吉林油田F118區塊空氣泡沫驅泡沫體系室內實驗研究

陳 強

(中國石油吉林油田分公司勘探開發研究院 吉林松原 138000)

吉林油田F118區塊空氣泡沫驅泡沫體系室內實驗研究

陳 強

(中國石油吉林油田分公司勘探開發研究院 吉林松原 138000)

為選取滿足F118區塊油藏條件的空氣泡沫驅注入參數，采用靜態、動態實驗相結合的方法，開展了空氣泡沫驅室內實驗。模擬F118區塊流體和油藏物性，評價了不同起泡劑和穩泡劑的能力，以及不同氣液比下的泡沫體系封堵性能。實驗結果表明：F118區塊空氣泡沫驅的合理氣液比為3∶I，最佳泡沫劑濃度為0.4%，最佳穩泡劑濃度為0.1%，在此條件下有最優的擴大波及體積和提高驅油效率的能力。

F118區塊；泡沫體系；氣液比；泡沫濃度

空氣泡沫驅提高采收率技術兼具聚驅提高波及體積的特征、表活劑驅提高洗油效率的特征和氣驅高的流動性特征。由于起泡劑和氣體同時存在，產生泡沫流具有獨特的泡沫驅油特征——高流變性、高阻力因子和殘余阻力因子等，能夠大幅度降低殘余油飽和度。泡沫的發泡率、半衰期、穩定性、吸附性、界面張力、阻力因子等性能是評價空氣泡沫驅油體系的關鍵指標。針對F118區塊,進行泡沫劑靜、動態評價，篩選出適合試驗區F118空氣泡沫驅油體系。

1 地質概況

F118區塊位于吉林省鎮賚縣境內，距鎮賚縣城約40km，東鄰嫩江，南接月亮泡，西為四方坨子和一棵樹油田。本區構造上位于松遼盆地南部中央坳陷區紅崗階地的北端，西鄰西部斜坡，東部與古龍凹陷接壤。區域上處于北西向南東傾的斜坡上，具有西北高，東南低的特點。開發目的層為高臺子和扶余油層，含油面積0.9Km2，石油地質儲量50×l04t，孔隙度14.5%，滲透率為0.7mD，含油飽和度53%，采出程度13.1%。

2 空氣泡沫驅泡沫體系研究

2.1 泡沫劑的油田模擬鹽水配伍性評價

泡沫劑能否在水中溶解或形成均相的溶液是決定泡沫劑能否應用的首要問題。因此，首先進行了泡沫劑的油田注入水和采出水配伍性評價實驗。實驗所有研究用樣品分別來自于國內外知名廠商，其中發泡劑樣品4個，分別為FP104、FP115、FP275、FP288，穩泡劑樣品4個，分別為WP108、WP109、WP110、WP206。分別采用F118-36井注入水、F118-27井注入水和F118-20井采出水配制0.4%的發泡劑溶液，考察其能否在水中溶解或形成均相的溶液（表1）。

表1 泡沫劑的油藏模擬鹽水配伍性評價結果

實驗證明WP206在油田模擬鹽水中不溶解，與油田模擬鹽水不配伍；其余7種泡沫劑與F118-36井注入水、F118-27井注入水和F118-20井采出水都具有良好的配伍性。

2.2 發泡劑發泡率、半衰期及綜合指數評價

油田常用的起泡劑主要有陰離子型起泡劑、非離子型起泡劑、復合型起泡劑和高聚物型起泡劑等幾種類型，各種起泡劑的性能差別較大。在實驗中，通過Waxing Blender法。對起泡劑的起泡能力、穩泡能力進行評價，優選適合F118區塊的泡沫體系。

采用F118-36井模擬注入水配制濃度分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%的發泡劑溶液，該溶液體系的發泡率（ф）、半衰期及綜合指數FCI的評價結果圖1。

圖1 不同泡沫劑體系的性能指標對比

從圖1可以看出，濃度為0.4%時，發泡劑FP288發泡能力、穩定性和綜合性能是最優的，因此優選發泡劑FP288作為F118區塊現場應用的發泡劑，用于下一步的配方優化。

2.3 穩泡劑性能評價

采用F118-36井模擬注入水分別配制0.5%WP108、WP109、WP110母液總量200克，稀釋至總量50克穩泡劑濃度為0.05%、0.08%、0.1%、0.15%、0.2%的溶液，進行穩泡劑性能評價采用布氏粘度計0號轉子、88.0oC、6 r/min條件下測粘度，結果圖2。

圖2 方118區塊穩泡劑表觀粘度-濃度的關系曲線

實驗表明隨著穩泡劑濃度的增大，其粘度逐漸增大。一般加入穩泡劑后，隨著其表觀粘度逐漸增大，綜合指數(FCI)提高的越多，表明穩泡劑的效果越好。3種穩泡劑中WP109穩泡性能最好，用于下一步的配方優化（圖3）。

