空气泡沫驱技术.ppt

1,空气泡沫驱油技术,2,一、概述二、空气泡沫驱提高采收率机理三、空气泡沫驱现场应用实例四、总结,3,目前，多数水驱油藏开发已进入中后期，含水率高、采出程度高，加上油藏本身的非均质性，导致水窜严重，为了进一步提高采收率，需要在油层内采取封堵调剖技术措施。空气泡沫驱提高采收率技术将空气驱和泡沫驱有机结合起来，具有调剖和驱油的双重作用。而且空气来源广、成本低廉，近几年来受到广泛关注，几个油田还进行了小规模的现场试验，并取得了很好的开采效果。特别是把注空气和注空气泡沫相结合，更扩大了注空气开采技术的应用范围，对于水驱油藏中后期提高采收率具有应用潜力。,一、概述,4,1.泡沫的物理特性,二、空气泡沫驱提高采收率机理,泡沫：是指由不溶性或微溶性气体分散于液体中形成的分散物系。由液体薄膜包围着的气体形成了单个的气泡，而泡沫则是气泡的聚集物，其中气体是分散相(不连续相)，液体是分散介质(连续相)。两相泡沫通常由起泡剂、稳定剂及气体、淡水组成的起泡液形成。起泡剂多为表面活性剂，气相有空气、天然气、氮气和二氧化碳等。,5,2.泡沫在多孔介质中的形成与破灭机理,泡沫的形成机理：滞后分离颈缩突变薄膜分断泡沫的聚并机理：毛细管吸入气体扩散泡沫的破灭机理：油滴作用气体扩散,液膜滞后机理示意图,缩颈分离机理示意图,薄膜分断机理示意图,6,1）封堵调剖作用：当泡沫进入地层时，先进入高渗透层，由于贾敏效应，流动阻力将逐渐增加，所以随着注入压力的变大，泡沫可依次进入低渗透层，提高波及系数。同时，泡沫中的气泡形状是可变的，因而可以进入和填塞各种结构的孔隙，把不连续的残余油驱出，从而提高微观波及效率；2）提高驱油效率：发泡剂本身是一种表面活性剂，能大幅度降低油水界面张力，增加油对岩石表面的润湿角，有利于提高驱油效率；3、提高油层能量：注入的气体能够补充地层能量，提高油层油层压力。,3.泡沫驱提高采收率机理,1）空气泡沫封堵能力,泡沫在多孔介质中的封堵能力是泡沫体系能否应用于泡沫驱油的关键因素，泡沫封堵能力的大小是评价泡沫体系优劣的关键指标。,7,分别为相同流量下，泡沫和盐水流经岩心的压力降。,泡沫的阻力因子：是泡沫体系在岩心运移达到平衡时，岩心两端所建立的压差与单纯注水时的压差之比值，是泡沫封堵能力的重要指标。,实验条件：压力5.2MPa，温度90，渗透率500600毫达西,8,泡沫的阻力因子：含油饱和度的变化,实验条件：压力5.2MPa，温度90，渗透率500600毫达西,泡沫的阻力因子：气液比的变化,10,实验条件：常温，回压5.0MPa，未添加稳泡剂（聚合物）,泡沫的阻力因子：渗透率的影响,压力对阻力因子的影响,11,泡沫的阻力因子：温度、压力的影响,温度对阻力因子的影响,12,2）空气泡沫驱提高驱油效率,13,（温度90，压力10MPa，小尺寸模型25600）小尺寸均质模型：注入孔隙体积倍数和驱油效率的关系曲线,14,（温度90，压力10MPa，小尺寸模型25600）非均质模型：注入孔隙体积倍数和驱油效率的关系曲线,泡沫具有流度控制作用 其主要表现是降低注入流体的流度，改善流度比，降低流体的相对渗透率，延缓注入流体的突破时间，封堵高渗层的大孔道，改变液流的方向，较好地实现封堵作用提高驱油效率 在注入空气泡沫后，注入压差明显提高，能够有效地提高驱替效率和波及系数。根据室内实验结果，空气泡沫在水驱的结果上能使驱油效率提高16%24%。,15,3）空气泡沫驱主要认识,16,1.广西白色油田灰岩油藏空气泡沫驱,三、空气泡沫驱现场应用实例,17,上法油田百4块1988年投入弹性开发。油藏开采初期，油井具有一定的自喷生产能力，单井稳定产量7080t/d，采油速度保持在2.5%以上。由于注水水窜无法进行水驱，注水井于95年全部停注。注泡沫前（96年9月）可采储量采出程度为79.4%，综合含水87.1%。地层压力已接近枯竭（2.5MPa)。,百色油田试验至今，经历了4个阶段：1、19962000年纯空气泡沫驱阶段；2、20012003年空气-泡沫段塞驱阶段；3、20032004年泡沫辅助-空气驱阶段；4、2004年泡沫辅助-混气水驱试验阶段。,18,油藏能量得到一定的恢复，地层压力上升油井产液量上升，含水下降，产油量大幅度提高,空气泡沫驱试验生产效果,1996年9月2004年8月在百4块5口井上累计注入空气泡沫/空气31井次累计注入泡沫液3.43104m3，空气843104m3，累计增油1.48104t。累计投入产出比约1：4.49。,19,空气泡沫驱试验生产效果,20,21,百色油田百4块油井套管气分析表,空气与地下原油发生低温氧化反应（LTO），产出气含氧量低于2.5%。,22,2.广西子寅油田砂岩油藏空气泡沫驱,23,1）试验区开发状况,仑16块历年开采状况图,随着采出程度的提高,含水不断上升，产油量不断下降,24,2）注入方式：泡沫辅助空气-水交替注入(WAG),仑16-7井注泡沫、空气-水、清水施工曲线,25,仑16-9井注泡沫、空气-水交替注入施工曲线,26,3）现场试验效果及分析,泡沫辅助气-水交替注入方式，能减慢气窜速度，试验井组未出现气窜现象；泡沫辅助气-水交替注入先导试验年累计增油509.6t,投入产出比1:3.54;仑16块油藏温度低于50，注入空气与地下剩余油同样可以发生低温氧化（LTO），产出气氧含量在2.6%以内；泡沫辅助气-水交替方式能增加原油产油、降低含水率，最终采收率可提高5-8%。