氮氣泡沫調(diào)剖技術(shù)在稠油油藏的應(yīng)用研究

殷寄萍

摘要：目前樂安油田草20、草33等區(qū)塊稠油已進入多輪次吞吐開發(fā)時期。目前樂安油田草20、草33等區(qū)塊稠油已進入多輪次吞吐開發(fā)時期。受油藏非均質(zhì)性、水平段吸汽不均勻、蒸汽沿高滲透帶突進的影響，出現(xiàn)汽竄現(xiàn)象，且邊底水水侵影響日益加劇，高含水井逐年增加，吞吐效果變差。為了進一步提高熱采井蒸汽吞吐的效率，在原有的技術(shù)水平上進行四項優(yōu)化。通過應(yīng)用氮氣泡沫調(diào)剖工藝體系，有效調(diào)整了吸氣剖面、有效治理了油井互竄、有效控制了邊底水入侵，提高了區(qū)塊產(chǎn)能，措施效果顯著，為該地區(qū)高含水期的高效開發(fā)奠定了牢固基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高溫氮氣泡沫調(diào)剖；注汽壓力；水平井；工藝體系優(yōu)化

目前采用高溫氮氣泡沫調(diào)剖，其作用機理是利用泡沫劑在地層大孔道中產(chǎn)生的泡沫來降低蒸汽的滲流能力，從而使注汽壓力升高，迫使其后注入的蒸汽轉(zhuǎn)向未驅(qū)替帶，可以起到堵水、調(diào)整吸汽剖面、實現(xiàn)水平段均勻動用的目的。針對樂安油田草20、草33等區(qū)塊水平井受邊水影響日益突出的情況，結(jié)合區(qū)塊的實際情況，在氮氣泡沫調(diào)剖工藝上進行選井優(yōu)化、泡沫劑用量優(yōu)化、氮氣用量優(yōu)化、注入方式優(yōu)化。

1 發(fā)泡劑的性能評價與優(yōu)化

1.1 發(fā)泡劑性能評價

將發(fā)泡劑在190℃高溫老化24小時，常溫下測試不同濃度下的高溫發(fā)泡劑的發(fā)泡體積及半衰期。發(fā)泡劑濃度達1%-3%，發(fā)泡體積達到較大值，再提高發(fā)泡劑濃度，發(fā)泡體積不再增加。當發(fā)泡劑濃度>0.3%，發(fā)泡體積300ml，達到180ml的質(zhì)量要求。在半衰期試驗中，當高溫發(fā)泡劑的濃度增加時，半衰期沒有明顯變化，基本保持恒定。可見發(fā)泡劑濃度0.3%-1%時，發(fā)泡體積和泡沫穩(wěn)定性滿足要求。

1.2 發(fā)泡劑濃度的優(yōu)化

試驗評價了220℃、250℃、270℃和310℃下不同濃度發(fā)泡劑耐溫72h后在巖心中的封堵能力。阻力因子的測定結(jié)果表明，隨著發(fā)泡劑濃度的增加，流動阻力迅速增加，當發(fā)泡劑濃度為0.2%時，阻力因子為8，此時已具有較好的調(diào)剖作用；發(fā)泡劑濃度為0.5% 時，阻力因子大于20；當發(fā)泡劑濃度大于0.5%時，阻力因子上升的幅度變小。結(jié)合泡沫劑性能，選擇濃度為0.3%-0.5%的泡沫劑。

2 氮氣量的優(yōu)化

通過巖心試驗對氮氣泡沫體系的氣液比（氮氣與泡沫劑溶液量之比）進行了優(yōu)選。室內(nèi)試驗時以巖心水驅(qū)替的壓差作為基礎(chǔ)壓差，以不同氣液比的氮氣泡沫體系驅(qū)替壓差作為各個氣液比條件下的工作壓差，工作壓差和基礎(chǔ)壓差之比值即為阻力因子，阻力因子大說明氮氣泡沫的調(diào)剖效果好。試驗溫度為25℃，壓力為3MPa，可以看出（見圖1），不同濃度的泡沫劑阻力因子峰值的氣液比均為2：1（在標準條件下氣液比約為60：1）。

