泡沫油國內(nèi)外研究進(jìn)展

趙瑞東，吳曉東，熊春明，王瑞河，王 淼

(1.中油勘探開發(fā)研究院，北京 100083;

2.石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國石油大學(xué)，北京 102249;

3.中油天然氣勘探開發(fā)公司，北京 100034;4.中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

泡沫油國內(nèi)外研究進(jìn)展

趙瑞東1，2，吳曉東2，熊春明1，王瑞河3，王 淼4

(1.中油勘探開發(fā)研究院，北京 100083;

2.石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國石油大學(xué)，北京 102249;

3.中油天然氣勘探開發(fā)公司，北京 100034;4.中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

在加拿大、委內(nèi)瑞拉以及中國的一些稠油油藏溶解氣驅(qū)過程中，表現(xiàn)出了異常的開發(fā)動態(tài):低的生產(chǎn)氣油比、高的采油速度和高于預(yù)期的一次采收率?！芭菽汀北徽J(rèn)為是這種異常生產(chǎn)動態(tài)的原因之一，油相連續(xù)的含有大量氣泡的原油稱為泡沫油。在參考大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了國內(nèi)外在泡沫油定義、性質(zhì)、形成過程、影響因素以及機(jī)理研究等方面的進(jìn)展，其中重點(diǎn)研究了過飽和度、臨界氣相飽和度、原油黏度、壓力衰竭速度和溶解氣油比對泡沫油特性的影響，進(jìn)一步分析了一些解釋泡沫油機(jī)理的數(shù)學(xué)模型，指出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及存在的問題，并對稠油冷采泡沫油今后的研究方向提出了一些建議。

泡沫油;稠油冷采;影響因素;機(jī)理;數(shù)學(xué)模型

引 言

在加拿大和委內(nèi)瑞拉幾個稠油油藏的稠油溶解氣驅(qū)過程中，顯示出較高的產(chǎn)量和一次采收率［1－3］，在這些油田收集的井口油樣呈現(xiàn)出一種油相連續(xù)的泡沫狀態(tài)，這些油樣就像巧克力奶油一樣，包含了大量的氣泡，而且這些氣泡非常穩(wěn)定［4］，在敞開的容器中可以保持幾個到幾十個小時，其中真正的原油不足油氣總體積的20%。這些油田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明其生產(chǎn)特性與常規(guī)溶解氣驅(qū)油藏差別很大，單井顯示出了異常高的產(chǎn)量，實(shí)際的原油產(chǎn)量要比理論預(yù)計高10～30倍，有的甚至高達(dá)100倍。如果根據(jù)常規(guī)理論預(yù)測其產(chǎn)量不會超過0.5 m3/d，但實(shí)際單井平均產(chǎn)量達(dá)到15 m3/d。生產(chǎn)實(shí)踐過程中還發(fā)現(xiàn)，對于一些冷采時產(chǎn)量較高的稠油井，對其進(jìn)行蒸汽驅(qū)時效果卻不理想，這進(jìn)一步說明了稠油冷采中存在一些特殊的生產(chǎn)機(jī)理，“泡沫油”被認(rèn)為是這種異常生產(chǎn)動態(tài)的原因之一。

1 泡沫油的定義和性質(zhì)

1.1 泡沫油的定義

對于所有的溶解氣驅(qū)油藏(包括泡沫油油藏)，隨著壓力的下降，溶解氣將會從油相中不斷釋放出來。最初氣相以微小氣泡的狀態(tài)存在，隨著時間的推移和壓力的下降，在不同位置形成的氣泡不斷增大并逐漸聚集形成連續(xù)的氣相。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為比孔喉大的分散氣泡仍然不能運(yùn)動(受毛管力影響)，只有在氣泡聚集成連續(xù)的氣相后才能流動，此時氣相飽和度超過了臨界氣相飽和度，之后生產(chǎn)氣油比會迅速升高。但對于一些稠油油藏的溶解氣驅(qū)過程，通過油田現(xiàn)場觀測以及實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，氣體在較低氣相飽和度時就開始流動，但其流度很低，而且隨氣相飽和度的增加，氣相流度增加并不明顯。此時氣相不是作為一種連續(xù)相在多孔介質(zhì)中流動，而是呈分散氣泡隨油相一起流動，這種流動類型就是所謂的“泡沫油流”。

