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低张力氮气泡沫体系的研制试验油井组方案设计及结果分析

来源:油气地质与采收率 浏览 73 次 发布时间:2025-03-19

3单井试验方案设计


根据试验目的和室内实验结果,单井试验用泡沫剂为质量分数为0.5%的磺基甜菜碱泡沫剂,其与目的层的油水界面张力为5.6×10-3mN/m,注入气体为纯度为99.5%的氮气;注入时间为30 d,保持ST2-0-206井的注入量不变,泡沫剂溶液累积注入量为2 087 m3,氮气注入量为223 000 Sm3。采用3种注入方式分3个阶段进行注入:第1阶段为气液交替注入,时间为14 d,该阶段分3个周期注入,第1周期为6 d,前4 d注泡沫剂溶液,后2 d注氮气,后2个周期均为4 d,前2 d注泡沫剂溶液,后2 d注氮气;第2阶段为气液井口混合注入,时间为8 d,为确定最佳气液比,前4 d气液比为0.5∶1,后4 d气液比为0.75∶1;第3阶段为气液井底混合注入,时间为8 d,前4 d气液比为0.75∶1,后4 d气液比为1∶1,试验结束后转入水驱。


4单井试验结果分析


4.1注入压力变化


在气液交替注入阶段,注入压力波动较大。当注入泡沫剂溶液时,注入压力在12 MPa左右。第1周期第1 d注气时,压力上升至18.9 MPa,第2 d即恢复至12 MPa;第2周期结束时注入压力仍为13.1 MPa,上升幅度不大,表明在气液交替阶段的前2个周期,在地层中没有形成稳定的氮气泡沫;随着第3周期氮气的注入,注入压力稳步上升,到气液交替注入阶段末期,注入压力上升至17 MPa(图2),表明低张力氮气泡沫体系此时在地层中形成了氮气泡沫,导致地层渗流阻力增大。

图2注入井ST2-0-206泡沫驱注入压力变化


在气液井口混合注入阶段,当气液比为0.5∶1时,注入压力由气液交替注入阶段末期的17 MPa上升到18.5 MPa;当气液比升至0.75∶1时,注入压力逐渐升至20.3 MPa。


在气液井底混合注入阶段,当气液比为0.75∶1时,1 d后注入压力由气液井口混合注入阶段末期的20.3 MPa上升到22.9 MPa;当气液比升至1∶1,注入压力进一步升至25 MPa。


分析可知,注入压力越高,表明低张力氮气泡沫体系的渗流阻力越大,封堵能力越强。注入压力变化结果表明,低张力氮气泡沫体系在高温高盐油藏条件下形成了稳定的泡沫,其调整油藏非均质能力强。气液交替注入方式时的注入压力为17 MPa,而当气液比为1∶1时,气液混合注入方式时的注入压力上升到25 MPa,说明气液混合注入的调驱效果明显好于气液交替注入,且随着气液比的升高,注入压力上升,表明低张力氮气泡沫体系的调驱能力更强。


4.2吸水剖面变化


在注入井生产制度保持不变的条件下,对比注入井ST2-0-206泡沫驱试验前后的吸水剖面(图3)发现,吸水厚度由试验前的5.1 m增至7.2 m,而且层内吸水剖面得到较大改善。结果表明,低张力氮气泡沫体系在地层内形成了稳定的泡沫,且泡沫调驱能力较强,从而扩大了水驱波及体积。

图3注入井ST2-0-206泡沫驱试验前后吸水剖面


4.3压降曲线变化


由注入井ST2-0-206泡沫驱试验前后的压降曲线可见:试验前,关井后井口压力迅速下降,60 min后压力由初期的11 MPa降为0,说明该井储层高渗透条带发育;注入氮气泡沫体系后,压力下降程度变缓,75 min后压力由关井初期的12.5 MPa降为8 MPa(图4),也说明该氮气泡沫体系在地层中形成了稳定的泡沫,对高渗透条带起到了有效封堵。

图4注入井ST2-0-206泡沫驱试验前后压降曲线


4.4指示曲线变化


由注入井ST2-0-206泡沫驱试验前后的指示曲线可见,ST2-0-206井的启动压力由试验前的9.1 MPa升至试验后的9.5 MPa(图5),说明低张力氮气泡沫体系在油藏条件下形成了稳定的泡沫,对高渗透条带起到了有效的封堵作用。

图5注入井ST2-0-206泡沫驱试验前后指示曲线


4.5受效油井动态变化


于2011年8月30日对ST2-0-206井进行泡沫驱单井试验,9月29日结束,共30 d,累积注入泡沫剂溶液2 087 m3,3口受效油井平均综合含水率由试验前的98.5%降至试验结束后的97.8%,平均单井产液量保持稳定,产油量由6.3 t/d上升到9.2 t/d,动液面由691 m上升到670 m。连续60 d监测ST2-2-206井500 m内16口油井的产出液,所有油井产出液中均未检测到泡沫剂,产出气中氮气含量也未见明显增加。


5结论


室内性能评价结果表明:研制的低张力氮气泡沫体系具有较强的耐温抗盐能力、良好的泡沫性能和超低界面张力。


高温高盐油藏单井试验结果表明,研制的低张力氮气泡沫体系耐温抗盐能力强,在油藏条件下能够形成稳定的泡沫,起到了较好的封堵效果。


当泡沫剂和氮气混合注入时的渗流阻力较大,封堵效果好,且气液比越高,注入压力和渗流阻力均越大,因此试验条件下最佳气液比为1∶1。同时气液混合注入时注入压力相对稳定,对油管和套管影响小,因此易于现场实施。