,27,仑16-17井采油曲线,产油由0.8t/d上升到最高时的3t/d以上，至2004年12月16日开始失效，有效期203天，累计增油174.8t。,28,仑16-12井采油曲线,日产油由0.6t上升到1.8t左右，累计增油165.7t。,29,监测数据说明：产出气体中氧的含量很低，大大低于可燃性气体含氧量安全限值（10%11%），与室内模拟试验数据相吻合，产出油井安全可靠。从1996年使用空气驱油试验至今31井次，无发生安全事故。,30,油藏埋深：2150m原始地层压力：23MPa，饱和压力：7.69MPa油层渗透率：235.510-3m2，孔隙度：21%渗透率变异系数0.86油藏温度84-89地面原油粘度：43.171mPa.s地面原油密度：0.872g/cm3地层水矿化度：20.16104mg/L原始油气比：43.99m3/t原油地质储量1046104t,3.中原油田胡12块空气泡沫驱,油藏特点：1、高温：84-892、高盐：20.16104mg/L3、非均质性严重：变异系数0.864、高含水：综合含水97.54%,试验区胡12块沙三中86-8层,31,空气泡沫注入井：4口生产井：10口注水井：2口,试验区注采井网：,试验区：通过对胡12块油藏精细描述，剩余油分布，地层能量状况等研究，确定沙三中86-8层系为矿场试验区 试验区含油面积1.1Km2，地质储量112104t，累产油27.6104t，剩余可采储量9.36104t，采出程度24.8%。,32,注入流程,33,注入管柱,采用顶封管柱监测腐蚀速率目的层下界打水泥塞,34,集输流程,集输：单井、单罐、计量、集输放空：产出气放空井口：偏心井口和取样装置供电：保温、集输泵,35,注入方式：,设计与注入,N个段塞交替注入,后置段塞,前置段塞,泡沫,空气,空气泡沫：0.1PV 气液比：1.2：1,泡沫,空气,泡沫,空气,36,空压机可以满足现场试验要求：试验选用的空压机额定压力40MPa，注泡沫压力23.127.9MPa,1）注入井动态分析,37,压降、吸水指示曲线：对比注前、注后吸水指示曲线和压降曲线变化，表明注入空气泡沫后地层能量提高,38,胡12-152井注水压力由空气泡沫调驱前11.5 MPa上升到20.8 MPa，上升了9.3 MPa生产井连续进行产出气监测，直到该井组试验结束都未检测出氧气，其中1232井连续几天产出气氮气含量高达40%，说明空气未吐破或氧气被消耗掉了。生产井在试验一个月后开始见效，产油量由7.65t/d上升到18.6t/d，含水由96.6%下降到89%。,39,产出气组份变化：累注空气320104Nm3后，胡12-32井等3口井氧气组份浓度均在1%以内，其余油井为零，表明空气与原油发生氧化反应,2）采油井动态分析,40,产出水相Cl-离子：注空气泡沫后，油井产出水的离子浓度发生变化，Cl-离子浓度增大，表明波及体积有所增大,41,产液剖面：产液剖面得到了改善，表明高渗层得到了有效封堵胡12-32井：试验前86、87为95.28%、4.72%；试验后为75.42%、24.58%胡12-36井：试验前86、87为7.84%、92.16%；试验后为17.5%、82.5%,42,试验区阶段自然递减和产油曲线,试验区水驱特征曲线,3）试验效果,开发效果：截至2009年底，累计增油4400t，综合含水由96.2降至90.9%。可采储量增加4.44104t，预计采收率提高8%；阶段递减由26.04%下降至目前2.16%。,43,44,胡12-83井采油曲线,45,胡12-153井采油曲线,46,47,四、结论,空气泡沫驱能够提高高温、高盐、高含水非均质油藏的原油采收率预计在水驱基础上，提高8注空气泡沫安全可行，原油能够发生低温氧化反应生产井产出气中氧气含量低于3，有少量CO2空气驱和空气泡沫驱注入压力比较高、排量大，注入设备是施工成败的关键。目前国产空气压缩机可以满足部分油田注空气和空气泡沫驱油试验的需要初步形成了注入、集输流程；安全控制；监测配套工艺技术空气驱与空气泡沫驱技术适应范围较广既可用于低渗油藏,也可以用于高渗油藏既可用于二次采油，也可以用于三次采油,48,1、空气泡沫驱具有封堵调剖、提高驱油效率以及有效补充地层能量的作用，因此能够降低油井含水率、提高采收率。2、由于气源（空气）丰富、价格低廉，使得空气、空气/泡沫驱有望成为低/特低渗透油藏有效动用、高含水油藏进一步提高采收率的有效技术。3、需要加强注空气、空气泡沫驱油藏原油低温氧化特征与开发技术适应性研究：（1）油藏深度、温度；（2）原油性质（粘度、原油组分、溶解气等）；（3）含水率。4、不同类型油藏注空气、空气泡沫驱开发方式优化研究：空气驱、空气泡沫驱、泡沫段塞驱、气水交替（WAG）驱等。5、进一步加强注空气安全性论证研究。,