Smith首先認(rèn)識到稠油溶解氣驅(qū)中的這種特殊機(jī)理，并用“油氣混合物”來描述這種含氣原油，其中氣相以微小氣泡形式夾帶于稠油油相［5］。“泡沫油”這一術(shù)語源于在加拿大稠油油田所觀察到的井口油樣的起泡特性。Sarma和Maini首先應(yīng)用了這一術(shù)語，并定義它為連續(xù)油相中存在不連續(xù)氣相的分散流動［6］。使用這個術(shù)語恰好可以將這種特殊的稠油溶解氣驅(qū)兩相流與常規(guī)的油氣兩相流體區(qū)別開來。

1.2 泡沫油的性質(zhì)

泡沫油流是一種油包氣的分散相，其性質(zhì)比較復(fù)雜，其現(xiàn)象與常規(guī)泡沫有一定的相似性，從熱力學(xué)角度來講，泡沫油和常規(guī)泡沫一樣并不穩(wěn)定，經(jīng)過一段時間后，油氣兩相會發(fā)生分離。由于油包氣分散相的形成以及最終油氣兩相的分離都是動態(tài)過程，泡沫油的性質(zhì)不僅依賴于壓力和溫度，還依賴于其所處的流動條件以及流動過程。

(1)壓縮性。包含有分散氣泡原油的壓縮性要比單相原油的壓縮性大。由于氣體壓縮性比液體壓縮性大很多，相當(dāng)體積分?jǐn)?shù)的氣體摻混并分散于油相時，該分散相總的壓縮性主要由氣相來控制。泡沫油分散相的壓縮系數(shù)可以由氣相的體積分?jǐn)?shù)及油氣兩相的壓縮系數(shù)來計算。這樣泡沫油壓縮系數(shù)的預(yù)測就歸結(jié)為分散氣體積分?jǐn)?shù)的預(yù)測。

(2)黏度。如果將泡沫油氣液分散相作為一種擬單相流體來研究時，其表觀黏度將是一個非常重要的參數(shù)。從理論上計算泡沫油相的黏度值并不容易，并且由于該分散體系的不穩(wěn)定性及流動幾何形態(tài)的影響，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測量也同樣存在著較大的困難。分散理論表明分散相黏度應(yīng)該比連續(xù)相黏度高。然而，將這些理論應(yīng)用到多孔介質(zhì)中的泡沫油流時仍然存在很多問題。

Smith曾用改進(jìn)的壓力恢復(fù)分析方法推導(dǎo)出泡沫油的表觀黏度在100～500 mPa·s，而直接測量單相原油的黏度范圍在1 700～3 500 mPa·s，從而得到了泡沫油表觀黏度降低的結(jié)論。但如果油包氣分散相的表觀黏度低于純油相的黏度，這與熱動力特性是矛盾的，因?yàn)橐话阏J(rèn)為乳狀液的黏度不會低于單獨(dú)連續(xù)相的黏度。Maini等人利用Lloydminster原油進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為泡沫油黏度將增加［7］。Bora通過旋轉(zhuǎn)黏度計測得泡沫油分散相的黏度要比連續(xù)油相的黏度高［8］。因此關(guān)于泡沫油的黏度，學(xué)術(shù)界還沒有一致的認(rèn)識。

(3)泡沫油穩(wěn)定性。泡沫油體系屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，泡沫油中分散的氣泡對其異常的生產(chǎn)特性起著重要的作用，氣泡的穩(wěn)定性是泡沫油穩(wěn)定性的前提。氣泡成核、生長、合并和破裂過程均對泡沫油的穩(wěn)定性有影響，泡沫油穩(wěn)定性的主要影響因素有:原油組成、表面張力、原油黏度、溫度、壓力以及壓力衰竭速度等。

