永寧油田河川區(qū)水平井泡沫驅(qū)開發(fā)研究

周文棟 韓程 石景才

延長(zhǎng)油田股份有限公司志丹采油廠 陜西 延安 717500

1 區(qū)域概述

志丹油田河川油區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡的中東部，構(gòu)造模式為西傾單斜，局部發(fā)育鼻狀構(gòu)造，微型構(gòu)造的發(fā)育為油氣的高效運(yùn)移提供了動(dòng)力。本區(qū)塊長(zhǎng)6油藏埋深中等，油層中部埋深1550～1800m；油層溫度平均為57.38℃，地溫梯度平均為3.25℃/100m，原始?jí)毫ο禂?shù)為0.69MPa/100m，為常溫低壓系統(tǒng)；原油整體表現(xiàn)為低比重、低粘度、低含硫特點(diǎn)的輕質(zhì)油，原油物性較好[1]；地層原油密度為0.7963g/cm3，地層原油體積系數(shù)1.1066，氣油比26.26m3/t，PH值為6.5，平均Cl-含量為49734.58mg/L，平均總礦化度為82136.04mg/L，地層水屬封閉的原生水，油藏保存條件較好[1]。

本區(qū)塊2012年起進(jìn)行長(zhǎng)6水平井開發(fā)，2015年開始大規(guī)模開發(fā)水平井，2018年已初步形成107口水平井、周邊856口常規(guī)井的開發(fā)井網(wǎng)。目前本區(qū)長(zhǎng)6水平井開發(fā)面臨最大的問題是注水開發(fā)更容易暴性水淹，水淹后無有效的控水增油治理措施，且本區(qū)塊目前采用采出水回注的方式進(jìn)行補(bǔ)充能量，進(jìn)一步加強(qiáng)了油層暴性水淹[2]；針對(duì)以上問題，本次探索并研究最佳、成本最低的空氣泡沫驅(qū)技術(shù)高效補(bǔ)充致密砂巖油藏地層能量，利用泡沫調(diào)驅(qū)劑增加高滲透滲流通道滲流阻力，擴(kuò)大氣驅(qū)波及體積，為此類油藏的高效開發(fā)探索一條可持續(xù)發(fā)展之路[2]。

2 泡沫驅(qū)配方優(yōu)化及研究

2.1 礦化度對(duì)發(fā)泡劑性能的影響

（1）發(fā)泡劑溶液配制

用蒸餾水將礦化度為112857mg/L、二價(jià)陽(yáng)離子為9367mg/L的永232-3地層水按比例稀釋成不同礦化度系列溶液，攪拌均勻即可。本次實(shí)驗(yàn)的礦化度分別為32527，65054，85580mg/L，鈣鎂離子依次為2044，4744，6447mg/L，發(fā)泡劑濃度均為0.20%，見表1。

表1 四種發(fā)泡劑在不同礦化度下的發(fā)泡性能數(shù)據(jù)（50℃）

（2）礦化度對(duì)發(fā)泡劑性能影響研究

本次共完成4種發(fā)泡劑在3個(gè)礦化度和鈣鎂離子下的發(fā)泡實(shí)驗(yàn)，通過方案試驗(yàn)和比選可以發(fā)現(xiàn)CAAS隨著礦化度的增加，發(fā)泡容量增加，發(fā)泡速率降低，泡沫的半衰期增加，綜合指數(shù)增大，消泡速率降低；HSAS隨著礦化度的增加，發(fā)泡容量和發(fā)泡速率降低，泡沫的半衰期增加，綜合指數(shù)先增大后降低，消泡速率降低；CHAG-2隨著礦化度的增加，發(fā)泡容量先增加后降低，發(fā)泡速率變化較小，泡沫的半衰期先增加后降低，綜合指數(shù)先增大后降低，消泡速率變化不大，總之泡沫的綜合性能出現(xiàn)最大值；CAAG-2隨著礦化度的增加，發(fā)泡容量先增加后降低，發(fā)泡速率降低，泡沫的半衰期增加，綜合指數(shù)先增大后降低，消泡速率降低，泡沫的綜合性能出現(xiàn)最大值。

通過比選看出隨著礦化度的增加，發(fā)泡劑CAAS的綜合指數(shù)一直呈上升趨勢(shì)，其余三種綜合指數(shù)呈先增加后下降的趨勢(shì)，最大值出現(xiàn)在礦化度63000-65000mg/L處；在礦化度30000-80000mg/L范圍內(nèi)，綜合性能順序?yàn)镃HAG-2＞CAAG-2＞HSAS＞CAAS，因此舍去性能最差的CAAS，再通過后續(xù)實(shí)驗(yàn)對(duì)其余3種發(fā)泡劑進(jìn)一步優(yōu)化，CHAG-2顯現(xiàn)為最佳，見圖1。

