中高渗油藏空气泡沫驱油机理

cipp

注空气泡沫驱油综合了空气驱与泡沫驱的优点，成本很低，安全可靠，它适用的油藏种类、深度、范围较为广泛，尤其适用于高含水、非均质严重、存在裂缝或大孔道的油藏，是相对较廉价、具有很好发展前景的三次采油方式之一。深入研究空气泡沫驱油机理，可以进一步加深对空气泡沫驱油机理的认识，为空气泡沫驱矿场试验提供依据，对指导实际油田空气泡沫驱采油具有现实意义。
1.国内外研究现状
20世纪60年代以来，提高采收率成为当今石油工业发展的热点。提高采收率项目，尤其是注空气驱油及其配套技术逐渐完善。1985年至今，美国对低渗轻质油油藏进行注空气二次和三次采油先导性试验，取得了巨大的经济技术成果，引起了广泛影响。
在国内，注空气驱油起步较晚，但发展迅速，已取得了一定的成果。大庆油田、新疆油田和胜利油田对此项技术分别进行了实验性研究。2004年9月吐哈油田注空气可行性研究获得良好成果。尤其突出的是胜利油田和中国石油大学合作立题，在室内进行了相关的机理研究试验和现场前期工作。
2.注空气提高采收率
国内外研究及实践证明，适合注空气提高采收率技术的条件如下:①油藏岩石中最好含有粘土矿物和金属，催化氧化反应；地层条件中垂向变化和地层倾角，对重力驱油起到双驱作用；③注空气泡沫驱油技术适用于进入注水开发后期的各类油藏；④油藏原油的相对密度要小于0.9340。油层深度越深，温度越高，实施条件越好，高温高压能提高氧气的利用率和混相能力。
（1）原油的氧化反应
注空气不但具有一般注气的作用，而且具有氧化产生的其它效果-低温氧化和烟道气驱。空气注入轻质油藏后，氧气和原油发生低温氧化反应，氧气被消耗，生成碳的氧化物，并且反应产生的热量使油层温度有所升高，促使轻质组分蒸发。因此，直接起驱替作用的并不是空气，而是在油层内生成的CO、CO2、以及由N2和轻烃组分等组成的烟道气。原油氧化反应主要分两大类:一是加氧反应，烃+氧—加氧化产物；加氧产物包括有机酸、乙醛、烷基过氧化氢等。因加氧反应常在350℃以下发生，所以常称为低温氧化反应。二是裂解反应:烃+氧—二氧化碳+水。
（2）轻质油藏注空气驱油机理
轻质油藏注空气驱油机理是多方面和复杂的，对不同的特定油藏来说驱油的主要因素也各不相同。空气由于氧化反应而使得注入气以N2为主，反应形成烟道气，产生一定的热量。
轻质油藏注空气过程根据原油与氧气发生低温氧化的不同反应阶段，可以划分为3个区域：氧化反应前缘区、氧化反应后缘区、氧气未波及区。
当空气注入油藏后，油藏中的原油饱和度很快降低。原油受到驱替生成的二氧化碳气体与原油极快接触，使原油膨胀，导致油相密度降低，地层体积系数增大，粘度减小，流度增加。同时氮气、二氧化碳抽提原油中轻质组分，使之在燃烧前缘不远处冷凝，形成油墙，有混相驱作用。气体穿过油墙时形成很大的阻力同时推动油墙前进，从而提高了气体的波及效率。在这个低温氧化过程中，产量的增加不是来源于温度的升高，而是由于二氧化碳、氮气等气体的综合作用提高了驱油效率。注空气驱油机制是烟道气溶胀驱动效应，主要是降粘（CO2溶解）、原油轻组分萃取、混相驱作用以及热效应。
主要驱油机理包括:①空气驱增加储层压力，提高油藏能量；②烟道气使原油膨胀，烟道气有85%的N2，15%的CO2，在注入压力下，比较容易溶解于原油当中；③燃烧产生的热使原油产生热膨胀引起抽提效应；④在地层温度下，可实现间接的烟道气驱；⑤产生的CO2溶于水产生弱酸，对碳酸盐岩层起酸化作用；⑥改善注入气、残余油和水之间的密度和粘度比度，可有效减少空气和氧化前缘超过油带而发生指进；⑦针对正韵律油藏依靠气体重力分异作用能改善顶部油层低渗透部位的开发效果；⑧在地层条件相应的温度下，通过原油低温氧化把空气中的氧气消耗，至少可实现氮气驱。