1.3 泡沫油的形成過程

Bora認(rèn)為，溶解氣驅(qū)油藏中氣泡的形成一般包括以下4個過程，即:過飽和狀態(tài)、氣泡成核、氣泡生長、氣泡合并與分裂［8］。

(1)過飽和狀態(tài)。當(dāng)原油中溶解氣量比平衡條件下的溶解氣量多時，系統(tǒng)就處于非平衡態(tài)，非平衡的程度用過飽和度來描述。由亨利定律可知，系統(tǒng)飽和壓力與溶解氣濃度成正比，過飽和度為平衡壓力與系統(tǒng)壓力之差。

(2)氣泡形成。Bora通過微模型實(shí)驗(yàn)研究了氣泡形成條件和形成過程。油藏中的過飽和度超過某一臨界值時，就會引起氣泡成核。實(shí)驗(yàn)中觀察到，微粒雜質(zhì)以及多孔介質(zhì)壁面可作為氣泡成核的位置，對于水濕模型，水滴位置也可以形成氣泡核。

(3)氣泡合并。Bora通過玻璃微模型實(shí)驗(yàn)的觀察，總結(jié)出氣泡合并過程分3個步驟:①氣泡相互靠近，這種現(xiàn)象發(fā)生在快速衰竭實(shí)驗(yàn)的氣泡運(yùn)移過程以及慢速衰竭實(shí)驗(yàn)2個相鄰氣泡變大的過程;②當(dāng)氣泡相接觸時，氣泡開始合并，這一過程中2個氣泡的液膜不斷變薄;③當(dāng)氣泡液膜達(dá)到臨界厚度時，2個氣泡最終發(fā)生合并。

(4)氣泡分裂。Bora在玻璃微模型實(shí)驗(yàn)中觀察到的氣泡分裂現(xiàn)象主要以卡斷形式為主，或者發(fā)生在2個相鄰的孔隙，或者發(fā)生在氣流流經(jīng)的孔喉處。從泡沫油分散體系這點(diǎn)來看，氣泡分裂可能是一個重要機(jī)理。氣泡成核、合并、分裂的過程決定了氣泡大小的分布。

2 泡沫油特性的影響因素

為了理解泡沫油在稠油溶解氣驅(qū)過程中的作用機(jī)理，有必要分析一下泡沫油和常規(guī)溶解氣驅(qū)時的相似性和不同之處。兩者都開始于壓降引起的過飽和，這將導(dǎo)致氣泡成核。在常規(guī)溶解氣驅(qū)中氣泡很快生長并聚集成連續(xù)的氣相，而在泡沫油溶解氣驅(qū)中，生長的氣泡將長期分散于油相中。泡沫油特性的影響因素很多，主要包括:過飽和度，臨界氣相飽和度，原油黏度、溶解氣油比以及壓力衰竭速率。

(1)過飽和度。在一定溫度和壓力下，當(dāng)溶解氣量超過相應(yīng)的平衡值時，氣體在液相體系中處于過飽和狀態(tài)。在多孔介質(zhì)中，平衡壓力和系統(tǒng)壓力之間的差別包含2部分:一部分是由毛管力引起的，另一部分是由非平衡現(xiàn)象引起的。毛管作用對過飽和的影響在低滲透油藏中非常顯著［9］。在溶解氣驅(qū)過程中都存在著過飽和現(xiàn)象。只有過飽和度達(dá)到某一臨界值時才會出現(xiàn)氣泡成核，這一臨界值被稱為“臨界過飽和度”。在氣泡成核之后，過飽和現(xiàn)象隨時間逐漸減弱，在溶解氣驅(qū)后期，過飽和現(xiàn)象基本消失。壓降速率對過飽和的影響非常重要。實(shí)驗(yàn)室測試已經(jīng)證實(shí)過飽和程度隨壓降速率的下降而急劇下降［10］，影響過飽和現(xiàn)象還有其他因素，如巖石及流體的類型。高的過飽和發(fā)生在比較均質(zhì)的巖層和顆粒比較小的多孔介質(zhì)中［11］。

