蒸汽驱后热空气泡沫复合驱油技术的研究与应用
谢建波
中国石油辽河油田公司欢喜岭采油厂，辽宁盘锦124010
摘要针对辽河油田齐40蒸汽驱开发中，由于蒸汽与原油黏度的差异和油藏非均质性的影响
导致蒸汽超覆和指进的问题，研究了热空气泡沫复合驱油技术。热空气泡沫复合驱油体系可以改 善油水流度比，泡沫的封堵作用减弱了蒸汽超覆作用，起泡剂中表面活性剂的作用可以提高波及
系数。该体系的性能较好，驱油效果明显。
关键词泡沫复合驱稠油性能评价阻力因子蒸汽驱
目前稠油的开发方式以蒸汽吞吐和蒸汽驱技术为主，辽河油田齐40块在注蒸汽开发过程中，由于蒸汽与原油黏度的差异以及油藏非均质性的影响，导致蒸汽超覆和指进，降低了注蒸汽波及系数。热空气泡沫复合驱油技术是在注蒸汽开采后期注入起泡剂和热空气，复合物在孔隙运移过程中形成泡沫，降低驱替
介质的流度。泡沫可以封堵高渗孔道，使后续驱替液均匀地在油层中推进，提高波及系数。而且起泡剂中的表面活性剂可以改变岩石表面的润湿性，提高洗油效率。齐40块于1987年投入蒸汽吞吐开发,1998年10月开始汽驱先导试验,2005年6月进入全面转驱阶段，目前莲花油层采出程度为46.8%。应用蒸汽驱开发后期辅助技术是区块产量稳定的重要保障。
1原料和仪器
环氧氯丙烷（ECH）、漠乙基磺酸钠、氢氧化钾、乙醞溶液、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠，均为分析纯；烷基胺，工业纯；蒸憎水。
DF-101S恒温加热磁力搅拌器，常州国华电器有限公司;RE-5299旋转蒸发仪，北京华兴科学仪器厂;TWCL电子调温油浴锅，天津泰斯特仪器有限公司；IR-420红外分光光度计，上海精密科学仪器有限公司;XYZG真空干燥箱，承德试验机有限责任公司；SHA-CA水浴恒温震荡器、FA-1104电子天平，上海市仪器总厂。
2泡沫体系的优选
2.1发泡剂
由于单一发泡剂的泡沫性能不佳，室内实验一般采用发泡剂的复配体系来评价其泡沫性能。本实验选
自动干手机用了3种发泡剂复配体系，1#体系为十二烷基二甲基羟基磺基甜菜碱+十六烷基三甲基漠化鞍,2*体系为十二烷基二甲基羟基磺基甜菜碱+烷基苯磺酸钠,3*体系为十四烷基二甲基羟基磺基甜菜碱+乙烯瞇竣酸钠。3种复配体系的泡沫性能如表1所示。0.5%的广发泡剂复配体系的发泡性能更优越。
表1发泡剂的性能评价射频开关芯片
发泡剂的质量分数/%
发泡体积/mL半衰期/min表面张力/(mN•m-1) 1*2*3*1*2#3#1*2*3*
0.132027033020192127.018.626.5
0.236029035024222230.121.529.6
0.338030039027242532.022.130.2
0.442035041030262732.823.428.6
0.555043050036283033.126.530.2
涨紧轮0.652041048035273134.026.030.0
氧化硅及碳酸钙固相颗粒作为泡沫体系的稳泡剂2.2稳泡剂
泡沫体系仅依靠表面活性剂无法达到预期的
效果，需要与稳泡剂复配使用。针对区块地层特点，选择耐温性较强的亲水性二氧化硅、疏水性二收稿日期：2019-02-25。
作者简介：谢建波，硕士，工程师，研究方向为油田地质稠油动态分析、油田高分子化合物的合成与性能及提高采收率。
精细石油化工进展
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
16第20卷第2期进行实验⑷，结果如表2所示。
表2稳泡剂的优选
发泡剂稳泡剂
稳泡剂质
量分数/%
发泡体
^R/mL
半衰
期/m in
亲水性二氧化硅颗粒0.267052.7 1#疏水性二氧化硅颗粒0.264049.3碳酸钙颗粒0.260042.4
亲水性二氧化硅颗粒0.568056.7 2#疏水性二氧化硅颗粒0.565046.1碳酸钙颗粒0.567040.4
镀金液亲水性二氧化硅颗粒 1.065054.8 3#疏水性二氧化硅颗粒 1.064046.5碳酸钙颗粒 1.063042.8
加入固体颗粒后泡沫体系的稳定性提高，纳米碳酸钙颗粒的发泡性能明显，但稳泡性能弱于亲水性二氧化硅颗粒，加入亲水性纳米二氧化硅颗粒后，泡沫体系的发泡与稳定性能均大幅提升。综合考虑确定泡沫体系的配方为：0.5%十二烷基二甲基羟基磺基甜菜碱+0.5%亲水性纳米二氧化硅+0.5%十六烷基三甲基漠化镀。
