维普资讯 http://www.cqvip.com ・３２・ 采油 工程 注氮气泡沫技术的现场应用 刘庆文 ，王 波２ （１．大庆油田有限责任公司第九采油厂；２．大庆油田有限责任公司采油工程研究院） 摘要：在介绍泡沫选择性封堵机理的基础上，采用岩心实验方法，得出注泡沫段塞可提高采收率的结 论，并通过现场试验加以验证。注氮气泡沫技术具有见效快，投入产出比高的特点，是高含水期油田 开发的重要措施手段。 关键词：注氮气泡沫；选择性封堵；气液比 大庆油田属于非均质多油层砂岩油田，经过３０ １．２提高驱油效率机理 多年的注水开发，已经进人到高含水开发后期，综合 含水超过９０％。这表明经过长时问的注水开发后， 泡沫提高采收率机理包括四个方面。一是泡沫对 高渗透带产生有效封堵后，后续注人水绕流，产生液 地层的孔隙结构已发生改变，厚油层内产生了水流通 道，减小了水驱波及范围，降低了水驱效率…。精 细地质研究也成果显示：在主力油层和非主力油层的 流转向作用，可扩大波及体积，提高驱油效率。二是 泡沫的液相成分中含有的表面活性剂，能大幅度降低 油水界面张力，可提高驱油效率。三是泡沫流具有较 厚油层中还存在着一定的剩余油，剩余油垂向上多集 中在正韵律厚油层顶部，平面上多分布在断层遮挡及 高的粘度，可降低与油的流度比，提高驱油效率。四 是在泡沫破裂后，在重力分异作用下，气体成分上升 到渗透率更低的，注人水难以到达的油层顶部，扩大 波及体积，提高驱油效率。 注采不完善的井区。对这部分剩余油，常规增产措施 挖潜难度大。因此，开展了注氮气泡沫控水窜技术研 究。 ２岩心驱油实验 １ 泡沫选择性封堵及其提高采收率 机理 １．１选择性封堵机理 模拟地层的非均质性，开展三管岩心驱油实验。 实验方法是先水驱或聚驱到含水９８％，然后再注 ０．３ＰＶ的泡沫段塞，最后再注水至含水９８％（表１）。 泡沫是一种气泡的聚集物，是不溶或微溶气体分 实验结果：水驱后到含水９８％后，再注人０．３ＰＶ的 散于液体中所形成的分散体系，其中气体是分散相 泡沫段塞，可增加２９．６６％的采收率，而聚合物驱到 （不连续相），液体是分散介质（连续相）。 泡沫的微观封堵机理是气泡通过毛细管时会产生 附加阻力，即贾敏效应＿２ Ｊ。当气泡很多且足够稳定 时，所产生的阻力是十分可观的。泡沫封堵具有强的 含水９８％后，再注人０．３ＰＶ的泡沫段塞，可增加 １３．７５％，说明在非均质油层，在水驱和聚合物驱后 都可利用注泡沫段塞来提高采收率。 表１ 三管岩心洼泡沫段塞驱油实验数据表 选择性。一是对高渗透带的选择。高渗透带阻力小， 气体会优先进人，占据其包含孔隙的大部分空问，减 少液相的饱和度，从而降低液相的流动能力。二是对 油水封堵的选择。泡沫对含油饱和度比较敏感，在含 油饱和度低的地方，能形成稳定的强泡沫，产生有效 驱油至含水９８％ ２６．８７ ４４．５７ 注０．３ＰＶ的泡沫段塞 ｌ４．０２ ７．９ 三管渗透率分别为 ． ０．ｔ２９、ｌ＿５３、３．３５１￣ｍ ， 再驱油至含水９８％ 合 计 １５－６４ ５・８５ ５６．５３ ５８．３２ 渗透率变异系数０．７９ 的封堵。在含油饱和度高的地方，不能形成稳定的泡 沫，不能产生有效的封堵。 作者简介：刘庆文（１９７４一），男，助理工程师，从事机采井管理工作。Ｅ—ｍａｉｌ￣ｌｌｕｑｉｎｇ＇ｗｅｎ＠ｐｅｔｒｏｅｈｉｎａ．