(2)臨界氣相飽和度。臨界氣相飽和度在溶解氣驅(qū)過程中是一個重要的參數(shù)，但是臨界氣相飽和度在概念上仍然存在分歧。常用的定義是氣體達(dá)到臨界氣相飽和度時其相對滲透率仍然為零。一些研究者基于不同的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析，定義了不同的臨界氣相飽和度。Moulu和Longeron定義臨界氣相飽和度為氣體流動發(fā)生之前的最大氣相飽和度［12］。Li和Yortsos定義臨界氣相飽和度為氣體第1次達(dá)到巖心出口端時的氣相飽和度［13］。Kamath和Boyer定義臨界氣相飽和度為當(dāng)生產(chǎn)氣油比從原始溶解氣油比開始上升時的氣相飽和度［9］。高臨界氣相飽和度或許可以歸因于在壓降速率比較高時微小氣泡數(shù)量的增加。隨著過飽和的減弱，臨界氣相飽和度也下降。Abgrall和Iffly表明，當(dāng)溶解氣油比較高時，臨界氣相飽和度也比較高［14］。多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能也是影響臨界氣相飽和度的一個重要參數(shù)。氣油界面張力的增大導(dǎo)致臨界氣相飽和度降低。

(3)原油黏度。常規(guī)溶解氣驅(qū)條件下，原油采收率隨原油黏度的升高而下降。對于Lloydminster油田的稠油(油藏條件下黏度為5 000 mPa·s)，其預(yù)計采收率在2%左右，然而其實(shí)際采收率超過10%。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)顯示，在泡沫油溶解氣驅(qū)條件下，原油黏度對稠油開采有影響。而對于高的壓力衰竭速率，原油采收率隨原油黏度的增加而增加。因此，泡沫油溶解氣驅(qū)條件下原油黏度對采收率的影響不同于常規(guī)溶解氣驅(qū)。在相同的條件下，脫氣原油黏度越高，泡沫油流的穩(wěn)定性越好，具體表現(xiàn)為分散氣泡所占體積增加，泡沫油流持續(xù)時間大幅度延長。國外研究成果表明:當(dāng)脫氣原油黏度小于300 mPa·s時，不能形成泡沫油;當(dāng)脫氣原油黏度小于500 mPa·s時，泡沫油持續(xù)時間短，穩(wěn)定性差［4］。

(4)壓力衰竭速率。在溶解氣驅(qū)過程中，氣泡的生長有利于對油相的驅(qū)替，如果氣泡相互合并形成連續(xù)相，將降低氣相對油相的驅(qū)替效率。因此，采收率明顯依賴于在氣相變?yōu)檫B續(xù)相之前的氣相飽和度。影響這一飽和度的因素有氣泡的大小和氣泡的數(shù)量。過飽和度的大小控制著氣泡成核的數(shù)量，而壓力衰竭速率影響著過飽和度的大小。

壓力衰竭速度從2個方面對氣泡產(chǎn)生影響。一方面高的壓力衰竭速度產(chǎn)生高的過飽和度，高的過飽和度有利于產(chǎn)生更多的氣泡;另一方面壓力衰竭速度越高，壓力梯度也就越高，這有利于氣泡分裂成更小的氣泡。因此，壓力衰竭速率有利于氣相保持分散狀態(tài)，從而有利于提高原油采收率。一些作者通過實(shí)驗(yàn)觀察到較低的壓力衰竭速率時采收率很低。在一些稠油油藏的溶解氣驅(qū)過程中表現(xiàn)出了異常高的采收率。Sheng提出如下假設(shè)對這種現(xiàn)象進(jìn)行解釋，盡管整個油藏的平均壓降速率比較低，但局部壓力梯度較高，當(dāng)一口新井以比較高的生產(chǎn)壓差投產(chǎn)時，油井附近的壓力梯度非常高。如果在壓降區(qū)形成高滲通道，則該區(qū)域以外的壓力梯度將變得較高，而出砂可以產(chǎn)生高滲通道，有利于泡沫油的產(chǎn)生［15］。

