三叠系低渗透油藏空气泡沫驱发泡剂筛选研究

张 康，范 伟，李姝蔓，贾刘静，徐飞艳，王丽莉，杜朝锋

（1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安 710065；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710065）

空气泡沫驱是以泡沫作为调剖剂，空气作为驱油剂，既能显著提高波及效率，又可提高洗油效率的一种提高采收率技术，其在油藏治水驱油中具有较好的应用前景[1-2]。我国自20 世纪70 年代初就开始了泡沫驱的研究，研究主要集中在中东部的中、高渗油藏。而低渗透油藏由于渗透率低，储层比表面大，对发泡剂吸附损耗大，且大多数低渗透油藏裂缝发育，使得常规发泡剂适应性差[3]。长庆靖安油田三叠系长6 油藏渗透率低，平均渗透率为1.25 mD，地层水矿化度高，为8.05 g/L，且储层裂缝发育，常规的发泡体系适应性有限，急需开展发泡剂适应性研究。

针对上述问题，本文通过对市场应用较好的不同类型发泡剂进行对比实验，开展了与地层水配伍性、发泡率、排液半衰期、耐油性、抗吸附性、洗油效率等室内评价，考察了不同类型发泡剂对长庆三叠系长6 油藏的适应性，最终筛选出了与油藏适应性良好的发泡剂。

1 实验部分

1.1 实验药品及设备

1.1.1 实验材料 长庆油田三叠系长6 油藏地层水，水型CaCl2，矿化度8.05 g/L；注入水，水型Na2SO4，矿化度3 000 mg/L；长6 原油，密度0.75 g/L，油藏中粘度2.4 mPa·s；长6 油砂，80 目～100 目；石英砂，80 目～100目；1#发泡剂-聚氧乙烯醚类非离子型发泡剂；2#发泡剂-甜菜碱类两性发泡剂；3#发泡剂-聚氧乙烯醚硫酸盐类发泡剂；4#-季铵盐类阳离子发泡剂；5#-脂肪酸磺酸盐类阴离子发泡剂。

1.1.2 仪器 吴茵搅拌器-7012S，美国WARING 公司；洗油瓶-SW7001，中石油勘探开发研究院；恒温振荡水浴，江苏金坛市荣华仪器制造有限公司；立式搅拌器-Eurostar 20 High speed digital，欧洲之星；磁力搅拌器-HJ6A，江苏金坛市荣华仪器制造有限公司；万分之一电子天平-ML204，梅特勒-托利多国际股份有限公司；全自动闭口闪点的测定仪-ZFBS200，北京时代新维测控设备有限公司；DHQ-1 型提高采收率试验装置，长庆油田勘探开发研究院。

1.2 实验方法

1.2.1 发泡剂与地层水配伍性评价方法 长庆三叠系长6 油藏地层水配制0.4%发泡剂溶液，在50 ℃下放置24 h 后，通过观察溶液配伍性。

1.2.2 发泡剂发泡率、排液半衰期评价方法 采用三叠系长6 油藏注入水配制浓度为0.4 %的发泡剂溶液200 g 用吴茵（WARING）搅拌器（转速约7 000 n/min）搅拌1 min，立即倒入2 000 mL 的量筒中，开始计时，记录停止搅拌时泡沫的体积（V 被称为泡沫发泡体积）以及从泡沫中分离出100 mL 液体所需要的时间（t），t被称为泡沫排液半衰期，简称半衰期。

表1 发泡剂与三叠系长6 油藏配伍性评价

发泡率（ф=［V/200］×100 %）表示发泡能力，用t表示泡沫的稳定性。ф 越大，表明发泡剂的发泡能力越强，t 越大，表明泡沫的稳定性越好。

1.2.3 发泡剂抗吸附性评价方法 发泡剂抗吸附性测定方法遵照Q/SY1583-2013，吸附后按照1.3.3 测试发泡剂发泡率和排液半衰期。

1.2.4 发泡剂耐油性评价方法 配制发泡剂浓度0.4%、原油浓度10%的发泡剂溶液200 g。按1.3.3 方法测定泡沫液发泡率和排液半衰期。

1.2.5 发泡剂洗油效率评价方法 发泡剂洗油效率测定方法遵照Q/SY1583-2013。

2 结果与讨论

2.1 配伍性评价

不同类型发泡剂与三叠系长6 油藏配伍性评价结果（见表1），结果显示，1#～5#发泡剂在地层水中溶解性良好，油藏温度下放置30 d 溶液均匀透明，无沉淀，说明1#～5#发泡剂与研究区地层水配伍性好。

