，产生封堵现象。2.提高驱油效率（1）表面活性剂提高驱油效率10由于发泡剂本身是一种表面活性剂，能大幅度降低油水界面张力，增加油对岩石表面的润湿角，减小将油膜从岩石表面拉开所需的功，提高了驱油效率。另外，泡沫溶液还具有较高的粘度，可进一步降低与

5、油的流度比，也可提高驱油效率。（2）气体上浮扩大波及体积泡沫是热力学不稳定体系，气泡的合并和破裂都是自发的过程。在气泡破裂后，由于气体的密度小，在重力分异的作用下，气体会上升到渗透率更低的，注入水难以到达的油层顶部，占据原先属于油滴的孔隙空间，迫使油滴向下运动而被注入水驱替。从三种驱替介质的驱油效率图中可以看出，水驱的驱油效率最低，水+表面活性剂驱次之，水+表面活性剂+N2驱最好。二、试验区概况及剩余油分布1.井组概况试验井组位于萨北开发区北三区东部，由2-1-076、2-2-158、2-2-160三口注水井控制区域组成（见井位图

6、）。试验井组是一次加密调整井网的井，有2口中心油井，它们分别是以试验层PⅡ4-9受效为主的北2-丁2-59和以GⅠ2-8受效为主的2-丁2-60井。北2-2-158北2-2-160北2-1-076北2-丁3-58北2-丁3-59北2-丁3-60北2-丁3-61北2-丁2-60北2-丁2-59北2-丁2-61北2-丁2-62北2-丁1-60北2-丁1-59北2-丁1-更58北2-丁2-58102.试验区地质特征、剩余油分布及油水井连通情况分析（1）地质特征试验层选择有效厚度大，渗透率呈正韵律和近似于正韵律的PⅡ6-9和GⅠ2-8层。

7、其中PⅡ6和PⅡ7为过渡状内前缘砂体沉积，区块内河道砂发育较宽，河道砂钻遇率分别为36.08%和74.23%,井网控制程度较高；PⅡ8+9a区块内以河道砂沉积为主，河道砂钻遇率高达71.13%，平均有效厚度4.11m，连通性好；PⅡ8+9b属于坨状内前缘砂体，在本区块的左侧及上部河道发育，右侧为大面积表外层沉积，并有小片的尖灭区，河道钻遇率39.18%，平均有效厚度2.76m。GⅠ2+3a属于过渡状内前缘砂体，各类砂体分布复杂无规律。GⅠ2+3b属于过渡状内前缘砂体，以河道砂沉积为主，呈条带状分布，河间砂分布在河道两侧尖灭区，发育

8、面积较大。河道砂钻遇率达53.61%,平均有效厚度1.84m。GⅠ4+5属于坨状内前缘砂体，以河道砂沉积为主，河道发育宽，区块下部河道分叉，其中有与河道方向相同的河间砂充填。河道钻遇率达61.86%，平均厚度2.65m。GⅠ6+7属于过渡状内前缘砂