泡沫堵水技术在稠油开采中的应用研究

李心意 贾永峰 李安（中海油田服务股份有限公司油田生产事业部 天津市 300452）

针对稠油开采过程中，边底水渗透的问题，可以引入泡沫堵水技术，因为泡沫这种物质的粘稠度较高、柔软度好、弹性能力强、堵大不堵小，能够堵水但是却能保持油分，在堵水、驱油等方面都体现出良好的功能与功效，经过实践研究证明泡沫堵水技术在稠油开采过程中发挥了非常关键而重要的作用，体现出非常好的应用效果。

一、泡沫堵水技术机理研究

泡沫堵水机理通常非常适应多层合采所导致的小层产液不匀称的油田，也可以用在那些底水推进较强、容易渗水的油田。

1.在中国渤海海湾的一些油田项目，因为所开采出的未经加工的原油粘稠度较高、层状储存、油藏不均匀等都导致了水驱开发矛盾问题不断出现，所开采的油田水分较多，开采浓度较低，影响了开采效果。为了提高采油纯度与浓度，可以引入泡沫堵水技术，从而解除层间原油分布不均的困惑。

泡沫的主要作用为：泡沫作为一类选择性堵水剂，用水来充当分散介质，将水注入到某一地层之后，在水体含量较高达到饱和状态的地层，泡沫就能够发挥有效的封堵功能，因为泡沫有着“逢油消饱、逢水稳定”的特性，也就是说泡沫可以在含水量较大的地层中较为平稳、安全地生存，相反，在含油饱和度较高的地层内，泡沫的稳定性则不明显，无法发挥封堵的作用，正是由于以上的作用和效果，才使得油井能够获得良好的封堵效果。

2.南海一些油田开发项目，具有较高的水体渗透特征，特别是边底水量较大，水量充足，这些特点都容易造成边底水推进过多，导致油井出现过多的水体，产油量也随之下降。

为了能够开采出更多的石油，能够获得更好的采油效果，可以引入泡沫堵水方法，具体的工作原理体现：在底水推进的油井中，可以以高压的方式注入泡沫，提高近井地区的压力，从而使水锥压控制到某一方位，从而在井筒四周的高含水地区打造出一大块泡沫密集区，从而发挥良好的堵水增油的功效。

二、泡沫堵水的实验研究

1.泡沫油敏性实验研究

泡沫属于选择性较高的堵水剂，泡沫在水体、油体的择取中有着完全不同的效果，泡沫油敏性实验着重针对泡沫对原油的敏感性展开探究，也就是泡沫对原油的吸附度。

试验根据WaringBlender方法，在正常的温度下，将渗水较多的原油添加到浓度为1.0%的2号起泡剂溶液中，观察起泡剂溶液的静态特征。经过试验研究表明：原油对泡沫的起泡体积、半衰期、排液半衰期等都有非常明显的影响，在原油的作用下，泡沫的起泡体积显著减小，排液速度明显提高，泡沫相对不稳定，可以说油的浓度也稠密，对泡沫的这种影响力越大。出现这种现象的原因：水体的张力要远大于油水界面张力，一旦油界面、水界面能够同步存在时，界面就依照自动减小规律发生改变，从而使得更多的起泡剂从水面上升至油水界面，这样就造成了最初泡沫丧失表面活性剂的保护，导致被破坏现象的发生。

经过这一实验可以看出：泡沫对油有着非常敏感的作用，甚至出现了遇油消泡的功能，这样都导致了泡沫能够发挥堵水保油的功能。

2.泡沫堵水能力实验研究

泡沫的堵水能力是通过评判泡沫的堵水效率进行的，正常温度下，选择25mmx600mm的、渗透率为2.2平方微米的人造填砂模型，选择2号起泡剂调配出1.0%的起泡剂溶液。确保气体与液体的比例在2比1，将其内部添加0.5PV的泡沫，将泡沫两侧的度堵水率计算出来。

经过对实验数据的分析与对比能够得出：泡沫体现出非常强的堵水功效，当添加了0.5PV的泡沫后，驱替压差则升至45.9倍，堵水率上升至97.8%，在此基础上再蓄水，驱替压差则开始慢慢下降，当所添加的水位2.0PV时，驱替压差则上升到原来的三倍之多。从中能够总结出:当确保泡沫有很足的注水量时，泡沫则会发挥对水体的封堵功效。

经过上面的实验研究能够看出：由于渗透率不同、泡沫的选择性也不同，泡沫更加倾向于渗透阻力相对有限的高渗底层，从而在低渗透层的封堵能力下降，这就是泡沫良好的功能和作用，能够发挥保油控水的作用。

三、泡沫堵水技术支持于海上石油开采的实例

例子一：

渤海油田的石油多为河流储层，结构相对平缓，原油浓度较高，但是由于边底水大量深入，影响了石油的浓度，甚至出现石油遭水淹没等问题。

到2009年底，部分地区的石油含水量已经达到85%之多，采出程度在5%以下，呈现出显著的底水锥进问题，而且以后所开采的稠油含水量不断增多，为了解决这一问题，该油田引入了氮气泡沫堵水技术，向油体中添加泡沫，具体的体积数达到4000立方米，处理半径达到30米，经过泡沫注入施工改造后，油井的含水量显著减少，水量降低了15%，产液量也降低到100立方米/天，每一天都有新采油量上升，这一上升体积达到8立方米。由此显示出了良好的堵水保油效果，而且生产参数相对稳定，产生了很好的堵水效果，这种堵水有效性保持在一年之久。

例子二：

一个海上油田的储油构造为多层状藏油，油体浓度较高，多为稠油，地层出现很多砂体，甚至导致了日后的停产，为了解决这一问题，采取了泡沫冲砂洗井施工，收到了非常好的效果。经过为其一个月的改造施工，油井含水量与未改造前相比含水量明显下降，下降了30%以上，而且这种堵水控水的效果保持了10个月之久，产生了良好的控水效果。从中可以看出，泡沫在油田堵水中能够发挥非常有效的功能和作用。

总结：

泡沫堵水技术作为一项有效的油田开采堵水技术，能够发挥良好的控水、堵水功效，能够降低所开采石油中水分含量，提高石油浓度，维护原油的高纯度。

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