CEA发泡剂泡沫改善水驱效果深部调驱技术.docx

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CEA发泡剂泡沫改善水驱效果深部调驱技术

CEA耐温耐盐发泡剂--泡沫改善水驱效果深部调驱技术

东营广贸化工科技有限公司

CEA发泡剂--泡沫改善水驱效果深部调驱技术

一、前言

目前，我国东部大部分油田都已进入开发后期，随着注水开发，油藏纵向及横向非均质进一步强化，生产井产出液含水高，能耗高，生产效率低，平均采收率仅为30%左右，稠油油藏采收率不到20%，大量的残余油滞留在地下，造成石油这种不可再生的珍贵资源的浪费。

目前，各大油田采用的三次采油方法主要是稠油热采及聚合物驱，虽然聚合物驱能够提高采收率8%左右，一方面，聚合物驱综合采收率为40-45%左右，仍然有大量原油不能采出，聚合物驱后如何进一步提高采收率是急待解决的问题；另一方面聚合物驱对于油藏条件要求比较严格，聚合物受诸如温度、矿化度、二价离子、机械剪切、溶解氧的影响，仅能适用部分油藏，而且聚合物驱对设备要求严格，投资大，因此，聚合物驱仅能够使用于一定采油阶段，一定范围的油藏。

强化泡沫驱（也称复合泡沫驱）是近几年发展起来的新型提高采收率的方法，具有提高采收率程度高，使用油藏范围广，在油藏运移能力强，堵水不堵油、选择性封度的特性，受到三次采油工作者高度重视并且在大庆、胜利的现场试验中取得了良好的效果，目前已进入扩大试验阶段。

但是强化泡沫驱也存在着一些缺点，强化泡沫驱由于在体系中加入聚合物，因此聚合物驱存在的问题，强化泡沫驱都存在，特别是由于注入气体中残余氧对聚合物有非常大的伤害，造成聚合物效果的损失，而且强化泡沫驱，设备要求高，投资大，无论现场试验，还是推广应用都受到一定程度的限制，近期较难投入使用，并且对于油藏条件差、区块小的井更难适用。

泡沫改善水驱效果深部调剖技术是一种利用泡沫的高封堵及对油水层的高选择性,改善水驱吸水剖面,提高水驱效果的实用新技术方法.它吸取了泡沫的优点，改善其缺点，结合现场条件，采用灵活的注入方式，有效的提高水驱效果,虽然其提高采收率的幅度低于强化泡沫驱，但是其投资小，使用范围广泛，能够提高综合经济效益,具有较高技术含量和较强的实用性.

适用领域

1.注水压力低,吸水能力强的油藏地层提高注入压力

2.地层非均质严重的油藏,改善吸水剖面

3.高含水油田降水增油

4.改善聚合物驱效果

5.聚合物驱后进一步提高水驱效果

6.油井堵水、降水

二、CEA发泡剂的特点及驱油机理

CEA发泡剂的特点

CEA耐温耐盐发泡剂是一种由多种表面活性物质组成的化学产品；主要用于三次采油中的高温高盐油藏泡沫驱油，也可应用于油田的泡沫酸化、泡沫钻井、调剖堵水、泡沫排水采气等众多领域；与空气、氮气、二氧化碳皆能形成良好的泡沫，起泡能力强，耐温性好，与高矿化度高钙镁含量的硬水复配，泡沫稳定性高，性能优于同类型产品，与其它化学添加剂具有良好的配伍性。

可以明显的提高采油速度和驱油效率，本产品即可单独使用，也可与聚合物或其他物质复合使用，复配使用效果更理想，可最大限度的发挥协同效应，是一种在油田生产中具有巨大潜力的新型产品及采油技术。

性能指标：

项目

指标

起泡体积ml

＞200

半衰期t1/2min（50℃）

＞80

矿化度mg/l

0－250000

使用温度℃

≤150

使用浓度：

按质量浓度0.5%使用（或按设计要求使用）

使用方法：

将泡沫剂与水按比例混合（或同时加入其它物质），与气体按一定比例同时注入或间歇式注入即可。

CEA发泡剂的表观粘度远远大于组成它的气体及液体的粘度，泡沫在油藏运移时在高渗层的流动阻力系数大于低渗层阻力系数；CEA发泡剂对于油、水具有选择性，遇水稳定，遇油破灭，堵水而不堵。

CEA发泡剂的驱油机理

1.提高了波及系数

泡沫视粘度较高，可改善流度比，在非均质多孔介质运移时，首先进入渗透率大的孔道，根据贾敏效应的叠加原理，随着注入量增多，流动阻力逐步增大，迫使泡沫进入更多低渗透的小孔道中驱油，直到泡沫进入整个岩石孔隙，最终导致泡沫波及效率扩大。