ＣＯＩｌ１．ｃｒｌ 维普资讯 http://www.cqvip.com 注氮气泡沫技术的现场应用 ・３３・ 从杏７—１—３３井组总体连通状况分析，葡Ｉ ３ ３现场试验 ３．１杏７—１—３３井现场试验 和葡Ｉ ３，层连通较好，措施期间２口井见效，累计 增油１０７５ｔ。杏６—４—３２井与杏７—１—３３井连通关 系最好，受效也最好，措施期间累计增油５５２ｔ。在葡 杏７—１—３３井是基础井网的注水井，葡Ｉ组在 ３．７ＭＰａ吸水３００ｍ。／ｄ，在７ＭＰａ下注水量超过 Ｉ ３，一５层段措施期间产液量稳定在３８０ｍ ／ｄ左右， 产油量由２３ｔ／ｄ上升到３０ｌＹｄ，含水由９３．９％下降到 ８００ｍ ／ｄ。周围连通油井产液量高，含水高，具有典 型的厚油层高渗透带连通特点。 ２００４年１２月删５年６月，进行了注氮气泡沫控 ９２．１％，下降１．８个百分点，累计增油４５９ｔ。在葡Ｉ ３２层段措施期间产液量稳定在３８０ｍ ／ｄ，产油量由 ２０ｔ／ｄ上升到２３ｔ／ｄ，含水由９４．８％下降到９３．９％， 水窜现场施工。采用气液地面？昆注方式，累计向地下注 入氮气４２．１８６５×１０４Ｎｍ。，泡沫剂溶液３５５５ｍ。（表２）。 表２杳７—１－３３井现场施工参数 下降０．９个百分点，累计增油９３ｔ。 ３．２北２一丁２－５９井组现场试验 北２一丁２—５９井组属于萨北油田北三区一次加 密井网的调整井，由２口中心采油井，３口注水井和 外围的５口边角采油井组成，采用反九点法布井，平 均井距２５０ｍ，开采层位是葡Ⅱ组和高Ｉ组的高渗透 层段。该井组开发层段中葡１１６—９层段由于注水低 效循环严重，目前采取注水井控制注水，采油井机械 措施后试验层段的启动压力由２．０ＭＰａ上升到 封堵的方法治理，采油井含水上升得到控制，但损失 了厚油层的可采储量。 ２００５年１０月至２００６年１月在井组的３口注水井 上开展现场施工（表３），３口井共施工８１天，累计 ３．８ＭＰａ。试验前后目的层吸水剖面测试资料对比， 同在４．２ＭＰａ的注水压力下，试验前注水量２００ｍ ／ｄ， 试验后降为９６ｍ ／ｄ，而且各层的绝对吸水量都有所 降低。施工后目的层段启动压力升高，低压下吸水层 数下降，说明已对厚油层的高渗透带产生有效封堵。 注泡沫剂４４７７ｍ ，注氮气１００．７×１０ Ｎｍ ，累计气 液比１．１２：ｌ，注入地下气液总体积９４９１．２４ｍ’。 表３现场施工参数统计表 措施后启动压力提高，高渗透层被有效封堵。北 气泡沫起到了很好的驱替厚油层顶部的作用。 ２—１—２８井的启动压力由措施前的８．９ＭＰａ上升到措 施后９．９ＭＰａ，上升了１．０ＭＰａ。北２—１—１６０井的启 动压力由措施前８．７ＭＰａ上升到措施后９．３ＭＰａ，上升 了０．６ＭＰａ。北２—１—０７６井的启动压力由措施前的 ７．８ＭＰａ上升到措施后的８．３ＭＰａ，上升了０．５ＭＰａ。 表４北２—１一ｏ７６井措施前后吸水剖面测试数据对比 措施后厚油层吸水剖面调整，油层顶部动用状况 改善（表４）。北２一ｌ一０７６井在同压（８．１ＭＰａ～ ８．２ＭＰａ）下同位素吸水剖面测试显示，在高渗透的 葡１Ｉ６—９层段内，高渗透（０．８０ｐ，ｍ ）部位相对吸水 量由５６．８９％下降到２３．４７％，低渗透（０．３６ ｍ ）部 位相对吸水量由２７．０８％上升到３２．