空氣泡沫驅應用效果研究

王 健，李 瑞，周方迪，趙彬彬，郜元元

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

1 試驗機理研究

1.1 封堵調剖

當泡沫進入地層時，先進入高滲透層，由于賈敏效應，流動阻力將逐漸增加，主要表現是降低注入流體的流度，改善流度比，降低流體的相對滲透率，延緩注入流體的突破時間，封堵高滲層的大孔道，改變液流的方向，較好地實現封堵作用，所以隨著注入壓力的變大，泡沫可依次進入低滲透層，提高波及系數。同時，泡沫中的氣泡形狀是可變的，因而可以進入和填塞各種結構的孔隙，把不連續的殘余油驅出，從而提高微觀波及效率。同時發泡劑本身是一種表面活性劑，能大幅度降低油水界面張力，增加油對巖石表面的潤濕角，有利于提高驅油效率。

1.2 提高油層能量

室內試驗結果表明，空氣能有效進入基質巖心中，降低注入壓力，提高了油藏注入能力，同時也補充了地層能量。試驗認識：氣體能夠進入更微小基質孔隙，空氣的注入能力高于水驅；氣驅比水驅巖心內部壓力高，能夠補充地層能量。

2 試驗概況

2.1 試驗進展

A 油藏2009 年12 月起開始在試驗區開展先導試驗、擴大試驗，至2013 年底形成了15 注63 采的試驗規模，空氣泡沫的持續注入，有效的改善了地層環境，驅替效果明顯，提高了采收率，區塊自然遞減持續降低，實現了老油田硬穩產[1-3]。

2.2 開發指標

A 油藏整體注入后，試驗區開發形勢逐步好轉，含水上升率下降，階段自然遞減下降，受間歇注入影響，空泡封堵性能有所減弱，2018 年油井含水上升加劇，自然遞減增大，空泡驅提高采收率效果變差（見圖1、圖2）。

圖1 空泡驅歷年含水上升率柱狀圖

圖2 空泡驅歷年階段遞減柱狀圖

3 效果提升配套技術研究

3.1 持續探索合理注入參數，有效提升試驗效果

2021 年通過與空泡驅機理結合，并深化注入參數研究，重點突出氣液比等關鍵參數優化調整，不同氣液比條件下月度遞減率相關性明顯，氣液比由1.20 上升至3.02，月度遞減由最初的0.97%下降到0.61%，含水率上升幅度下降0.35%，含水上升受控，日產油量穩定，油藏開發形勢向好，試驗效果逐步體現。

3.2 開展注氣剖面測試新技術試驗，掌握注氣井吸氣狀況

通過對比歷年同位素測試吸水剖面發現一段不吸水比例逐年增大，并普遍存在吸水段下移現象，為掌握空泡驅真實吸水、吸氣狀況，2019 年開始開展注氣剖面測試2 口，結果顯示在單注泡沫、單注空氣、氣液混注三種狀態下測試，A 井確定上下兩段均吸水吸氣，氣液混注狀態存在一定油水分異現象；B 井確定下層為主力吸入層段，同時引入持氣率測試，氣液混注測試顯示上層吸氣、下層吸液，氣液分異更加明顯，分析認為泡沫液與空氣在井筒內存在分異現象，受層內非均質性影響，氣體進入滲透率及孔隙度較高層段。

3.3 開展多種技術組合拳應用，不斷改善試驗效果

針對單一空氣泡沫驅改善水驅效果差、吸水剖面持續變差或者開發形勢惡化的井組開展堵水聯作試驗，2019 年實施4 口堵水調剖，實施后吸水厚度由7.8 m 上升到10.1 m，水驅儲量動用程度由60.9%上升到78.1%，遞減率由13.7%下降到10.9%，含水上升速度由5.9%下降到3.4%。

2021 年實施4 口堵水調剖，實施后可對比井吸水厚度由3.3 m 上升到6.0 m，水驅儲量動用程度由41.3%上升到70.5%，月度遞減率由0.89%下降到0.01%，含水上升速度由0.51%下降到-0.03%。整體水井剖面綜合治理效果明顯，水驅儲量動用程度增加，油藏開發形勢好轉。

3.4 低產井措施挖潛，提高儲量動用程度

通過氣液比優化和注采調整強化后，地層能量逐步恢復，針對低產低效井實施措施引效，均衡平面產液結構，實施壓裂引效14 井次，單井日增油0.9 t，有效期233 d，年增油量2 939 t，措施效果較好。同時開展單砂體刻畫研究，在精細注采對應基礎上，開展小層動用，針對有注無采井實施補孔3 口，單井日增油1.2 t，持續有效，油藏儲量動用程度上升。

4 提升試驗效果配套技術應用效果評價

4.1 水驅狀況有所改善，裂縫封堵效果得到體現

2018 年水驅效果變差后，通過優化注入參數，加大堵水聯作，水驅指數下降0.1，存水率逐步穩定至0.66，目前水驅狀況有所好轉，對比歷年試井資料，空泡注入后注水井探測半徑下降120 m，裂縫半長下降13 m，空泡封堵作用得到進一步增強。

4.2 能量分布趨于均衡，主側向壓差逐步縮小

規模注入后地層壓力逐年上升，2018 年壓力保持水平達到130.1%，對比合理壓力保持水平110%明顯偏高，2021 年通過開展優化注采比，壓力保持水平降至127.2%，主側向壓差下降0.3 MPa。

4.3 含水上升率下降，提高采收率趨勢有所好轉

試驗區動態響應敏感性強，表現為停氣效果變差、注氣效果變好特征，整體穩定注入期間穩油控水效果較好，2019 年以來通過開展各項配套技術應用，A 油藏空泡驅含水上升率下降1.1%，日產油量趨于穩定。

對比水驅開發區塊，空氣泡沫驅控含水效果較好，水驅特征曲線斜率變緩，存水率增加，提高采收率發展趨勢良好，預測提高采收率10.21%。

5 結論及認識

（1）注入參數趨于合理。通過不斷優化注入參數（氣液比上升1.16，注采比下降0.45），試驗效果逐步增強。

（2）改善水驅效果明顯。通過加大堵水聯作，水驅指數下降0.1，存水率逐步穩定至0.66，試驗區水驅狀況有所好轉，空泡封堵作用得到進一步增強。

（3）技術組合拳應用是提升試驗效果的方向。開始注入階段單一空氣泡沫驅改善水驅、穩油控水效果明顯，但隨著采出程度增加，效果減弱，多項技術組合拳應用是提升試驗效果的關鍵。

（4）氣體優先物性較好層段。泡沫液與空氣在井筒內存在分異現象，受層內非均質性影響，氣體進入滲透率及孔隙度較高層段。

（5）預測提高采收率10.21%。