层内自生低界面张力泡沫调驱技术研究与应用——以渤海KL油田A20井组为例

针对渤海KL油田A20井组平面注水突进、纵向吸水不均及常规调剖体系难以注入等问题,开展了层内自生低界面张力泡沫调驱性能评价实验。采用界面流变仪、泡沫扫描仪和泡沫调驱动静态评价装置等设备,筛选优化了层内自生低界面张力泡沫体系的组成药剂及最佳复配浓度比,并采用多功能物理模拟驱替装置考察了该体系的动态调驱性能。结果表明:优选组成药剂及配比为10%生气药剂A+10%生气药剂B+2%释气药剂C+0.5%起泡剂PA-5+0.3%稳泡剂PJ(质量浓度),该复配体系可在可视化填砂管中稳定生泡;一维填砂管驱油效率可在水驱的基础上提高19.1%;非均质填砂管并联驱油时,注入复配体系可进一步驱洗高渗填砂管残余油并有效封堵高渗通道,扩大低渗填砂管的波及系数,分液率从0增至34%。从矿场实践来看,A20井组实施层内自生低界面张力泡沫调驱作业后,生产曲线呈含水下降、产油上升的形态,3个月内累计增油2007.29 m3,初步说明层内自生低界面张力泡沫调驱技术在海上油田具有广阔的推广应用前景。

泡沫驱用起泡剂BS-12的界面特性及泡沫性能

研究了泡沫驱用阴离子起泡剂BS-12的界面特性及其与泡沫特性的关系。用扩张压缩界面张力仪测定,BS-12水溶液在饱和CO2气后,与正辛烷之间的界面张力、界面弹性模量E*及其弹性分量E′明显降低,其黏性分量E″略有降低,损耗角减小,说明弹性变形在泡沫变形中起主导作用。讨论了泡沫携液系数(携液能力)和稳定系数的测定方法,用泡沫扫描仪在不同气液比下测定,CO2气/BS-12泡沫的稳定系数与携液系数之间有正相关性,携液系数在一定范围时对泡沫稳定性有较大影响。加入不同量正辛烷改变N2气/BS-12泡沫的稳定性,求得泡沫稳定系数与界面弹性模量E*(即泡沫变形能力)之间有良好的线性关系。图11参8。

超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验研究

超低界面张力泡沫体系驱是一种全新的三次采油方法,驱油效果优于三元复合驱,可比水驱提高采收率25％左右。通过室内综合研究,确定了超低界面张力泡沫体系驱试验方案,并在大庆油田进行了先导性矿场试验。试验结果,油层中有大量泡沫生成,扩大了波及体积,提高了洗油效率,注入井注入压力上升,注采压差大幅度增加,吸液指数和产液指数大幅度下降,增油降水效果显著,气窜现象得到抑制。超低界面张力泡沫体系驱应该采用双管分注工艺,否则易产生水化物;由于注气压力较高,应采用更高性能的压缩机设备,以保证达到设计的气液比要求。

萨北油田北二区泡沫复合驱矿场试验

阐述了世界首次泡沫复合驱先导性矿场试验 ,介绍了该试验取得的效果及其与三元复合驱动态特点的区别。分析认为 ,泡沫复合驱剂在油层中形成了泡沫 ,该泡沫复合驱可比水驱的采收率高 30 %左右。

低界面张力氮气泡沫驱提高采收率实验

通过泡沫综合性能评价及油水界面张力测试,优选了低界面张力氮气泡沫体系,优化了注入参数,对比了泡沫驱、聚合物驱、低交联聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱提高采收率的效果,并模拟现场油田进行了聚合物驱和聚合物/表面活性剂二元复合驱后低界面张力氮气泡沫驱实验。优选的低界面张力氮气泡沫体系配方为:0.3%复合起泡剂(椰油酰胺甜菜碱DK+烷基醇胺PM(5∶1))+0.1%稳泡剂PA(天然高分子衍生物),该体系与原油间的界面张力为0.0531 m N/m,泡沫综合指数Fq为10312.5 m L·min;最佳气液比为1.5∶1,注入方式为共混注入,注入速度72 m L/h。驱油实验表明,该低界面张力氮气泡沫驱体系的驱油效果(提高采收率11.4%)优于表面活性剂/聚合物(SP)二元复合驱(提高采收率9.61%)、低交联聚合物驱(提高采收率7.13%)、聚合物驱(提高采收率6.37%);在模拟该油田水驱(采出程度36%)、聚合物驱(采出程度45%)及二元复合驱(采出程度47%)后,低界面张力氮气泡沫驱仍可提高采收率10.8%。

