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稠油热采氮气泡沫调驱技术实验研究

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稠油热采 氮气 泡沫 技术 实验 研究
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2010年5月石油地质与工程24卷第3期文章编号:1673—8217(2010)03—0127—03稠油热采氮气泡沫调驱技术实验研究郝立军(中国石化河南油田分公司第二采油厂,河南南阳473400)摘要:蒸汽窜流是蒸汽驱开采中影响开发效果的主要因素,为了有效解决蒸汽驱过程中蒸汽超覆和汽窜现象造成的驱替波及系数小、采收率低、油藏动用程度差等问题,开展了稠油热采氮气泡沫调驱技术研究。通过进行高温发泡剂的静态性能评价实验研究和蒸汽氮气热力泡沫调驱物理模拟研究,为下步泡沫调驱工作的开展奠定基础。关键词:稠油热采;发泡性能;泡沫封堵能力;泡沫调驱中图分类号:献标识码:沫优先进入渗流阻力小的高渗地层,在贾敏效应作用下高渗地层的渗流阻力增加,迫使后续的流体更多的进人中低渗透层,驱动流体便能比较均匀地推进,从而达到改善吸汽剖面、提高储层动用程度的目的;同时。泡沫剂作为一种表面活性剂,能够降低油水界面张力,提高驱油效率[1。2]。l 发泡剂的静态性能评价实验发泡剂静态性能评价主要包括评价发泡剂的发泡性能、稳定性能和与地层流体的配伍性能。将采集的5种发泡剂编号后取样,用蒸馏水分别配制成不同质量浓度的溶液。1.1发泡性能实验采用验结果表明:随着发泡剂浓度的增加,最大发泡体积逐渐增大,当质量百分数达到0.5%时,发泡体积达到最大,然后缓慢下降,再趋于不变。最大发泡体积从大到小顺序为:58>38>1 8>48>28(见表1)。裹1不同浓度发泡剂溶液的发泡体积测试 ,o.zo.s。.t。.s。.e-.#3#4#5#1.2泡沫半衰期测定随着浓度的增加发泡剂半衰期逐渐增加,当质量百分数达到0.5%时,发泡剂半衰期达到最大,然后缓慢下降再趋于稳定;半衰期从大到小依次为1 8>5*>38>48>28(见表2)。表2不同发泡剂浓度溶液的半衰期测试 ·。.z。.。o.t。.s。.e·.。1#2#3#4#5#2蒸汽氮气热力泡沫调驱模拟实验2.1泡沫封堵能力实验2.1.1 温度对泡沫封堵性的影响实验条件:分别在45℃、80℃、150℃、250℃、300℃温度下测量发泡剂的阻力因子。实验结果分析:l 8发泡剂耐高温性能差,当温度为250℃时,阻力因子1.8,此时泡沫很难起到封堵作用;28、48发泡剂阻力因子随温度的升高而增大,说明这两种发泡剂耐高温性能好;3 8、58发泡剂阻力因子随温度的升高下降较快,说明这两种发泡剂具有一定的耐高温性能(见表3一表7)。裹3温度对泡沫阻力因子的影响测试(1 4发泡剂)收稿日期:2010—02—15作者简介:郝立军。高级工程师.硕士,1967年生.1990年毕业于西安石油学院。现从事油田开发技术研究及管理工作。弘8小札啪5∞柏;;;∞加62626万方数据·128· 石油地质与工程 2010年第3期表4温度对泡沫阻力因子的影响测试(24发泡剂)表5温度对泡沫阻力因子的影响测试(3。发泡剂)表6温度对泡沫阻力因子的影响测试(48发泡剂)表7温度对泡沫阻力因子的影响测试(58发泡剂)2.1.2浓度对泡沫封堵性的影响实验结果表明,泡沫的阻力因子随着发泡剂质量百分数的升高而增大,质量百分数由0.3%增加到0.5%时,阻力因子上升幅度较大,而当质量百分数大于O.5%时上升的幅度变小。