3.注空气泡沫提高采收率
（1）泡沫驱
泡沫驱是利用表面活性剂发泡性配成驱油剂进行采油的方法称为泡沫驱，泡沫驱是在三元复合驱基础上发展起来的一种新的驱油方法，它既能显著提高波及效率，又可提高驱油效率，同时减小了以往化学驱导致的环境伤害。注空气泡沫提高采收率技术，可以有效的封堵大孔道，防止指进和气窜现象的发生。
起泡剂、工艺处理、油藏环境是泡沫驱能否获得成功的三个条件。起泡剂主要是用来产生为了满足驱油过程中对泡沫性能的不同要求的气泡。工艺处理是为了保证泡沫的生成、泡沫对油藏环境的适应能力以及作用效果，主要包括起泡剂配液、成泡方法、注入方式、注入速度与压力控制、动态监控等。
泡沫驱有广泛的应用范围，在蒸汽开采稠油、注气驱油、注水驱油、化学驱油过程中都可以应用泡沫驱技术。其机理如下:①泡沫降低水(气)相的相对渗透率。油藏中的泡沫也能降低水相的相对渗透率，因而也能改善或提高水驱或强化水驱的原油采收率。同时泡沫能减少气相相对渗透率，因而能改善或提高注气(汽)驱油的采收率。②泡沫的调剖作用。油层的非均质性，关系到其高导流通道，驱油剂是优先流经这些通道，绕过或封闭了相邻较低渗透率层带中的原油，驱油剂洗油效率差。泡沫能够改善驱油剂波及效率，同时在油层中，渗透率越高的地方越有利于泡沫的生成和存在，阻力系数或阻力因子也越大，调剖效果越好，是一种“堵高不堵低”的选择调堵，对低渗透富油带的渗透率不会造成较大伤害。
（2）空气泡沫驱
空气泡沫驱油现场实施中更多的采用利用空气加起泡剂经气液接触后产生泡沫的原理；但是，在中高渗油藏采用地面发泡，段塞式注入方式其抑制气窜的相对效果更好。
空气泡沫驱能提高特低渗油田采收率，注空气泡沫后油井产液量增加，含水率降低，产油量增加，取得了油井稳产、增产的效果，达到了温油控水和增加产能的目的，在低渗、特低渗油田具有较高的推广使用前景。油井在注空气泡沫时期产油量高，效果好；而未注空气泡沫或者注入不正常时，油井产油量低，油井稳产、增产效果变差。开展注空气泡沫技术后，油井伴生气增加，需要采取相应的措施，降低“气锁”的影响。空气泡沫驱能提高中高渗油田注水开发后期采收率，对于高渗透油藏到了注水开发后期，通过注空气泡沫能够改善驱油效率、降低产水率、提高采收率。油藏温度越高越有利于氧气消耗，从而延长无氧生产时间，更有利于提高采收率。降低驱替速度，延长气体突破及含氧量上升的时间，提高这段时间内注入空气泡沫体积，从而增加在安全限值内的驱油效率。
空气泡沫驱油综合了空气驱与泡沫驱的优点，有利于保持地层压力，增加弹性能量;稀释降粘、堵水不堵油、提高洗油效率、调剖作用。空气泡沫驱有效的控制了气窜现象，延缓气体的突破时间；有效的调整注入剖面，使驱油效率不断提高。泡沫驱与后续水驱阶段泡沫有效地封堵气窜，可提高采收率约20%，空气泡沫驱可用于中高渗油藏的调驱或驱油，效果较好。空气泡沫驱在非均质严重的中高渗油藏中的应用有着巨大的潜力，是一种十分有发展潜力的提高采收率方法。

admin

正在搞这个方面的调研，谢谢LZ!

cipp

admin 发表于 2011-12-16 16:02
正在搞这个方面的调研，谢谢LZ!

不客气 老大，加阳光币就行了

chutianshu

谢谢分享

viking8866

hanz

学习学习

13629972882

有没有稠油做这个的专家