低界面张力泡沫驱油体系研究

采用Waring-Blender法对13种表面活性剂进行了泡沫性能评价,并测定了油水界面张力。结果表明,起泡性能好的DK,AS-14,ES表面活性剂油水界面张力未达10^(-2)mN/m。分别用阴离子表面活性剂WPS和非离子表面活性剂PM对ES,AS-14,DK表面活性剂进行复配,AS-14,DK与PM复配增效作用强,界面活性高。仅DK/PM复配表面活性剂的起泡和稳泡性能好。对DK/PM复配表面活性剂进行配方优化,当DK/PM复配表面活性剂总浓度为3 000 mg/L,DK与PM质量比为5:1时,泡沫综合指数达最大值,为4 050.0,平衡时油水界面张力达5.96×10^(-2)mN/m。

新型低张力泡沫驱油体系性能研究

针对大港港东油藏条件,对新型低张力泡沫驱油体系(芥酸酰胺丙基甜菜碱EAB40与十二烷基磺酸钠SLS的复配体系)的耐温性能、耐矿化度性能、抗二价离子性能进行了系统研究,结果表明,该低张力泡沫驱油体系的耐温性能达到80℃,耐矿化度性能达到60 000 mg/L,抗二价离子性能达到220 mg/L。岩心对比驱油实验表明,低张力泡沫驱油体系0. 3%EAB40+0. 2%SLS能够在水驱基础上提高采收率10. 8%,明显优于单一表面活性剂驱(0. 5%芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱EHSB40)或单一泡沫驱(0. 5%α-烯烃磺酸盐AOS)。

反韵律油藏泡沫驱提高采收率研究

以胜坨油田二区古近系Es2^8（2-4）单元为目标，以精细油藏描述为基础，建立三维地质模型，研究特高含水后期反韵律油藏剩余油分布特征。针对油藏动态非均质性严重、主力层顶部剩余油相对富集及高温高盐等特点，研制了低张力泡沫体系，在油藏温度85℃、地层水矿化度18500mg／L、钙镁离子质量浓度505mg／L条件下，起泡体积202mL，半衰期132min，界面张力3×1^-30mN／m，在发挥泡沫体系选择性封堵油藏高渗条带、扩大驱替波及面积的同时，其高界面活性有效提高了洗油效率，室内填砂模型驱油试验提高采收率25．0％，为反韵律油藏大幅度提高原油采收率提供了技术方法。

聚驱后超低界面张力泡沫复合驱实验研究

为研究聚驱后超低界面张力泡沫复合驱提高采收率的效果,在大庆油田的油水条件下,用界面张力仪和泡沫评价仪评价了二元发泡剂体系的界面性能和泡沫性能,用泡沫驱油装置研究了聚合物浓度和交替周期对泡沫复合驱效果的影响.实验结果表明,二元发泡剂体系在较宽的表面活性剂和聚合物浓度范围内可以与原油形成超低界面张力.同时二元发泡剂体系具有非常好的泡沫综合指数.聚驱后二元泡沫复合驱可提高采收率15%以上.聚驱后二元泡沫复合驱的气液交替周期越小采收率越高,且气液同注泡沫驱效果最好.在表面活性剂和聚合物用量相同条件下,二元泡沫复合驱效果好于三元泡沫复合驱、二元液驱及高浓度聚驱,且避免了强碱带来的腐蚀、结垢等问题.

孤岛中二区低张力泡沫驱油体系性能研究

以孤岛中二区油藏为目标区块,研制了适合油藏条件的低张力泡沫驱油配方,通过泡沫性能评价、泡沫体系与地层油水界面性能测定及物理模拟试验,研究了低张力泡沫体系的泡沫性能、油水界面性能及泡沫体系在多孔介质中的封堵能力、提高采收率的能力、驱替过程中产出液含水变化及注采压差变化。试验证明,低张力泡沫体系集合了泡沫及活性剂驱油体系的特点,具有强调剖及强洗油的双重作用,泡沫的高视黏度及选择性封堵提高了驱油体系的波及面积,低张力泡沫体系的高界面活性提高了驱油效率,减少了油藏的残余油的存在,使泡沫体系更稳定,注入低张力泡沫体系后,综合采收率提高28%。