(5)溶解氣油比。原油中溶解氣的含量對稠油采收率有著重要的影響。高溶解氣油比將產(chǎn)生高的飽和壓力，而高飽和壓力有利于溶解氣驅(qū)，因?yàn)樗梢蕴岣咚ソ邏翰?，增加溶解氣?qū)的作用時間。Baibakov和Garushev的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，原油采收率隨溶解氣油比的增加而增加［16］。Dusseault等人認(rèn)為，溶解氣含量越高，泡沫油穩(wěn)定性越好［17］。

3 泡沫油流數(shù)學(xué)模型研究

除委內(nèi)瑞拉的Orinoco稠油帶出現(xiàn)泡沫油流外，加拿大、中國以及其他地區(qū)的稠油油藏也出現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。對于泡沫油流的數(shù)學(xué)模型，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一定的研究和探索。

3.1 地質(zhì)力學(xué)模型

1988年，Smith利用壓力恢復(fù)分析的方法研究了稠油冷采時的異常生產(chǎn)動態(tài)，并認(rèn)為除出砂造成的蚯蚓洞之外，還有另外一種機(jī)理起作用［5］。他認(rèn)為稠油冷采時形成了較高壓縮性的流動相，該流動相由油相和微小的氣泡組成，并推測油藏條件下泡沫油的視黏度小于單相原油的黏度。他認(rèn)為大量分散的瀝青是氣泡的成核點(diǎn)。利用油氣混合黏度定義了稠油擬壓力函數(shù)，并解釋了分散氣泡有利于提高泡沫油相的壓縮性。該模型能夠用來初步預(yù)測稠油冷采油藏的生產(chǎn)動態(tài)，但不能用來描述泡沫油動態(tài)捕集效應(yīng)［18］。

3.2 假泡點(diǎn)模型

1993年，Kraus等人提出用“假泡點(diǎn)”模型來描述稠油冷采泡沫油的生產(chǎn)動態(tài)［19］。該模型假設(shè):①泡沫油在低于泡點(diǎn)壓力時，溶解氣以微小氣泡的形式夾帶在油相中;②只有當(dāng)油藏壓力低于假泡點(diǎn)壓力時，氣泡才能逐漸形成自由氣并從油相中分離出來;③假泡點(diǎn)壓力低于泡點(diǎn)壓力。該模型在常規(guī)黑油模型的基礎(chǔ)上給出了泡沫油摩爾體積和壓縮系數(shù)的計算方法，夾帶的溶解氣使油相體積膨脹，油相體積與油相中夾帶氣的摩爾分?jǐn)?shù)成比例。假泡點(diǎn)壓力是一個可調(diào)參數(shù)。由于該模型簡便易行，并可模擬泡沫油流的某些重要特征，被引入到CMG軟件的STARS模塊，用來模擬稠油冷采泡沫油機(jī)理。但是這個模型仍然有很多缺陷，它沒有考慮動態(tài)現(xiàn)象，對假泡點(diǎn)壓力的影響因素也沒有進(jìn)行深入的研究，假泡點(diǎn)壓力必須與油田動態(tài)相匹配，實(shí)踐中難以確定。

3.3 黏度降低模型

1995年，Claridge和Prats假設(shè)在氣泡成核時稠油中的瀝青組分會黏附在氣泡表面并形成覆蓋層［20］，見圖1。這將產(chǎn)生2個效應(yīng):一方面使氣泡穩(wěn)定在很小的尺寸上，使氣泡不易長大，也不易形成連續(xù)的氣相;另一方面，由于瀝青組分吸附到氣泡表面，將使原油黏度顯著降低，這是該模型不同于其他模型的關(guān)鍵。但是瀝青組分吸附到氣泡表面并使油相黏度降低只是一個假設(shè)，尚未經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)［18］。