泡沫驱相对水驱，大大改善了油层非均质的影响，可克服注水易舌进、指进的问题，使驱动趋于均匀，从而提高了波及系数。

2.提高了洗油效率

泡沫含有表面活性物质，它具有降低油水界面张力，增大原油与岩石表面润湿角q的作用，因此注入泡沫后，粘附功将大大降低，油易被驱走，洗油效率提高。

CEA发泡剂改善水驱效果特点

以水驱为主,利用泡沫的高表观粘度及对于油水层的选择性,封堵大通道改善水驱吸水剖面，提高水驱波及面积，泡沫在油藏不断流动，起到动态深部调剖的作用，泡沫剂的活性剂成分降低油水界面张力，增加洗油效果，从而提高水驱采收率。

三、CEA发泡剂室内试验研究成果及认识

1、

无论是强化泡沫驱、泡沫驱还是泡沫改善水驱效果技术，核心的问题是要有性能良好的泡沫剂，众所周至，泡沫是一种非常不稳定的物质，因此，具有良好泡沫性能的化学剂在此过程中显得尤为重要。

泡沫剂的性能是决定泡沫改善水驱效果及成败的关键，其主要指标有以下几种1、起泡能力，2、稳定性3、配伍性，4、阻力系数，5油藏运移特性，6、泡沫良好的封堵性能

2、CEA发泡剂泡沫性能研究

2.1泡沫流体与渗透率的关系

CEA发泡剂阻力因子与渗透率的关系是泡沫所独有的特点，泡沫的封堵能力随渗透率的增大而增大，在油藏中表现为对高渗层封堵的选择性]。

2.2CEA发泡剂堵水不堵油的特性

油藏中经过多年的注水开发，残余油饱和度分布很不均匀，相差很大，室内实验无法真实的模拟现场条件，模拟了油藏驱油的极限条件，分别制作了两根渗透率不等的模型，将低渗管饱和模拟油，高渗管饱和模拟水，并联水驱后注入泡沫体系。

试验证明，双管模型注水后，水主要从高渗管产出，高渗管产液占总液量的98％;注入0.3PV泡沫后，注入压差增大，压差从水驱时的0.05Mpa提高到注泡沫剂的0.4Mpa，压差提高了8倍，高渗管产出液减少，低渗管产出液增大，再注入0.2PV泡沫段塞后高渗管产液量继续减少，高、低渗管产出液百分数出现反转，低渗管产液量远远大于高渗管，低渗管产液量占总液量的90％，高渗管液量占总液量的10％，转注水后，低渗管液量仍占总液量的80％，在泡沫的作用下，低渗模型产液量远远高于高渗模型，这一试验有力的说明了泡沫体系对于油水的选择性封堵特性。

产生这一特殊现象的主要原因是，高渗模型不含油，泡沫形成有效的封堵，而低渗模型由于残余油的影响，泡沫不稳定，不能形成有效的封堵，因此，导致低渗模型的产液量高于高渗模型，说明泡沫体系具有良好的选择性封堵能力。

2.3CEA发泡剂良好的封堵性能

从含油模型水驱后泡沫复合驱压差变化曲线看出，水驱时注采压差随着注水，压差逐渐降低，注入复合泡沫体系后，注采压差迅速上升，说明复合泡沫体系在含油模型能够形成良好的封堵，注采压差远远高于含油模型水驱初始压差。

2.4CEA发泡剂泡沫注入量与封堵能力的关系

当油藏含油高时，注入泡沫不能形成良好的泡沫封堵，随着注入量的增加，含油量逐渐减少，能够形成良好的封堵能力，起到堵水调剖的作用。

3、CEA发泡剂驱油性能研究

无论是水驱、聚合物驱、还是泡沫驱，其最终效果还是归结到提高采收率上来。

堵水调剖的最终目的是提高波及面积，将水驱时未驱到的油驱出。

3.1强化泡沫试验研究

泡沫体系良好的驱油特性是泡沫驱的一大特点，单一泡沫体系由于受到残余油的影响，稳定性较差，强化泡沫体系是在泡沫体系中加入定量的聚合物，聚合物的加入可以提高泡沫体系粘度，增强泡沫的稳定性，同时可以减少泡沫剂在油藏中的吸附损耗。

强化泡沫体系在驱油效果上具有泡沫体系及聚合物的双重特点。

试验证明，强化泡沫驱能够提高采收率20%以上。

3.2聚合物驱后强化泡沫驱油试验

聚合物驱后如何进一步提高采收率，一直是困饶石油科技工作者的难题，泡沫驱的高封堵，高调剖能力对于聚合物驱后提高采收率具有较大的优势，试验证明，聚合物驱后注入泡沫体系能够较大幅度的提高采收率，通常能够提高采收率10%以上，泡沫驱在聚合物驱后油藏进一步提高采收率具有重要的意义。

3.3营13泡沫驱油试验

营13块位于东营市胜华路与泰安路交汇处之北，构造上位于东营凹陷中央隆起带、东北构造轴部的中央塌陷区，营13块为高渗稠油油藏，地层水矿化度19000mg/L，钙、镁离子含量1100mg/L。