江汉油田高盐油藏低界面张力泡沫驱提高采收率研究

为提高江汉油田高盐中低渗油藏注水开发后期的原油采收率,用起泡剂和稳泡剂配制了泡沫体系,通过考察起泡剂类型、浓度及稳泡剂浓度对泡沫体系发泡体积和半衰期的影响优选了泡沫体系配方,研究了泡沫体系的耐油性、耐盐性及耐老化性,对泡沫驱注入参数进行了优化,通过对并联岩心的驱油实验考察了泡沫体系的封堵能力。研究结果表明,起泡剂和稳泡剂质量分数均为0.4%时,泡沫体系的发泡能力良好,发泡体积为110 mL,半衰期为427 min,泡沫体系与原油的界面张力较低(10^(-2)mN/m数量级);泡沫体系耐油性较好,在含油量为30%时的半衰期为40 min;耐盐性良好,在矿化度为300 g/L或钙镁离子为5 g/L时的半衰期大于350 min;耐老化性良好,在70℃下老化100 d的发泡体积和半衰期变化较小;低界面起泡剂氮气驱最佳注入参数为:气液比1.5∶1、注入段塞0.4 PV、注入速度1.2 mL/min,在此条件下泡沫体系可提高单管岩心采收率7.51%、并联岩心采收率10.04%,对王场油田高盐非均质油层具有良好的调驱效果。

耐温抗盐超低界面张力泡沫体系的研究

通过对多种泡沫剂的起泡能力和稳定性等进行分析,试验筛选出界面张力达到10^(-3)mN/m以下的超低界面张力泡沫体系,其由DP4磺酸盐阴子表面活性剂和6~#甜菜碱两性表面活性剂组成。性能评价表明,该体系具有较好的泡沫性能,较强的抗盐能力、抗二价阳离子能力和抗老化能力,加入MO 4000聚合物后能增强泡沫体系的稳定性。单管驱油试验表明,超低界面张力泡沫复合驱比聚合物驱具有更强的封堵调剖能力,大大扩大波及体积。双管驱油试驱表明,聚合物驱后再注入此泡沫体系,综合采收率提高了16.65%。

泡沫驱油技术室内实验及参数优化研究

本研究针对河南油田双河北块IV1^(-3)层系开展泡沫驱油技术室内实验及参数优化研究。通过泡沫剂性能评价,筛选出性能较好的泡沫剂ZK^(-1),发泡体积251m L,泡沫消泡半衰期41min,界面张力5.7×10^(-3)m N·m。确定了最佳泡沫剂浓度0.4%,最佳气液比1∶1,注入速度0.5m L·min^(-1),注入段塞尺寸等关键参数。在六倍渗透率级差的非均质物理模拟岩心驱油实验中,聚合物驱后再进行泡沫驱油可进一步提高采收率8.5%。优良的泡沫剂能有效降低油水界面张力,大幅度提高洗油效率。

二元超低界面张力泡沫体系静态评价

所报道的二元超低界面张力泡沫体系,由聚合物HPAM,非离子表面活性剂SLF(脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯),阴离子表面活性剂SLY(长链脂肪酸二乙醇酰胺)组成。含1.2 g/L聚合物,3.2 g/L SLY,SLY、SLF质量比不同,用矿化度约5 g/L的模拟地层水配制的发泡液,在SLY、SLF比为4∶1时,45℃时与大庆井口原油之间的界面张力达到10-3mN/m数量级,最大发泡体积、半衰期、综合发泡指数均随表面活性剂浓度增大而增大,在总浓度为4.0g/L即SLY、SLF比为4∶1达最大值;聚合物的最佳浓度为1.5 g/L。

调驱一体化泡沫驱油体系配方优化研究

针对大港港东油藏条件,通过系列甜菜碱的泡沫性能、油水界面张力性能测试,筛选出芥酸酰胺丙基甜菜碱作为主剂,与十二烷基磺酸钠等复配研制出调驱一体化泡沫驱油体系。测试结果表明,对于大港港东原油和模拟矿化水,发泡体积可达溶液体积的5倍,油水界面张力可达10-2m N/m数量级水平,能够满足调驱一体化泡沫驱油体系的要求。