圖1 黏度降低模型示意圖

3.4 氣泡潤滑模型

Shen和Batycky提出了氣泡潤滑模型，用來解釋微小氣泡對原油采收率的影響(圖2)。他們認(rèn)為，由于氣泡成核作用，形成的微小氣泡像一個個剛性小球，減小油相與巖石壁面以及油相內(nèi)部的摩擦力，從而提高泡沫油的流度，圖2給出了這種模型的示意圖;泡沫油的流度隨著氣泡成核速率的增加而增加［21］。該模型受到Sheng等人的質(zhì)疑，因?yàn)樵撃Ｐ腿鄙贇馀萏岣吲菽土鞫鹊膶?shí)驗(yàn)證據(jù)［22］。

圖2 氣泡潤滑模型示意圖

3.5 動態(tài)模型

Sheng通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)泡沫油的性質(zhì)主要取決于束縛氣的體積，而束縛氣的體積仍隨時間變化，是一個動態(tài)的過程［22］。在此基礎(chǔ)之上他們提出了一個動態(tài)模型，其主要目的是建立一個考慮動態(tài)過程的泡沫油數(shù)學(xué)模型。該模型的基本方程建立在氣泡成核及生長理論之上，為了利于數(shù)學(xué)推導(dǎo)作了如下假設(shè):①泡沫油相由三部分組成:原油，溶解氣和束縛氣;②泡沫油各組分的分布用一些簡單法則進(jìn)行計算;③溶解氣轉(zhuǎn)變成自由氣分為2個過程:一個過程是溶解氣從溶液中析出，并保持分散狀態(tài);另一個過程是分散氣體脫離油相變成自由氣相。這2個過程可以用2個連續(xù)的過程來描述，其實(shí)質(zhì)是增加了2個與時間有關(guān)的反應(yīng)式，考慮了動態(tài)過程，該模型優(yōu)于常規(guī)的平衡模型。不過對泡沫油模型的研究還需要做更深入的工作。

3.6 有效相黏度模型

Kamp等認(rèn)為在泡沫油中含有大量分散氣泡的情況下，氣相滲流不再遵守達(dá)西定律，氣相流速與氣相黏度并不成反比的關(guān)系，他們建議利用有效相黏度來代替油氣兩相相對滲透率［23］。將泡沫油流作為擬單相來研究，并假設(shè)油氣兩相局部流動速度相同，即油相攜帶微氣泡一起流動，這種模型也稱為均相流模型。該模型還可以將系統(tǒng)的非平衡現(xiàn)象考慮進(jìn)來，假定系統(tǒng)遵循動態(tài)平衡原理，即過飽和度隨著時間的增加而下降，其下降的速度與過飽和的總數(shù)成正比，而與時間常數(shù)成反比。該模型最大的缺陷是沒有考慮氣相自身的滲流過程，在計算時會產(chǎn)生較大的誤差。

由上述分析可以知道，這幾種模型雖然可以解釋泡沫油中的一些異常現(xiàn)象，但都存在不足之處，地質(zhì)力學(xué)模型不能描述泡沫油流的動態(tài)效應(yīng);假泡點(diǎn)模型只是對黑油模型的簡單修正，不能用于描述泡沫油流動特性與時間相關(guān)的變化情況;黏度降低模型以及氣泡潤滑模型都只是假設(shè)，并沒有被后期的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，受到其他研究者的質(zhì)疑;動力模型提出的2個速率常數(shù)需要用歷史擬合來確定;有效相黏度模型沒有考慮臨界氣相飽和度以及氣相飽和度較大時氣相自身的滲流過程。到目前為止，還沒有一個完善的理論可以解釋泡沫油中的所有現(xiàn)象。

4 今后工作的建議

經(jīng)過研究認(rèn)為，泡沫油具有一些異常的生產(chǎn)動態(tài)，說明泡沫油中包含著用常規(guī)理論無法解釋的特殊機(jī)理，因此有必要從微觀角度對泡沫油進(jìn)行深入研究。