综合考虑,发泡剂百分数选择在0.5%%之间比较合适。2.1.3 气液比对泡沫封堵性的影响实验结果表明,随着气液比增大阻力因子增大,当气液比大于1:1后,阻力因子变化不大。综合考虑,蒸汽氮气泡沫调驱过程中发泡剂注入时气液比应选择在1:1~2:1之间比较合适。2.1.4渗透率对泡沫封堵性能的影响实验条件:在25℃下,填出5种不同渗透率的填砂管并编号,实验发泡剂为5#,质量百分数0.5%。实验结果表明,发泡剂的阻力因子随着填砂管渗透率的增大而增大(见表8),这说明泡沫在高渗透大孔道中渗流阻力较大,而在低渗透小孔道中渗流阻力较小。因此氮气泡沫能够对高渗透层有更好的封堵能力,起到防止蒸汽过早沿高渗层窜流的作用。表8渗透率对泡沫阻力因子的影响测试(5#发泡剂)2.1.5含油饱和度对泡沫封堵性能的影响实验条件:分别构造含油饱和度10%、20%、25%、30%、40%、50%的单管填砂模型,气液比1:1,实验发泡剂为5#,浓度0.5%。实验结果表明,泡沫阻力因子随岩心含油饱和度的增加而先迅速降低后再缓慢降低,拐点存在于15%~20%之间(见图1)。说明泡沫具有“遇油消泡,遇水生泡”的特点。图1阻力因子随含油饱和度的变化(5#发泡剂)2.2单管蒸汽与氮气泡沫溶液混合注入参数优化2.2.1 发泡剂浓度对混合注入实验的影响实验条件:发泡剂为5。;浓度为0.3%、0.4%,0.5%、0.6%、1.0%;溶液流量2 mL/蒸汽流量为1.5 mL/液比1:1。实验结果表明,蒸汽氮气泡沫混注过程中,泡沫的阻力因子随着发泡剂质量百分数的增大而增大,当质量百分数达到O.5%后,阻力因子增大幅度变小;因此从工程和经济上考虑,发泡剂质量百分数选择为0.5%%之间比较合适。2.2.2气液比对混合注入实验的影响实验条件:发泡剂为58;浓度为O.6%;溶液流量2 汽温度为250℃,蒸汽流量为1.5mL/、1:2、1:1、2:1、4:1。实验结果表明,随着气液比增大阻力因子增大,当气液比大于1:1后,阻力因子变化不大;综合考万方数据郝立军.稠油热采氮气泡沫调驱技术实验研究 ·129·虑,蒸汽氮气泡沫混合注入过程中发泡剂注入时气液比应选择在1:1~2:1左右比较合适。2.2.3蒸汽氮气混注比对混合注入实验的影响实验条件:发泡剂为58;溶液流量2 mL/汽温度为250℃,蒸汽流量选择1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 mL/过回压控制,蒸汽氮气比为1.0:1、1.5:1、2.0:1、3.0:1、4.0:1。实验结果表明,泡沫的阻力因子随着蒸汽注入量的增大而增大,注入量由1.0 mL/mL/力因子上升幅度较大,而当注入量超过1.5 mL/力因子增大幅度变小(见表9),也就是说当蒸汽注入量达到一定值以后,泡沫的封堵能力基本稳定;所以对应的蒸汽氮气混注比选择为1.5:1比较合适。表9 蒸汽氯气混注比对泡沫阻力因子的影响(54发泡剂,质量百分数0.6%)2.3单管蒸汽驱、蒸汽一泡沫驱驱油效率对比实验实验条件:实验装置为一维填砂管模型(见表10),实验用油取自井楼油田高浅3区油粘度为6785.0 ,发泡剂为58,质量百分数0.6%。实验结果见表11,可见蒸汽泡沫复合驱与单纯蒸汽相比,可提高驱油效率25个百分点以上。表10实验所用填砂管参数表11 实验得到的驱油效率嚣体蓑患编号 体积/率,%…“—婪蔓璺罂.—兰生—立兰兰里92(蒸汽泡沫骡)430410 249 60.733 结论(1)随着发泡剂浓度的增加,最大发泡体积泡沫半衰期逐渐增大,当浓度达到0.5%时,发泡体积和泡沫半衰期达到最大,然后缓慢下降,再趋于稳定。