超低界面张力型与乳化型复合体系驱替稠油特征对比

为了明确超低界面张力(IFT)和乳化机理对稠油复合驱提高采收率的影响,研究了两种分别以超低IFT和良好乳化性为导向的复合体系的IFT、乳化性能、泡沫性能和驱油性能。结果表明,超低IFT型复合体系可将油水IFT降至2.6×10^(-4)mN/m,但其形成乳状液的稳定性、体系起泡性和泡沫稳定性均较乳化型复合体系差,而后者仅可将油水IFT降至0.25 m N/m。尽管超低IFT型与乳化型复合体系性能相差较大,复合驱过程中,由于体系扩大波及体积能力相对较弱,两种体系提高采收率增幅相差较小。超低IFT型泡沫驱采收率增幅可达38.3%,显著高于乳化型泡沫驱的28.9%。在泡沫辅助下,超低IFT洗油机理比乳化降黏机理更为关键。超低IFT型泡沫驱驱替稠油的采收率增幅大于大段塞复合驱,前者0.3 PV化学剂用量下的增幅达38.3%,后者0.5 PV化学剂用量下的增幅仅为30.7%。超低IFT型泡沫驱是目前提高稠油采收率较好的方式,单一复合体系驱替稠油存在化学药剂的潜在浪费。图7表1参15。

聚驱后自生泡沫复合驱原油采收率研究

经实验筛选出稳定高效、经济可行的生气体系,得到较优自生泡沫体系配方。在此基础上,考察不同表面活性剂对体系的影响,并对自生泡沫体系的驱油效率进行评价。实验表明,在85℃条件下,生气剂质量分数为3%、起泡剂0.1%、稳泡剂0.12%的自生泡沫体系具有更好的稳定性和实用性。表面活性剂的加入可以更好地降低体系与原油之间的界面张力,提高驱油效率。

低张力泡沫驱油体系提高采收率研究

低张力泡沫驱油体系具有调剖封堵、乳化及提高洗油能力等多重作用,在三次采油领域具有巨大潜力。对甜菜碱类表面活性剂及烯烃磺酸盐(AOS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯十二醇醚硫酸酯盐(AES)等三种常用阴离子起泡剂的泡沫性能和界面性能进行研究,优选得到兼具有稳定泡沫性能和低界面张力性能的泡沫驱油体系。结果表明有效含量0.1%的十二烷基羟丙基磺基甜菜碱(DSB)具有优异的发泡能力和稳泡性能,其在一定含油饱和度下具有更好的泡沫性能,遇油稳定性也明显增强;并且在250×10-6(ppm)下仍能与桩西原油达到低界面张力,即10-2m N/m;单管岩心驱油实验结果表明,0.3PV的泡沫段塞提高采收率最高可达29.7%,含水率由95%降低至55%。

W地区空气泡沫驱实验研究

目前,低渗、特低渗储层已经成为我国陆上油田的主力,由于经济的发展,我国对石油的消费需求也越来越大,能源安全问题也是我们关注的重点,因此,如何对低渗、特低渗储层进行开发已成为我们关注的焦点。对低渗储层采用常规注水开发,开采效果较差。如何对低渗油田进行有效的开采、开发成为亟待解决的问题。本文以W地区为例对空气泡沫驱进行了研究,这对指导低渗储层的开发具有重要的意义。主要取得了以下认识:(1)XD、KDQP、MD在低浓度、地层水矿化度条件下也有较好的起泡性能,其中性能最好的为MD起泡剂;(2)阳离子HPAM浓度越高,稳泡效果越好;同时,阳离子HPAM浓度越高,起泡量也越高;(3)泡沫液—空气交替驱替实验驱油最终采收率88.2%,相比于水驱油的最终采收率可以提高30.1%,有较好的驱油效果。

渤海S油田低界面张力泡沫调驱体系室内研究

泡沫具有“堵大不堵小”、“堵水不堵油”的特性,因此在油田开发过程中被广泛应用。筛选具有较强起泡性能,同时具有较低界面活性的起泡剂体系是泡沫调驱技术应用的关键,本文通过泡沫综合值、泡沫体系界面张力等参数,为渤海S油田筛选优化出既具有较强起泡性能,又具有较低界面活性的起泡剂体系,同时通过物理模型考察了该体系的驱油能力。实验结果显示:采用具有高起泡性以及稳泡性的十四烷基酰胺磺酸盐与具有低界面张力的双十四烷基酰胺醇进行不同质量比复配,当两者的质量比为7:3时起泡体积达250 mL,半衰期达24.9 min,同时油水界面张力为3.2×10^(-2)mN/m。该体系具有较强的调驱性能,能提高非均质储层综合采收率16.64%。