空氣泡沫驅(qū)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及展望

于娣(天津市大港油田采油工藝研究院三次采油室, 天津 300280)

現(xiàn)在，由于多數(shù)水驅(qū)油田已經(jīng)過了開采的高峰期，油藏本身所具有的非均質(zhì)性，再加之油田儲(chǔ)量的下降，使得水驅(qū)開采具有含水率高、采出率低等特點(diǎn)。這是對(duì)油藏資源的巨大浪費(fèi)，而且我國現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展正是需要大量的油藏。因此我們有必要研究新的驅(qū)油方法，空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)將空氣驅(qū)油和泡沫驅(qū)油雙重有機(jī)結(jié)合起來，具有調(diào)剖和驅(qū)油的雙重功能?？諝馀菽?qū)技術(shù)由于空氣具有來源廣、成本低廉的顯著特點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 空氣泡沫驅(qū)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

Fried作為世界上第一位研究泡沫驅(qū)油技術(shù)的人，在1956年開始了他關(guān)于泡沫驅(qū)油的研究。美國伊利諾伊州希金斯油田于1976年對(duì)泡沫驅(qū)油的實(shí)驗(yàn)，取得了良好的增油成果。之后我國開始引入這一技術(shù)，并進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。1977～1978年，我國的勝利油田對(duì)泡沫驅(qū)油技術(shù)進(jìn)行了重要的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，我們所采用的就是空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)，這是世界上第一次采用空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)進(jìn)行油藏開采的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。截至2009年，因?yàn)椴捎每諝馀菽?qū)油技術(shù)，中原油田已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較大幅度的增油目標(biāo)，階段油藏采收率提高4個(gè)百分點(diǎn)，這為空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的在國內(nèi)的推廣，提供了最真實(shí)有效的實(shí)踐支持。

2 空氣泡沫驅(qū)技術(shù)的機(jī)理

空氣泡沫在孔隙介質(zhì)中的形成、運(yùn)移和破滅，這是空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)機(jī)理研究的主要內(nèi)容。

(1)空氣泡沫在孔隙介質(zhì)中的形成 空氣泡沫在孔隙介質(zhì)中的形成理論主要有液膜滯后、氣體截?cái)嗪鸵耗し侄?。液膜滯后理論是氣體以低速沿不同的方向進(jìn)入孔隙介質(zhì)之后，擠壓孔隙中的液體，使之發(fā)生運(yùn)移而形成液膜。氣體截?cái)嗬碚撌菤怏w以高速通過孔隙介質(zhì)的咽喉處，氣體前端在咽喉處形成液環(huán)，這個(gè)液環(huán)會(huì)截?cái)鄽怏w，便形成分離泡沫。液膜分段理論是泡沫形狀改變或者泡沫再形成機(jī)理，主要受孔隙介質(zhì)中已有的液膜滯后和氣體截?cái)嘈纬傻呐菽绊憽?/p>

(2)空氣泡沫在孔隙介質(zhì)中的運(yùn)移 空氣泡沫在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移可以分為泡沫的合并與分裂。其主要受到毛細(xì)管吸入和氣體擴(kuò)張的影響。

(3)空氣泡沫在孔隙介質(zhì)中的破滅 空氣泡沫在多孔介質(zhì)中的破滅主要受氣體擴(kuò)散和油滴作用的影響。一般分為有油破滅和無油破滅，有油破滅是指油滴與兩個(gè)或者兩個(gè)以上的氣泡的液膜產(chǎn)生相互作用時(shí)，油滴被逐漸的膜鋪到氣泡的液膜上，氣泡破裂時(shí)，油滴就會(huì)重新分散。無油破滅是指在沒有油滴的參與下，氣泡在擴(kuò)散運(yùn)移過程中而產(chǎn)生破滅。

3 空氣泡沫驅(qū)油效果的影響因素

(1)空氣泡沫的注入壓力 通過大量的研究實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，空氣泡沫注入壓力對(duì)空氣泡沫驅(qū)油效果具有明顯的影響。隨著空氣泡沫的注入壓力增大，油藏的采收率具有明顯的提高，但是當(dāng)空氣泡沫的注入壓力超過某一值之后，隨著空氣泡沫注入壓力的增大，油藏的采收率增速減緩，甚至出現(xiàn)油藏采收率下降的趨勢(shì)。

(2)空氣泡沫的氣液比 研究發(fā)現(xiàn)空氣泡沫氣液的比值較低的時(shí)候，由于存在著大量的液體，使得油藏的開采需要更大的提升動(dòng)力，空氣泡沫注入壓力需要更大，而且由于液體的液膜對(duì)油藏的運(yùn)移通道形成堵塞，因而降低了油藏的采收率。但是當(dāng)空氣泡沫的氣液比值較大時(shí)，由于存在的大量的氣體，雖然可以降低空氣泡沫的注入壓力，也可以降低液體對(duì)油藏的運(yùn)移通道的堵塞，但是由于大量的氣體注入，而且是采用高壓注入，這使得油藏難以從多空介質(zhì)中運(yùn)移出來，反而影響了泡沫在介質(zhì)中的運(yùn)移，更不利于提高油藏的采收率。

(3)發(fā)泡劑、空氣、泡沫第材料的注入順序 發(fā)泡劑要對(duì)泡沫進(jìn)行發(fā)泡作用，使得其產(chǎn)生大量的泡沫?？諝獾淖⑷胍苿?dòng)泡沫和油藏在多孔介質(zhì)中運(yùn)移，因此按何種順序?qū)ε菽?、空氣、發(fā)泡劑進(jìn)行注入就顯得尤為重要，這也直接影響到油藏的采收率的提高。

4 空氣泡沫驅(qū)技術(shù)存在的問題

由于空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在理論和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中還存在著一些問題，因此研究空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)中的問題，可以有助于我們提高空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的油藏采收率，在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的推廣。

空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)的理論問題?？諝馀菽?qū)油技術(shù)的一些重要理論的研究尚不成熟，例如，泡沫流動(dòng)特性的理論研究、泡沫在高溫高壓條件的運(yùn)移理論研究、泡沫在非均質(zhì)多空介質(zhì)中的運(yùn)移和破滅理論。這些理論的研究尚不成熟，使得空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)缺乏完整的理論體系支持。

5 結(jié)語

本文主要對(duì)空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和機(jī)理作了介紹，并分析了空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用對(duì)于提高油藏采收率的影響因素和空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)在理論和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中存在的問題，最后介紹了空氣泡沫驅(qū)油技術(shù)未來的發(fā)展方向。

[1]黃建東,孫守港,陳宗義.低滲透油田注空氣提高采收率技術(shù)[J].油氣地質(zhì)與采收率,2011,(03):79-81.

[2]劉華,張寧生,王志偉.低滲透油田提高采收率發(fā)展現(xiàn)狀[J].鉆采工藝,2004,(04):38-40.

[3]于洪敏,任邵然,王杰祥.勝利油田注空氣提高采收率數(shù)模研究[J].石油鉆采工藝,2010,(03):105-109.

[4]王杰祥,張琪,李愛山.注空氣驅(qū)油室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,(04):73-75.

[5]張旭,劉建儀,孫良田.注空氣低溫氧化提高輕質(zhì)油氣藏采收率研究[J].天然氣工業(yè),2012,(04):78-80.