圖1 不同氣液比的阻力因子

3 選井選層優(yōu)化

3.1 油藏非均質(zhì)性對氮氣泡沫調(diào)剖效果的影響

對比了不同滲透率級差措施井的周期增油量：氮氣泡沫調(diào)剖適合具有一定程度非均質(zhì)性的稠油油藏，但滲透率級差大于4后，原油增產(chǎn)幅度明顯下降，說明氮氣泡沫封堵大孔道能力還是有限的，一旦水竄通道大量形成，就很難實現(xiàn)全面有效的封堵。建議滲透率級差小于4，氮氣泡沫調(diào)剖效果較好。

3.2 原油黏度對氮氣泡沫調(diào)剖效果的影響

選取原油黏度（50℃）為（0.1～10.0）×104mPa·s進行了調(diào)剖效果現(xiàn)場統(tǒng)計：隨著黏度的增加周期增油量降低，在黏度低于2×104 mPa·s的情況下，周期增油都大于570t；黏度在（2～4）X 104mPa·s時，周期增油在310～520t；黏度大于4X104mPa·s時，措施有效期一般都比較短，周期增油在200t以下。建議原油粘度小于4×104mPa·s。

3.3 可采儲量采出率對氮氣泡沫調(diào)剖效果的影響

現(xiàn)場統(tǒng)計結(jié)果表明：隨著可采儲量采出率的增加周期增油量增加，當可采儲量的采出率大于80%時，周期增油量明顯降低.因此，氮氣泡沫是提高多輪次吞吐中后期稠油油藏開發(fā)效果的有效手段。

3.4 距油水邊界距離對氮氣泡沫調(diào)剖效果的影響

蒸汽吞吐周期產(chǎn)油量和生產(chǎn)有效期都和油藏壓力有密切的關(guān)系，因此，氮氣泡沫調(diào)剖后的吞吐效果也和距油水邊界距離有很大的關(guān)系。50～1000m采用氮氣泡沫調(diào)剖的生產(chǎn)度不足以抑制邊水的推進，作用不明顯，距離太遠的生產(chǎn)井油藏壓力比較低，即使注入泡沫后吞吐井的反排產(chǎn)液能力也不強，泡沫調(diào)剖的作用不顯著。現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)都表明在300—500m距離范圍內(nèi)的增油量較高效果。

4 注入工藝的優(yōu)化

根據(jù)不同區(qū)塊汽竄類型、程度和油井采出程度，開展泡沫劑用量，氮氣注入量及注入段塞、注速的參數(shù)優(yōu)化，進一步提高泡沫調(diào)剖效果。

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)：泡沫劑濃度優(yōu)選為0.3-0.5%左右；注入方式選擇先期注氮氣，再采用“N2+泡沫劑”3段塞注入。

泡沫劑注入時機選擇：含水高于80%后，泡沫封堵壓差明顯增大。低含水井首先預(yù)注蒸汽，再注泡沫劑；高含水井直接注蒸汽泡沫劑段塞。

現(xiàn)場氮氣泡沫調(diào)剖施工中，氮氣的注入速度是900-1200方/小時，蒸汽的注入速度是6.5-13噸/小時，則高溫發(fā)泡劑注入速度應(yīng)控制在0.13-0.27噸/小時。

5 結(jié)論

室內(nèi)實驗和現(xiàn)場應(yīng)用表明，氮氣泡沫調(diào)剖有效防止汽竄加劇，提高蒸汽的波及體積，控制邊底水入侵。通過分析關(guān)鍵因素對氮氣泡沫調(diào)剖實施效果的影響規(guī)律，確定適宜氮氣泡沫調(diào)剖的油藏條件、泡沫劑和氮氣用量優(yōu)化和注入方式。2017年共實施氮氣泡沫調(diào)剖轉(zhuǎn)周14井次，其中調(diào)整吸汽剖面6井次，邊水治理3井次，汽竄治理5井次，平均單井累油638t，平均單井增油351t，油汽比0.44，措施有效率91.3%，取得較好生產(chǎn)效果和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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（作者單位：勝利油田現(xiàn)河采油廠工藝研究所）