圖1 不同礦化度下4種發(fā)泡劑綜合指數(shù)對(duì)比

2.2 發(fā)泡劑濃度優(yōu)化研究

（1）溶液配比優(yōu)選

用移液管移取3.5，7.0，10.5，14.0，21.0mL發(fā)泡劑母液（2.0%）于5只200mL的燒杯中，分別加入136.5，133.0，129.5，126.0，119.0mL永232-3地層水，放入攪拌子，在電磁攪拌器上攪拌10min，即為有效濃度分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.30%的水溶液見表2。

表2 三種發(fā)泡劑在不同濃度下的發(fā)泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果（永232-3地層水，55℃）

（2）方案研究和優(yōu)化

通過對(duì)三種發(fā)泡劑進(jìn)行了5個(gè)濃度點(diǎn)的發(fā)泡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：針對(duì)發(fā)泡性能，隨著濃度的增加，三種發(fā)泡劑的發(fā)泡容量先增加后下降，發(fā)泡速率先增加后下降的趨勢(shì)，發(fā)泡性能總體趨勢(shì)為HSAS＞CHAG-2＞CAAG-2；而對(duì)于穩(wěn)定性來說，隨著濃度的增加，CHAG-2的泡沫半衰期呈正相關(guān)，其余兩種呈先增加后下降的趨勢(shì)，消泡速率呈先快速下降至穩(wěn)定的趨勢(shì)，穩(wěn)定性HSAS＞CAAG-2＞CHAG-2；對(duì)于綜合性能，隨著濃度的增加，CHAG-2的泡沫綜合指數(shù)一直增加，其余兩種呈先增加后下降的趨勢(shì)，綜合性能HSAS＞CAAG-2＞CHAG-2，見圖2。

圖2 不同濃度下3種發(fā)泡劑泡沫的綜合性能（礦化度112857mg/L）

2.3 發(fā)泡劑的濃度優(yōu)化和選擇

（1）發(fā)泡劑的濃度優(yōu)化

從以上礦化度對(duì)發(fā)泡性能的影響規(guī)律來看，礦化度在30000-80000mg/L范圍內(nèi)，泡沫綜合性能較佳。根據(jù)河川區(qū)長(zhǎng)6地層水歷史分析資料來看，平均礦化度約65000mg/L[3]，故在礦化度降至65000mg/L時(shí)，三種發(fā)泡劑的綜合性能均增強(qiáng)，在0.15%以上，CHAG-2的綜合性能最高，并隨著濃度的增加呈正增加的趨勢(shì)；其余兩種發(fā)泡劑的綜合性能變化趨勢(shì)基本相同，只是二者的差距減少[3]。

（2）發(fā)泡劑的選擇

由于發(fā)泡劑的濃度及用量是影響現(xiàn)場(chǎng)效果的主要因素之一，較低的濃度和用量下意味著投資相對(duì)較低。因此，在較低的使用濃度下，選擇HSAS和CAAG-2作為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)用發(fā)泡劑產(chǎn)品，最佳濃度范圍為0.15%～0.20%，泡沫綜合指數(shù)＞100000mL·min，并且在較低濃度下（0.05%），泡沫綜合指數(shù)約50000mL·min，見圖3。

3 結(jié)論

（1）通過發(fā)泡劑的表面活性、配伍性及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，研制出本區(qū)塊兩種長(zhǎng)6儲(chǔ)層氮?dú)馀菽l(fā)泡劑產(chǎn)品（分別為：CAAG-2和HSAS），并對(duì)其濃度進(jìn)行最佳優(yōu)化。

（2）兩個(gè)產(chǎn)品具有抗鹽（總礦化度＞112857mg/L）、抗二價(jià)陽(yáng)離子（總礦化度＞9367mg/L）、發(fā)泡性強(qiáng)、泡沫穩(wěn)定的特點(diǎn)。最佳濃度范圍為0.15～0.20%為有效，泡沫綜合指數(shù)大于100000mL·min，低濃度下的性能也較好。

（3）結(jié)合上述兩個(gè)產(chǎn)品的特性，推薦現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的注入濃度為0.50%的注入液，即1m3注入水中加入5kg商品發(fā)泡劑（有效含量30%）為效果最佳。