最大发泡体积从大到小顺序为:5#>3#>1#>4#>2#;半衰期从大到小依次为1 9>58>38>48>28。(2)发泡剂的耐高温性排序为:5#>3#>4#>2#>1#;发泡剂浓度选择在0.5%%之间比较合适;气液比选择在1:1~2:1之间;泡沫具有“堵大不堵小”,“堵水不堵油”的特点。(3)蒸汽氮气泡沫混合注入过程中,发泡剂浓度选择在0.5%~0.6%之间;气液比选择在1:1~2:1;蒸汽氮气混注比选择在1.5:1时比较合适。(4)单管蒸汽氮气泡沫驱与单纯蒸汽驱相比,可有效提高驱油效率,蒸汽氮气泡沫驱比单纯蒸汽驱的驱油油效率提高25个百分点以上。参考文献[13杨光璐,蔺玉秋,刘加林,等.辽河油田稠油油藏氮气泡沫驱适应性研究[J].新疆石油地质,2004,(02):22—24[2] 王波。王鑫,刘向斌.等.高含水后期厚油层注氮气泡沫控水增油技术研究[J].大庆石油地质与开发,2006,25(2):35—37编辑:李全华渺孚眇秽孚衅溥蚌搏啦净辨渺渺沪渺淖哆枣睁淳哆拉哆乎垂班蜉班岿浮啦浮牡社啦乎辨乎哆淖9,一i,诤哆淖哆乎i’罅i}谬蚌净蟑搏哆母i,淖曲净哆水哆母埘i’蹲l,谆眵(上接第126页) 酸化解堵、油层改造提供了新的技术手段。4 结论(1)针对高升油田难采储量的开发,通过室内和现场试验,研制出储层强穿透活性解堵技术。应用表明.强穿透活性解堵技术能够解除油层深部地带污染堵塞,并保护油层,减轻再次污染程度,降低注汽、注水压力,大幅度改善蒸汽吞吐和水驱油效果。(3)该项技术成为高升油田难采储量区块和注水区块提高开发水平的有效工艺技术,为同类区块参考文献[1]罗英俊,万{_=溥.采油技术手册(第三版,下册)[M].北京:石油工业出版社,2005:1073—7074[2] M 藏增产措施(增订本)[M].北京:石油工业出版社,2002:565—566编辑:李金卓万方数据稠油热采氮气泡沫调驱技术实验研究作者: 郝立军, 中国石化河南油田分公司第二采油厂,河南南阳,473400刊名: 石油地质与工程英文刊名: (期): 2010,24(3)被引用次数: 4次参考文献(2条)玉秋;刘加林 辽河油田稠油油藏氮气泡沫驱适应性研究[期刊论文]004(02)鑫;刘向斌 高含水后期厚油层注氮气泡沫控水增油技术研究[期刊论文]006(02)本文读者也读过(10条)1. 型抗高温高盐泡沫体系性能测试与评价[期刊论文]然科学版)2011,13(2)2. 油热采斜直井液压防喷技术的研究与应用[期刊论文]8(. 油热采过程中的水刊论文]4(2)4. 汽掺热在稠油热采冬季采暖中的应用[期刊论文])5. 油热采采出液用缓蚀剂的研究[期刊论文]5(3)6. 气泡沫调驱用泡沫剂性能评价[期刊论文](9)7. 油热采数据采集系统[期刊论文]8(2)8. 油热采模拟的并行计算软件[期刊论文]然科学版)2002,42(12)9. 虑热损失稠油热采双孔介质不稳定试井分析[期刊论文]8(6)10. 油热采高温防窜剂的性能研究[期刊论文](10)引证文献(6条)海海域刊论文])面河油田薄层稠油油藏热采实践与认识[期刊论文]然版)理工卷 2012(6)沫调驱的研究与应用进展[期刊论文]013(4)沫在不同渗透率级差填砂管中的调驱特性研究[期刊论文]013(4)于向量机氮气泡沫辅助蒸汽吞吐注入参数优化[期刊论文])生气高温泡沫技术[期刊论文]012(5)本文链接:
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