3热空气泡沫复合驱油体系性能评价
室内应用一维单管模型，采用人造岩心，模拟齐40块储层的参数特征。阻力因子是工作压差与基础压差的比值2"°〕，是用来评价泡沫体系调堵能力的主要参数。
3.1岩心渗透率对泡沫阻力因子的影响
在45咒及岩心出口压力为1.0MPa的条件下，研究泡沫在油层中的阻力因子与岩心渗透率的关系，结果见表3。随着渗透率的增大，阻力因子也大幅增加，说明合成的泡沫体系在大孔道高渗透区的发泡能力优于小孔道低渗透区，针对此特点，可以利用泡沫体系封堵高渗透层，以提高驱油体系的波及体积。
表3岩心渗透率与阻力因子的变化关系
渗透率/“m，—压差"Pa_阻力因子
0.2210.045 1.22027.1
0.5060.036 1.97654.9
1.1150.032 3.256101.8
1.9500.015
2.568171.1
2.5200.0098 2.018205.9
32气液比对泡沫体系阻力因子的影响
气液比是制约热空气泡沫驱在蒸汽驱后齐40块驱油效果的关键因素，本项实验通过研究气液比与泡沫阻力因子的变化关系，来确定适宜的气液比值，岩石渗透率为1-08“n/，实验结果见表4。适宜的气液比为(1~2)：l o
表4气液比与阻力因子的变化关系气液比基础压差/MPa工作压差/MPa阻力因子
I20.036 2.8267&5
110.031 3.850124.2
320.033 4.207127.5
210.032 3.929122.8
310.027 2.36387.5
3.3注入速度对泡沫封堵能力的影响
介质的注入速度会影响泡沫体系的稳定性能和封堵能力，进而影响蒸汽后区块采收率，因此有必要在确定气液比和渗透率对阻力因子影响的前提下，考察泡沫注入速度对阻力因子的影响，进而确定注入速度对泡沫体系封堵能力的影响规律。实验结果如图1所示。
图1泡沫注入速度与阻力因子的变化关系
注入速度低于1mI7min时，随着注入速度的不断增大，阻力因子也大幅增加；当注入速度大于1miymin以后，在注入速度增大的同时，岩心两端的压差会增加，但阻力因子变化不大。因此现场应用热空气泡沫驱油体系时，在保证低于地层破裂压力的情况下，可以考虑尽量提高泡沫体系的注入速度。
4热空气泡沫体系驱油实验
针对齐40块原油开发特点，研究在相同条件下蒸汽驱和热空气泡沫复合驱的驱油效率，进而了解蒸汽后热空气泡沫复合驱提高采收率的机理。以室内泡沫体系实验参数及数值岩心模拟为依据，对2种驱替方式进行对比分析，结果见图2~图4。由图2可见，蒸汽驱后应用热空气泡沫复合驱油体系，驱替结
束时采收率提高了9%。由图3和图4可见，热空气泡沫复合蒸汽驱与常规蒸汽驱相比，可大幅降低平面含油饱和度，有效扩大纵向波及系数，提高采收率
。
2019年4月谢建波.蒸汽驱后热空气泡沫复合驱油技术的研究与应用17
图3齐40块常规蒸汽驱剩余油饱和度场
旋转展台
驱替开始时，空气以微气泡的形式游离于驱替介质中,2种驱油方式的驱油效果差别不大，主要是因为含油饱和度较高，抑制了泡沫剂的起泡能力，但也起到气体弹性驱动流体的作用，改善了油水流度比，提高了初期的驱油效率；随着含油饱和度的降低，泡沫剂逐渐开始起泡，驱替压差逐渐增大「⑵。另外由于起泡剂中表面活性剂的作用，可以改善岩心孔隙中原油-岩石-水的界面特性，降低界面张力，使很大一部分稠油能够从岩石上剥离，有效地提高了洗油效率。
5现场应用
齐40-8-C261汽驱井组在1998年10月以70m x100m反九点井组进行汽驱先导实验，经过20多年的汽驱开发，断块潜力得到充分发掘，应用原有的开发方式很难有所突破，因此2015年6月采用了热空气泡沫复合蒸汽驱技术，现场应用效果明显，具体情况见图5~图7。
图6齐40-8-C261井组剩余油饱和度场
先导试验区单井表现岀动液面上升、产液量上升、油量上升、温度上升、综合含水率下降的典型特点。汽驱井组8-261C2井2015年6月进行复合蒸汽驱油，同年9月曰产油量上升明显，由单独汽驱时的平均日产油6.5t增至10.1t，截至目前已累计增油2600t，综合含水率也有不同程度的降低。热空气泡沫
复合蒸汽驱油技术在现场的成功应用，也为齐40块扩大复合汽驱规模、最大限度挖潜区块剩余油潜力提供实践的依据。
6结论