９２％，说明注氮 维普资讯 http://www.cqvip.com ・３４－ 采 油 工 程 措施后周围连通油井产液量下降，产油上升，含 日增油３．２ｔ，含水下降８个百分点；该井目前日产液 水下降。９口采油井目前日产液７３８ｔ，日产油５５ｔ，综 ４９ｔ，日产油４．９ｔ，综合含水９０．８％，与措施前相比， 合含水９２．６０％，与措施前相比该井组日降液１０９ｔ， 含水下降５．２个百分点（表５）。 日增油３ｔ，含水下降１．２６个百分点；效果最好时日 降液１ １４ｔ，日增油７．５ｔ，含水下降１．９９个百分点。 截至２００６年１Ｏ月，已累计增油２３９２ｔ，目前措施继 续有效。 ４认识 （１）注氮气泡沫段塞是高含水开发后期一项有效 的厚油层挖潜措施，具有选择性封堵高渗透带和高含 水层，扩大波及体积和提高驱油效率的作用。 中心油井北２一丁２—６Ｏ、５９井含水下降后稳定， 产油增加，目前已累计增油８９３．６ｔ。其中北２一丁２ —６Ｏ井效果最为突出，该井效果最好时日产液４７ｔ， 表５北２一丁２—６０试验区中心井生产数据表 （２）现场试验表明，注入井高渗透水窜通道被有 效封堵，启动压力升高，低渗透部位被合理利用，吸 水厚度增加；厚油层吸水剖面得到改善，高渗透部位 日产油５．６ｔ，综合含水８８％，较调剖前日降液１２ｔ， 相对吸水量下降，低渗透部位相对吸水量上升，油层 纵向吸水比例更加合理；厚油层的剩余油被动用，连 通油井增油降水效果明显，投入产出比在１：３以上。 参考文献： ［１］刘春发．砂岩油田开发成功实践［Ｍ］．石油工业出版社， １９９６，７， ［２］洪世铎．油藏物理基础［Ｍ］．石油工业出版社，１９８４，５。 审稿：王风山编辑：张惠殊 （上接第２页） ７月７日２２：２５，钻至井深２９１３ｍ，充气（气量 ３３５ｍ，可进一步缩短钻进周期。 ｌＯ００ｍ ／ｈ）钻进点火成功。此时总烃含量１．ｔ３％， （２）同时由于氮气设备问题，使得充气钻井降 低的密度有限，如果氮气设备气量加大，钻井速度可 进一步提高。 （３）由于徐深２井产气量１１８ Ｘ １０ ｍ ，徐深６ 并持续上涨，最大达８６％。此时燃烧管线的气体流 量为６６００ ｍ ／ｈ，以后持续上涨，最大持续达到 １ｌＯ００ｍ。／ｈ，此时达到流量计最大量程。套压升到 ７ｂｌＰａ，井底压力２７～２９ＭＰａ，火焰高度１５～２０ｍ， 井产１０２ Ｘ １０ ／ｍ’，该地区即将完成的井均可以作为 气源井，因而具备开展天然气钻井的条件。国内长庆 之后压井，欠压值逐渐减小，７月８日２：Ｏ０熄灭。７ 月９日１５：２３，钻至井深３０２０ｍ时再次点火成功， 进行控制充气钻进，地面流量达到１ １０００ ｍ’／ｈ的流 油田、四川油田均进行了天然气钻井。在升深２—１７ 井试验的基础上，可以考虑进行天然气钻井试验。 参考文献： ［１］魏武。充气泡沫气体钻井工艺技术［Ｊ］。钻井液与完井液， 量计最大量程，套压达到５ＹｌＰａ，井底压力２８— ３０ＭＰａ，进行压井，２２：０Ｏ熄灭。 ４结论及认识 （１）通过升深２—１７井现场试验表明，充气钻 井与常规钻井相比能提高钻井速度达３０％～５０％。 该井技术套管下人深度为２５１７ｍ，如果将技术套管下 入深度缩短为泉三底部２１ ８２ｍ，可增加充气试验井段 ２００２，１１（６）：３１－３３． ［２］周英操，翟洪军。欠平衡钻井技术与应用［Ｍ］．北京：石油工 业出版社，２００３． 审稿：周万富编辑：张惠殊