60℃单管模型水驱采收率试验证明，含水97%时，采收率为50%，60℃单管模型含水97%时，注入泡沫至产出液含水98%，泡沫驱比水驱采收率提高16%。

双管模型采收率试验证明，含水97%时，综合采收率为30%，注入泡沫剂后，采收率升高到56%，提高综合采收率26%。

注入压力从0.1Mpa，上升到0.25Mpa，压力升高一倍多。

4、小结

强化泡沫驱与水驱及泡沫提高水驱效果深部调剖各有优缺点：

强化泡沫体系优缺点分别为：

优点:

体系稳定,采收率提高幅度大

缺点:

设备投资大,风险大,运行不灵活

泡沫改善水驱技术优缺点分别为:

优点:

投资小,见效快,风险小

缺点:

以提高水驱效果为主,提高采收率幅度小于强化泡沫驱

根据不同体系的特点应用于不同油田、不同油藏条件及不同投资条件的油田开发及控水增油。

四、CEA发泡剂现场效果

1、井下鲁胜公司进行的泡沫驱实验取得了较好的效果，也还存在着一些问题，注入的几口井普遍见到了可观的经济效益，增油数千吨.其中一口井，注入泡沫剂8吨，注入压力提高4-6MPa，周边受效井增油数百吨，两口井的注入压力都有不同程度的增长，A井压力升高2.2Mpa，F井压力升高9Mpa，A试验区块注入氮气泡沫后，见到了明显的控水增油效果。

４口井由试验前平均含水71.5%下降到44.7%，日产油量由3.9t上升到7.3t。

2、大庆泡沫复合驱效果

大庆三元复合体系加天然气复合泡沫驱试验，试验区的SⅢ3-7层，1984年至1994年曾进行过注气试验，到注泡沫复合体系时，综合含水为97.2%，注气阶段采出程度为12.9%，累计采出程度为高达43.8%。

两口中心井在三元体系注入量约为0.082PV时开始见效，含水缓慢下降，受效高峰时，北2-丁6-70井含水由见效前的96.2％下降到最低时的50.7％，下降了45.5个百分点；北2-丁6-71井含水由见效前的98.3％下降到最低时的45.1％,下降了53.2个百分点。

，北2-丁6-71井含水下降到88.8%，已提高采收率24.1%（OOIP）。

北2-丁6-71井含水由注前的98.3%下降到74%的水平后，效果持续了47个月。

泡沫复合驱扩大了波及体积，注入井吸水层数由注前的19个层增加到27个层，吸水厚度由注前的30.3m增加到40.6m。

3、胜利孤岛单井试注试验

2003年，在孤岛中二区中部28-8井，开展了单井注强化泡沫试验研究，试验取得了较好的效果，注入压力由5.5Mpa,提高到7.2Mpa，注水剖面得到了明显改善，主力吸水层42层，由试验前的吸水量100％，下降到试验后的43％，而其它两个试验前不吸水的油层由吸水量接近0，提高到57％，注入强化泡沫明显改善了油藏的非均质性，改善了吸水剖面。

13口受效井，有10口不同程度见效，井组产油量由试验前的70吨/d，提高到155吨/d,日增油85％，综合含水由试验前的93.8％，下降到88.1％，下降5.7％，其中30-505井气产量增加，相应日产油量上升，由试验前的6吨/d，上升到20吨/d，含水下降了11%，29－3井，含水由95％，下降到42.5％，下降52.5％，降水效果非常明显，截至到2004年底，累计增油1万多吨。

单井试验说明，强化泡沫驱，能够较好的改善油层非均质性，提高油井产量，改善水驱效果。

五、CEA发泡剂改善水驱深部调剖技术方案设计及效果预测

试验准备及资料录取

实验前：

对注入井，进行注入压力、吸水剖面，吸水指数，进行测定，

实验后：

进行注入压力，吸水剖面的测定，并跟踪测试分析油井液量、油量、含水，产气量

六、CEA发泡剂改善水驱深部调剖技术方案设计

1、连续注入，与注水过程同时进行，即泡沫伴水驱油

2、周期性注入泡沫,每月1次,每次一周,连续注入1年,或根据效果延长注入试验周期，配注量参照注水量，气液比3:

7-5:

5,泡沫剂浓度为0.15%-0.5%

效果预测

注水压力、吸水剖面调整，预计2-3个月见效

降水增油预计注入6-12个月后见效

泡沫改善水驱效果是在泡沫驱基础上发展起来的新技术、新工艺，它借鉴了泡沫驱的优点，与现场实际条件紧密结合，力争用最少的投入，最少的设备，取得较好驱油效果，提高经济效益，泡沫改善水驱效果技术，是水、气、表活剂多种形态有机结合起来的体系，泡沫气泡在油藏多孔介质中还表现出固体颗粒及弹性体的特点，因此泡沫体系具有多相复合性能的优点，是一种很有前途的提高采收率的方法，当然，什么事情也不会是一帆风顺的，需要克服许多未知的困难，需要多方面密切协作，在现场实验及推广应用中取得好的成果，共同作好这一具有重要意义的工作，为油田的增储上产作出贡献。

泡沫改善水驱效果深部调驱技术