1）针对齐40块蒸汽驱开发特点及存在问题，研制了蒸汽驱后热空气泡沫复合驱油体系，泡沫性能稳定，具有良好的耐盐抗油性，与地层匹配
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18第20卷第2期
性高。
2)结合室内物模与数模的研究结果，确定适宜的气液比为(1~2)：1。在低于地层破裂压力下，应尽量提高注入速度。在注入方式中，气液交替的频率越高，阻力因子越大，泡沫驱油效果越好。
3)—维单管岩心驱替实验结果表明，热空气泡沫复合驱油比单向蒸汽驱的驱油效率提高了9%，残余油饱和度降低了15%。而且泡沫体系具有表面活性剂的作用，可以降低界面张力，使很大一部分稠油能够从岩石上剥离，有效地提高洗油效率。
参考文献
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Research and Application on Hot-Air Foam Flooding
After Steam Flooding Technologies
XIE Jianbo
Huanxiling Oil Production Plant of Petrochina Liaohe Oilfield Company,Panjin,Liaoning124000
Abstract In view of the difference between the viscosity of crude oil and that of steam as well as the heterogeneity of reservoir in the steam flooding development of Qi一40Block in Liaohe Oilfield,hot air foam composite flooding technology was studied.Hot air foam composite flooding system can improve oil-to-water mobility ratio,and steam steam overriding is reduced due to the plugging effect of steam,and the sweep efficiency is increased due to the action of the surfactant in the foaming agent.This flooding system has good flooding performance and effect.
Key words foam composite flooding；heavy oil；performance evaluation；resistance factor；steam flooding
(上接第14页)
and plugging property of WH一1were studied.According to the results of performance evaluation,the gelling time of WH-1is1-5d,and its gelling strength is(1-10)x104mPa•s.The long-term stability of WH-1is good,and the system remains the same without any dehydration after being stored for180days at 75弋.The plugging performance of WH一1is good,and the plugging rate is more than90%.The injection pressure is35.0%lower than that when a conventional plugging agent is used at the same conditions.
Key words profile control；injectability；plugging agent；performance evaluation
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