氮气泡沫辅助蒸汽吞吐在边底水稠油油藏的应用

【摘要】地层的非均质性使得边水稠油油藏边部油井伴随着吞吐轮次的增加，地层压降不断增大，边水沿高渗带指进到井底，从而造成油井含水上升速度快，制约了热采开发效果。我们进行了氮气泡沫调剖辅助蒸汽吞吐试验，油汽比增加，油井含水上升趋势得到了抑制或有不同程度的下降。

【关键词】边水稠油油藏 氮气 泡沫 热采

胜利乐安油田草128块是一个强边水的稠油油藏，油井经过1-2轮次吞吐后，含水上升至50-90%，区块开发效果变差。

国内外研究表明，伴蒸汽注入高温泡沫体系，可有效封堵高渗层或大孔道，提高蒸汽的波及体积和驱替效率，从而改善了油藏的开发效果[1]。

1 草128块油藏地质特征

草128块地面原油密度为0.9539～0.9898g/cm3，50℃时地面原油粘度1726～44344mPa·s。油藏类型属于正常压力系统的岩性-构造普稠-特稠油藏，水油体积比约大于10：1。

2 氮气泡沫调剖技术在边水油藏中的作用机理及影响因素2.1 氮气泡沫调剖机理2.1.1 增加地层能量

氮气进入地层后，形成人工气顶，增加地层能量[2]。根据有关研究，注氮蒸汽吞吐地层能量比常规蒸汽吞吐高0.2～0.3。

2.1.2 封堵调剖

高温泡沫和氮气注入油层，在地层孔道处形成泡沫，封堵高渗层或大孔道，有效的抑制蒸汽在高渗层、高渗带、大孔道内窜流，提高蒸汽的波及体积。室内实验表明，当岩心中含油饱和度低于20%时，在岩心孔隙孔道中可以形成稳定的泡沫流，流动阻力提高几十倍，从而封堵水窜通道[3]。

2.1.3 抑制边水和底水

水和氮气及泡沫混注时，在径向上封堵高渗透层或水窜通道，使油层吸气剖面得到一定改善。

2.1.4 减少注汽热损失

（1）氮气导热系数低（导热系数为0.0328），注蒸汽过程中，由光油管注入蒸汽，油套环空注入氮气，既可减小井筒热损失，又能降低套管温度，保护套管。

（2）注蒸汽的同时注入氮气，由于氮气与蒸汽间的密度差，其会将向上超覆的蒸汽与油层顶部的页岩盖层隔离开，从而减少了向上覆盖层的热损失。

2.2 氮气泡沫调剖实施效果的影响因素2.2.1 温度对泡沫体系调剖性能的影响

一种泡沫剂体系存在一个最佳的温度作用范围，温度过低不利于泡其在泡沫液膜上规则分布，而温度过高则使分子运动过于剧烈，泡沫液膜的稳定性下降，封堵效果明显下降。在高温条件下的多孔介质中泡沫体系的阻力因子较高则具有较好的封堵性[4]。

2.2.2 气液比对泡沫体系封堵调剖性能的影响

一定的气液比是保证泡沫在多孔介质中形成稳定封堵的必要条件。在通过试验研究不同温度下不同气液比泡沫体系的封堵能力，优选适合高温调剖的最优气液比。

2.2.3 注入方式对采收率的影响

通过对油井井生产跟踪发现，不同的注入泡沫方式的井生产效果差别较大，主要是表现在抑制含水上升和提高周期油汽比两个方面。其中氮气和起泡剂溶液在地面制成泡沫再注入油层的方式，能很好的抑制含水上升和提高油井油汽比。

3 乐安油田草128块氮气泡沫调剖注汽效果分析

3.1 施工方式

溶液中同时配入高温泡沫剂和常温泡沫剂，利用地面装置将混和泡沫剂溶液与氮气充分混合，形成常温泡沫。正注入设计量的氮气泡沫，注速600 Nm3/h。

注汽速率：6-10t/h；注汽干度：≥70%；套管伴注设计量的氮气，注速600 Nm3/h。3.2 现场应用效果分析

3.2.1 单井应用分析（C128-X18）

C128-X18井含水上升至87.3%后进行氮气泡沫调剖转周注汽施工，正挤氮气泡沫30000Nm3，高温起泡剂1.25t，注汽1600t，注汽压力17.7MPa，伴注氮气20000 Nm3，高温起泡剂0.9t。

该井施工后初期含水由施工前的87.3%下降至66.2%，周期最低含水50%，周期平均含水67.5%，日油由措施前的3.4t/d上升到最高值8.6t/d，措施后累计生产252天，周期产油1502t，取得了很好的措施效果。3.2.2 单井应用分析（C128-X17）

C128-X17井在含水上升至78%时进行调剖转周施工，正挤氮气泡沫20000Nm3，高温起泡剂1.0t，注汽1200t，伴注氮气20000 Nm3，高温起泡剂1t。初期含水下降至66%，累计产油1867吨，效果良好。

3.2.3 各油井调剖后含水下降明显

针对草128块油井距离边水近，且水体大、能量强，油井含水上升快的情况，今年实施了5井次氮气泡沫调剖措施改善开发效果，取得了较好的效果。5口井调剖后平均低

图1 调剖前后含水情况柱状图3.2.4 增油效果统计

统计2012年实施的5井次氮气泡沫调剖，总计增油3325吨，平均单井增油665吨。

4 结论与建议

4.1 结论

（1）选井原则。筛选油井需要具备具有较活跃的边底水且油井含水较高。

（2）草128单元蒸汽吞吐井采用地面成泡氮气泡沫调剖技术适应性强，工艺有效率高。

（3）氮气调剖井开井生产后需保持连续生产，调剖周期内如进行其他作业施工，影响氮气调剖效果。

（4）实施早期氮气泡沫调剖，有利于有效控制含水上升，提高周期生产效果。4.2 建议

该技术作为一项新的治理稠油油藏高含水的工艺措施，应用在乐安油田草128单元边底水推进油井取得了良好的开发效果，建议进一步对氮气泡沫封堵调剖的选井条件、实施时机进行深入研究。针对不同油井条件进行物模试验，进一步优化氮气调剖的工艺设计，达到合理高效的目的，提高稠油热采采收率。

参考文献

[1] 刘文章.热采稠油油藏开发模式[M].北京：石油工业出版社，1998

[2] 陈月明.注蒸汽热力采油[M].东营：石油大学出版社，1996

[3] 绳德强.蒸汽泡沫提高稠油采收率技术的试验研究[J].钻采工艺.1996，19（4）：29-33

[4] 尚根华，高树生，刘为等.辽河油田注蒸汽泡沫封堵实验研究[J].CT理论与应用研究.1996，5（3）：29-36

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