(1)本課題組在這方面已經(jīng)進(jìn)行了一些研究，利用玻璃微模型實(shí)驗(yàn)研究泡沫油中氣泡的生長過程和泡沫油穩(wěn)定性的影響因素［24］，建立了氣泡成核、生長的數(shù)學(xué)模型研究泡沫油的形成過程［25］等，但仍需要設(shè)計更多的實(shí)驗(yàn)去研究泡沫油的特殊機(jī)理。

(2)泡沫油中的氣泡的分裂、運(yùn)移、合并機(jī)理對泡沫油的穩(wěn)定性影響非常明顯，需要進(jìn)一步深入研究。

(3)過飽和度與非平衡現(xiàn)象在泡沫油中非常普遍，可能對泡沫油穩(wěn)定起一定的作用，本人已做了一些工作［26］，還需深入研究。

(4)溫度對泡沫油的影響非常復(fù)雜，需要進(jìn)一步深入研究。本人認(rèn)為國內(nèi)一些稠油油藏沒有出現(xiàn)明顯的泡沫油現(xiàn)象，可能就是因?yàn)闇囟炔贿m宜泡沫油的形成與穩(wěn)定，但這需要進(jìn)一步證明。

5 結(jié)論

本文深入調(diào)研了國內(nèi)外對泡沫油定義、性質(zhì)、形成過程、影響因素以及相關(guān)機(jī)理及數(shù)學(xué)模型等方面的研究進(jìn)展。關(guān)于泡沫油性質(zhì)的研究并不系統(tǒng)，但可以確定的是含有分散氣泡的泡沫油比常規(guī)油壓縮性好，這有利于提高采收率，關(guān)于泡沫油的黏度仍然存在爭議，甚至不能確定其黏度比單相原油高還是低。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了壓力衰竭速度對原油采收率有很大的影響，壓力衰竭速度對油包氣分散相的形成起很大的作用，但如果將實(shí)驗(yàn)室得到的結(jié)果直接應(yīng)用到現(xiàn)場又會遇到一些問題，通過分析一些解釋泡沫油機(jī)理的數(shù)學(xué)模型，指出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及存在的問題，并對稠油冷采泡沫油今后的研究方向提出了一些建議。

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Research progress in foamy oil at home and abroad

ZHAO Rui － dong1，2，WU Xiao － dong2，XIONG Chun － ming1，WANG Rui － he3，WANG Miao4
(1．Research Institute of Petroleum Exploration＆Development，PetroChina，Beijing100083，China;
2．MOE Key Laboratory of Petroleum Engineering，China University of Petroleum，Beijing，102249，China;
3．China National Oil and Gas Exploration and Development Corporation，Beijing100034，China;
4．Research Institute of Petroleum Exploration＆Development，SINOPEC，Beijing100083，China)

Solution gas drive in some heavy oil reservoirs in Canada，Venezuela and China has witnessed some extraordinary production performances:low gas/oil ratio，high production rate and higher－than－expected primary recovery factor．It is believed that foamy oil is one of the factors contributing to these abnormal phenomena．The so－called foamy oil refers to crude oil containing a substantial amount of gas bubbles．Based on a large number of relevant literatures，this paper summarizes the research progress in respects of the definition，property，formation process，influencing factors and mechanism of foamy oil at home and abroad;highlights the effects of supersaturation，critical gas saturation，crude oil viscosity，pressure depletion rate and solution gas－oil ratio on the characteristics of foamy oil;analyzes some mathematical models that present the mechanism of foamy oil and points out their advantages and disadvantages;and proposes suggestions for future research on foamy oil in heavy oil cold production．

foamy oil;heavy oil cold production;influencing factor;mechanism;mathematical model

TE341;TE33

A

1006－6535(2012)01－0017－06

20110507;改回日期20111020

加拿大CMG基金會項目“Industrial Research Chair in Non－Conventional Reservoirs Modeling”;國家“863”項目“CO2驅(qū)油注采工程技術(shù)研究”(2009AA063404)

趙瑞東(1980－)，男，工程師，2002年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程系石油工程專業(yè)，2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)油氣田開發(fā)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)主要從事稠油油藏數(shù)值模擬和人工舉升方面的研究。

編輯 劉兆芝