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低張力氮氣泡沫體系的研制試驗油井組方案設計及結果分析
來源：油氣地質與采收率 瀏覽 841 次 發布時間:2025-03-19
3單井試驗方案設計
根據試驗目的和室內實驗結果，單井試驗用泡沫劑為質量分數為0.5%的磺基甜菜堿泡沫劑，其與目的層的油水界面張力為5.6×10-3mN/m，注入氣體為純度為99.5%的氮氣；注入時間為30 d，保持ST2-0-206井的注入量不變，泡沫劑溶液累積注入量為2 087 m3，氮氣注入量為223 000 Sm3。采用3種注入方式分3個階段進行注入：第1階段為氣液交替注入，時間為14 d，該階段分3個周期注入，第1周期為6 d，前4 d注泡沫劑溶液，后2 d注氮氣，后2個周期均為4 d，前2 d注泡沫劑溶液，后2 d注氮氣；第2階段為氣液井口混合注入，時間為8 d，為確定最佳氣液比，前4 d氣液比為0.5∶1，后4 d氣液比為0.75∶1；第3階段為氣液井底混合注入，時間為8 d，前4 d氣液比為0.75∶1，后4 d氣液比為1∶1，試驗結束后轉入水驅。
4單井試驗結果分析
4.1注入壓力變化
在氣液交替注入階段，注入壓力波動較大。當注入泡沫劑溶液時，注入壓力在12 MPa左右。第1周期第1 d注氣時，壓力上升至18.9 MPa，第2 d即恢復至12 MPa；第2周期結束時注入壓力仍為13.1 MPa，上升幅度不大，表明在氣液交替階段的前2個周期，在地層中沒有形成穩定的氮氣泡沫；隨著第3周期氮氣的注入，注入壓力穩步上升，到氣液交替注入階段末期，注入壓力上升至17 MPa（圖2），表明低張力氮氣泡沫體系此時在地層中形成了氮氣泡沫，導致地層滲流阻力增大。
圖2注入井ST2-0-206泡沫驅注入壓力變化
在氣液井口混合注入階段，當氣液比為0.5∶1時，注入壓力由氣液交替注入階段末期的17 MPa上升到18.5 MPa；當氣液比升至0.75∶1時，注入壓力逐漸升至20.3 MPa。
在氣液井底混合注入階段，當氣液比為0.75∶1時，1 d后注入壓力由氣液井口混合注入階段末期的20.3 MPa上升到22.9 MPa；當氣液比升至1∶1，注入壓力進一步升至25 MPa。
分析可知，注入壓力越高，表明低張力氮氣泡沫體系的滲流阻力越大，封堵能力越強。注入壓力變化結果表明，低張力氮氣泡沫體系在高溫高鹽油藏條件下形成了穩定的泡沫，其調整油藏非均質能力強。氣液交替注入方式時的注入壓力為17 MPa，而當氣液比為1∶1時，氣液混合注入方式時的注入壓力上升到25 MPa，說明氣液混合注入的調驅效果明顯好于氣液交替注入，且隨著氣液比的升高，注入壓力上升，表明低張力氮氣泡沫體系的調驅能力更強。
4.2吸水剖面變化
在注入井生產制度保持不變的條件下，對比注入井ST2-0-206泡沫驅試驗前后的吸水剖面（圖3）發現，吸水厚度由試驗前的5.1 m增至7.2 m，而且層內吸水剖面得到較大改善。結果表明，低張力氮氣泡沫體系在地層內形成了穩定的泡沫，且泡沫調驅能力較強，從而擴大了水驅波及體積。
圖3注入井ST2-0-206泡沫驅試驗前后吸水剖面
4.3壓降曲線變化
由注入井ST2-0-206泡沫驅試驗前后的壓降曲線可見：試驗前，關井后井口壓力迅速下降，60 min后壓力由初期的11 MPa降為0，說明該井儲層高滲透條帶發育；注入氮氣泡沫體系后，壓力下降程度變緩，75 min后壓力由關井初期的12.5 MPa降為8 MPa（圖4），也說明該氮氣泡沫體系在地層中形成了穩定的泡沫，對高滲透條帶起到了有效封堵。
圖4注入井ST2-0-206泡沫驅試驗前后壓降曲線
4.4指示曲線變化
由注入井ST2-0-206泡沫驅試驗前后的指示曲線可見，ST2-0-206井的啟動壓力由試驗前的9.1 MPa升至試驗后的9.5 MPa（圖5），說明低張力氮氣泡沫體系在油藏條件下形成了穩定的泡沫，對高滲透條帶起到了有效的封堵作用。
圖5注入井ST2-0-206泡沫驅試驗前后指示曲線
4.5受效油井動態變化
于2011年8月30日對ST2-0-206井進行泡沫驅單井試驗，9月29日結束，共30 d，累積注入泡沫劑溶液2 087 m3，3口受效油井平均綜合含水率由試驗前的98.5%降至試驗結束后的97.8%，平均單井產液量保持穩定，產油量由6.3 t/d上升到9.2 t/d，動液面由691 m上升到670 m。連續60 d監測ST2-2-206井500 m內16口油井的產出液，所有油井產出液中均未檢測到泡沫劑，產出氣中氮氣含量也未見明顯增加。
5結論
室內性能評價結果表明：研制的低張力氮氣泡沫體系具有較強的耐溫抗鹽能力、良好的泡沫性能和超低界面張力。
高溫高鹽油藏單井試驗結果表明，研制的低張力氮氣泡沫體系耐溫抗鹽能力強，在油藏條件下能夠形成穩定的泡沫，起到了較好的封堵效果。
當泡沫劑和氮氣混合注入時的滲流阻力較大，封堵效果好，且氣液比越高，注入壓力和滲流阻力均越大，因此試驗條件下最佳氣液比為1∶1。同時氣液混合注入時注入壓力相對穩定，對油管和套管影響小，因此易于現場實施。