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稠油热采井氮气泡沫抑制边水技术研究

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稠油热采井 氮气 泡沫 抑制 技术研究
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0.3969/j.006—6535.2013.02.026引 言蝤衬油‰藏稠油热采井氮气泡沫抑制边水技术研究王杰祥,任文龙,王腾飞,夏金娜,韩蕾(中国石油大学,山东青岛266580)簟20●簟2麓2013年4月摘要:为解决中原油田胡12块稠油热采井生产后期气窜以及蒸汽超覆造成的汽油比下降,边水水窜造成的含水率高等问题,开展伴蒸汽注氮气泡沫抑制边水的室内实验研究。对发泡剂的性能、注入时机以及边水能量大小对抑制边水效果的影响进行了评价.、结果表明:发泡剂浓度并不是越大越好,最佳发泡剂浓度范围为0.4%~0.6%;阻力因子随温度的升高而下降,在200泡剂阻力因子达到45以上;边水水窜以后,注氮气泡沫时间越早,原油采出程度越高;氮气泡沫在边水能量较强的情况下也能发挥较好的封堵效果。关键词:稠油;蒸汽吞吐;氮气泡沫;注入时机;边水能量;胡12块中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006—6535(2013)02—0105—03稠油热采井的主要开发方式是蒸汽吞吐,但随着生产周期的增加,汽油比下降,边水入侵严重,常规蒸汽吞吐技术效果较差。1 o。国内外研究表明,蒸汽吞吐的同时,注入高温泡沫体系可使蒸汽的波及系数和驱替效率显著提高旧J。其原理是通过加入一定比例的发泡剂和氮气,在地层气、水窜流孔道中产生高强度的泡沫,增大流体阻力,封堵高渗透层或大孔道,有效地迫使蒸汽转向低渗层、低渗段、低渗带等未驱替带,提高波及面积,改善油藏开发效果。3 o。此外,发泡剂还具有表面活性剂的性质,可以改善岩石润湿性,降低油水界面张力,提高驱油效率‘4 J。中原油田胡12块属边水活跃油藏,蒸汽吞吐后期地层含水率上升较快,蒸汽吞吐效果较差。为此,针对该区块开展了伴蒸汽注氮气泡沫抑制边水的室内实验研究。1发泡剂性能评价1.1发泡剂静态沫高度反映发泡剂的起泡程度;泡沫半衰期定义为泡沫体积缩减为初始体积一半所用的时间,反映泡沫稳定性的好坏∞J。选用发泡性能良好的烷基苯磺酸盐类耐高温发泡剂M J,在30%温度下,利用倾倒法对不同浓度的发泡剂进行泡沫起泡性能和稳定性。图1为不同发泡剂浓度对泡沫半衰期和泡沫高度的影响曲线。从图1可以看出:泡沫半衰期和泡沫高度随发泡剂浓度变化趋势是先增大,后趋于平稳,而后减少,发泡剂最佳浓度范围为0.4%一0.6%,半衰期最高可达到220 h(}L——————————J———————————L——————————J———————————』———————————L———————— ():{0.1 0 j I).6 0.7 0.8镟泡剂浓度。。图1 不同发泡剂浓度对泡沫半衰期和泡沫高度影响曲线1.2发泡剂动态性能评价发泡剂动态性能评价的主要参数是阻力因子,阻力因子定义为工作压差与实际压差的比值,反映收稿日期:20120517:改回日期:20121015基金项目:中石化科技项目“中原油田空气泡沫调驱提高采收率研究”(者简介:王杰祥(1963一),男,教授,博士生导师,1989年毕业于中国石油大学(北京)油气田开发工程专业,2002年毕业于中国石油大学(华东)油气田开发工程专业,获博士学位,现主要从事油田开发方面的教学与科研工作。万方数据106 特种油气藏 第20卷发泡剂实际封堵能力的大小旧j。实验仪器包括∥2.5 0 温箱、精度为0.0l mL/间容器、回压阀、压力表。用60~70目石英砂填出渗透率为0.8“隙度为28.57%的岩样,抽真空,饱和水,分别在50、100、150、200量为1 mL/定基础压差,选用发泡剂浓度为0.5%,与空气体积比按1:1混注,注入速度为1 mL/用平流泵和压力表测定填砂管模型两端的流量和压差‘9I。图2为不同温度下的泡沫阻力因子变化曲线。由图2可以看出:泡沫阻力因子随着温度升高而降低。当油层温度高于200℃时,阻力因子大于45,具有较好的高温封堵性能。图2不同温度下的泡沫阻力因子变化曲线2氮气泡沫抑制边水效果分析2.1实验方法实验仪器包括∥2.5 060 温箱、精度为0.01 mL/间容器、回压阀、压力表、蒸汽发生器、氮气气瓶。用60~70目石英砂填出渗透率为5.25¨隙度为32.04%的岩样,抽真空、饱和水,饱和油,控制蒸汽发生器流量为3 mL/汽温度为250℃,恒温箱温度控制在50℃,模拟地层温度。向填砂管模型中注入蒸汽15 用平流泵和压力表测定填砂管模型两端的流量和压差。关闭注入端,闷井5 后放喷生产,记录产油量与产水量,计算原油采出程度与周期综合含水。9j。当边水水窜、周期综合含水急剧升高时,转注氮气泡沫,然后继续蒸汽吞吐,重复此过程直至周期综合含水达98%[101。2.2实验结果图3为不同含水率时注入氮气泡沫的产油率与生产周期关系曲线(边水能量为2 从图3可以看出,随着生产周期的增加,产油率急剧减小,第4周期时,周期含水率已达到90%以上,注入氮气泡沫以后,产油率均有不同程度的增加,随着剩余油饱和度的减少.产油率逐渐下降.图3不同含水率时注入氮气泡沫的产油率与生产周期关系曲线图4为不同含水率时注入氮气泡沫的原油采出程度与生产周期关系曲线(边水能量为2 从图4可以看出,随着生产周期的增加,原油采出程度不断增加,当生产周期达到第5周期以后,增幅趋于平缓。含水率为70%时注入氮气泡沫与未注入氮气泡沫相比,采出程度增加15%以上。说明在水淹程度较低时注入氮气泡沫,原油采出程度最高。20哄,一图4不同含水率时注入氮气泡沫的原油采出程度与生产周期关系曲线图5为不同边水能量下注入氮气泡沫的产油率与生产周期关系曲线(含水率70%开始注氮气万方数据第2期 王杰祥等:稠油热采井氮气泡沫抑制边水技术研究 107泡沫)。从图5可以看出,边水能量较高时,最初的产油率较高,但见水早,含水率上升快,随着氮气泡沫的注入,产油率比边水能量较低情况上升明显,随着生产周期不断增加,剩余油饱和度不断减少,产油率逐渐降低。0.60.5桀0 4三蒜
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