圖3 穩泡劑WP109濃度對泡沫配方性能的影響

從圖3可以看出，隨著穩泡劑濃度的增大，泡沫配方體系的半衰期和綜合指數(FCI)都是逐漸增大的；穩泡劑WP109濃度0.1%時，其與濃度0.4%發泡劑FP288組成的泡沫配方體系發泡能力、穩定性和綜合性能最優。

2.4 泡沫劑的耐鹽性試實驗

采用F118-36井模擬注入水（礦化度：516.69mg/L）、F118-20井模擬采出水（礦化度：8016.00mg/L）和F118-27井模擬注入水（礦化度：10508.00mg/L）分別配制0.4%FP288+0.1%WP109泡沫劑溶液，開展泡沫配方體系的發泡率（ф）、泡沫穩定性（tl／2）和綜合指數FCI等基本性能的評價。

實驗表明隨著礦化度增大，泡沫配方體系的發泡率（ф）、泡沫穩定性（tl／2）和綜合指數FCI都有降低的趨勢，在礦化度為10508.00mg/L時，其綜合指數FCI的保留率為93.86%，大于90%；表明泡沫配方體系0.4%FP288+0.1%WP109的耐鹽性優良，與F118區塊油藏鹽水的配伍性好。

2.5 泡沫劑的耐油性實驗

采用F118-36井模擬注入水（礦化度：516.69mg/L）分別配制含5%和20%的F118-20井脫水原油泡沫劑溶液，泡沫配方體系的發泡率（ф）、泡沫穩定性（tl／2）和綜合指數FCI等基本性能的評價結果見圖4.

圖4 原油含量對泡沫配方性能的影響

實驗表明隨著含油量的增加，泡沫劑體系0.4%FP104、0.4%FP288和配方體系0.4%FP288+0.1%WP109發泡率（ф）、泡沫穩定性（tl／2）、綜合指數FCI都有降低的趨勢；在含5%的脫水原油時，泡沫劑體系0.4%FP104和0.4%FP288綜合指數FCI的保留率分別為88.05%和95.60%，表明泡沫劑體系0.4%FP288的耐油性優于泡沫劑體系0.4%FP104；在含20%脫水原油時，泡沫配方體系0.4%FP288+0.1%WP109綜合指數FCI的保留率為83.04%，大于80%，表明泡沫配方體系0.4%FP288+0.1%WP109的耐油性優良。

2.6 泡沫劑的穩定性實驗

采用F118-36井模擬注入水（礦化度：516.69mg/L）配制0.4%FP288+0.1%WP109泡沫劑溶液,長期放置在88℃烘箱中，在0、10、30、60、90天和22℃室溫下測定泡沫配方體系的基本性能（圖5、圖6）。

圖5 泡沫體系長期穩定性評價

圖6 泡沫體系綜合指數保留率和時間的關系曲線

實驗表明隨著時間從0天增加到90天，泡沫配方體系0.4%FP288+0.1%WP109發泡率（ф）、泡沫穩定性（tl／2）、綜合指數FCI都有降低的趨勢；在90天時，其綜合指數FCI的保留率為84.55%，大于80%，表明其長期穩定性優良。

2.7 泡沫劑阻力因子評價

采用F118-36井模擬注入水（礦化度：516.69mg/L）配制0.4%FP288+0.1%WP109泡沫劑溶液,與不同氣液比（1/2 、1/1、2/1、3/1、4/1、5/1、10/1）的空氣混合形成不同的泡沫體系，在高溫高壓條件下（溫度88 oC，壓力17MPa）進行流動阻力因子和表觀粘度測試（圖7、圖8）。

圖8 泡沫體系表觀粘度對比

實驗表明隨著氣液比的增大，流動阻力因子和表觀粘度都是先增大減小，在氣液比為3:1時有最大值。主要原因是在高溫高壓條件下，氣液比較低時，不能形成穩定的空氣泡沫體系；氣液比較高時，空氣易于氣竄。

3 結論

（1）通過起泡劑、穩泡劑篩選實驗，確定方118區塊泡沫體系為0.4%FP288+0.1%WP109。

（2）優化得到的泡沫配方體系與油田注入水和采出水的配伍性良好，具有較好的耐鹽、耐油、抗吸附性能和長期穩定性能，溶液配制簡單，方便，無風險。

（3）在氣液比為3:1時，空氣泡沫驅油體系0.4%FP288和0.4%FP288+0.1%WP109的流動阻力因子和表觀粘度有最大值，空氣泡沫的穩定性強，有最優的擴大波及體積和提高驅油效率的能力。

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