火山岩裂缝性油藏氮气泡沫体系起泡剂优选与性能评价

董家峰（长城钻探工程技术研究院,辽宁 盘锦 124010）

火山岩裂缝性油藏氮气泡沫体系起泡剂优选与性能评价

董家峰
（长城钻探工程技术研究院,辽宁 盘锦 124010）

针对火山岩裂缝性油藏的特点，使用Waring Blender法评价了六种氮气泡沫体系起泡剂的起泡性能，优选出HZ-1是最适合该类型油藏的氮气泡沫起泡剂:该起泡剂的的耐盐性较好，在高矿化度下任可保持较高的起泡体积与较长的半析水期，耐温性能良，最佳浓度为0.8 %。实验验证了起泡剂遇水稳定，遇油消泡的特性的特征。当油含量高于20 %后，起泡性能快速降低。起泡剂的这一特征有利于扩大波及体积，提高剖面动用程度，改善油藏开发效果。

火山岩裂缝性油藏；氮气泡沫起泡剂；Waring Blender；性能评价

0 引言

氮气泡沫是近些年来应用较广泛的一种三次采油新技术。氮气泡沫具有很高的视粘度，可以有选择地封堵高渗层，大量注入的氮气还可以保持地层压力，减缓底水锥进，降低油井含水率。ΗST油田是大型块状火山岩裂缝型油藏，储层具有裂缝性与孔隙性双重特征，非均质性强，受到储层裂缝发育与边底水影响。该油田注水突破后形成无效注水通道循环，而常规堵水措施由于受高温高井深的影响，一直未取得实质性突破，开发这类油藏成为世界级技术难题。笔者针对火山岩裂缝性油藏的非均质性，研究了浓度、温度、矿化度等因素对起泡剂性能的影响，优选出一种适合该类型油藏的氮气泡沫体系起泡剂[1-4]。

1 实验部分

1.1 实验试剂

起泡剂五种：PCS、ΗZ-1、ABS、PZ-2、DF-1。ΗST油田地层采出水、去离子水、稳定剂：分子量为2000万的聚丙烯酰胺（北京恒聚）

1.2 实验仪器

Waring Blender搅拌器；电磁搅拌器；电子天平；秒表；恒温干燥箱。

1.3 实验方法

考察起泡剂的性能主要是评价起泡剂的起泡能力与稳定性，目前国际上通常使用 Waring Blender法，该方法具有实验周期短，限制条件少，操作简便的有点。将五种起泡剂用地层水配制成相同浓度的溶液100 mL，设定搅拌器转速6000 r/min，搅拌2 min后读取泡沫体积，随后记录泡沫液中析出50 mL液体所需的时间。改变起泡剂的浓度可以考察浓度对起泡性能的影响；改变溶剂的矿化度可以评价起泡剂的耐盐性；改变实验温度可以评价温度对起泡剂性能的影响；在体系中加入一定量的原油则可以评价起泡剂的耐油性[5-6]。

2 实验结果及分析

（1）起泡性及稳定性。泡沫是指由液体薄膜活固体薄膜隔离开的气泡聚集体。在泡沫体系中，液体和气体的界面起着重要作用。使用Waring Blender法评价五种起泡剂的起泡体积和半析水期，结果见表1。从结果可以看出， ΗZ-1起泡能力最强，而PCS起泡能力最弱；DF-1稳泡能力最强，PCS最弱；综合来看，ΗZ-1具有最强的起泡能力的同时具有较好的稳泡能力；（2）浓度的影响。起泡剂的浓度是影响起泡剂性能与泡沫稳定性的重要因素。合适的起泡剂浓度不仅可以提高起泡体积、延长泡沫的半析水期，还可以提高现场应用的经济性。在其他条件不变的情况下，仅改变起泡剂的浓度测量其起泡体积与半析水期。从结果可以看出，随着浓度升高，起泡体积逐渐增大，在浓度达到0.8 %左右时，起泡体积的增大趋势放缓；随着浓度升高，半析水期有先增加后降低的趋势，在浓度0.8 %～1 %时达到最大值。综合来看，起泡剂应浓度选择0.8 %；（3）耐盐性。地层中的二价金属离子，如Ca2+、Mg2+等对表面活性剂有一定的影响。为研究地层水的矿化度对泡沫体系的影响，在ΗST油田地层水矿化度的基础上配制了不同矿化度的模拟水，在其他条件不变的情况下分布测定了起泡体积与半析水期。从结果可以看出，随着模拟水矿化度的升高，泡沫体系起泡体积与半析水期均显著降低，对半析水期的影响要大于对起泡体积，尤其是在高矿化度的情况下PCS与ABS两种起泡剂的半析水期均在2 min以下，泡沫稳定性很差。ΗZ-1的耐盐性则相对较好，在高矿化度下任可保持较高的起泡体积与较长的半析水期；（4）耐温性。将起泡剂溶液放入恒温箱静置，待体系达到设定温度后测定起泡体积与半析水期。改变设定的温度可以得到温度对起泡剂性能的影响。从结果可以看出，高温对起泡剂性能有不利影响。随着温度升高，起泡体积有先升高再降低的趋势，ABS与ΗZ-1表现相对较好，90 ℃还可以保持400 mL以上的起泡体积；半析水期随着温度升高而降低，其中ΗZ-1与PZ-2表现相对较好，90 ℃还可以保持8 min以上的稳泡时间。综合来看，ΗZ-1的耐温性能良好。

表1 起泡体积与半析水期

3 结论与认识

（1）使用Waring Blender法评价了6种起泡剂的起泡性能，并研究了起泡剂浓度、温度、矿化度与油含量对其起泡性能的影响；（2）结果表明，适合ΗST油田的起泡剂是ΗZ-1，该起泡剂的的耐盐性较好，在高矿化度下任可保持较高的起泡体积与较长的半析水期，耐温性能良，最佳浓度为0.8 %；（3）实验验证了起泡剂遇水稳定，遇油消泡的特性的特征。当油含量高于20 %后，起泡性能快速降低。起泡剂的这一特征有利于扩大波及体积，提高剖面动用程度，改善油藏开发效果。

[1]贾学高.粘度高稠油开采方法的现状与研究进展[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报）,2008,30(02) :529-537．

[2]吴国庆,黄立信,陈善锋.稠油化学吞吐技术研究[J].西安石油学院学报:自然科学版,2000,15(02):29-32．

[3]陈荣灿,霍进,郭新和.稠油注蒸汽加氮气吞吐实验研究[J].特种油气藏,1999,06(03):62-67．

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.256