2.2 发泡剂起泡稳泡性能评价

发泡剂起泡稳泡性能评价结果（见表2）。在地层温度50 ℃下，1#～5#发泡剂发泡率均大于465 %，排液半衰期大于210 s，对于长6 油藏环境具有较好的发泡和稳泡能力。

表2 发泡剂发泡率、排液半衰期评价

2.3 抗吸附性评价

发泡剂在油藏中的吸附损失直接影响驱油效率，因此岩石对发泡剂的吸附是筛选发泡剂的一个重要技术指标。

评价结果（见表3），可以看出，1#～5#发泡剂溶液经过石英砂（80 目～100 目）吸附后，发泡体积、排液半衰期变化较小，1#～5#发泡剂抗吸附能力强。

表3 发泡剂抗吸附性评价

2.4 原油对发泡剂的影响

为了避免、减缓发泡剂在驱油过程中遇油不起泡、消泡的现象，要求其具有一定的抗油性、稳定性，通过在含油条件下对发泡剂进行发泡率、排液半衰期评价，选择耐油性强、发泡性能优秀的发泡剂。

实验结果（见表4），可以看出，1#～4#发泡剂在遇油后发泡能力有一定的减弱，但是幅度较小，排液半衰期在遇油后都有了明显的增加，这是由于发泡剂溶液与原油形成了一定的乳状液，使得泡沫的稳定性增强所致[4-5]。而5#发泡剂在遇油后不起泡，说明其耐油性差，不适合作为长6 油藏泡沫驱用发泡剂。

表4 发泡剂耐油性评价

2.5 洗油能力评价

对1#～4#发泡剂进行了洗油效率评价，实验结果（见表5），可以看出，1#～3#发泡剂洗油效率较好，洗油效率大于48 %，而4#发泡剂洗油效率不理想，不适合作为长6 油藏泡沫驱用发泡剂。

表5 发泡剂洗油效率评价

3 物理模拟试验评价

对前面筛选出的1#～3#发泡剂进行岩心驱替实验，考察其提高采收率能力。岩心为长6 油藏天然岩心，长度15 cm，空气泡沫气液比1∶1，注入速度0.1 mL/min。

表6 发泡剂提高采收率能力评价

实验结果（见表6），可以看出，1#～3#发泡剂形成的泡沫，均能在一定程度上提高长6 原油采收率，其中3#发泡剂形成的泡沫体系提高采收率幅度最大，为19.4%。因此，最终选择聚氧乙烯醚硫酸盐类发泡剂-3#发泡剂作为靖安油田长6 油藏空气泡沫驱用发泡剂。

4 结论

（1）聚氧乙烯醚硫酸盐类发泡剂－3#发泡剂具有良好的发泡能力及半衰期，且耐吸附性能好，耐油能力强，洗油效率高，能满足三叠系长6 油藏空气泡沫驱发泡剂性能要求。

（2）物理模拟结果显示，与单独的水驱相比，聚氧乙烯醚硫酸盐类发泡剂-3#发泡剂能提高三叠系长6油藏驱油效率19.4 %，具有较高的提高采收率潜力。

［1］ 黄建东，孙守港，陈宗义，等.油田注空气提高采收率技术［J］.油气地质与采收率，2001，8（3）：79-81.

［2］ Greaves M，Ren S R，Xia T X.New airinject ion t echnolog y f or IOR operations inlig ht and heavy oil reserv oirs［R］.SPE57295，1999.

［3］ 任邵然，于洪敏，左景栾，等.中原油田空气泡沫驱提高采收率技术［J］.石油学报，2009，30（3）：413－416.

［4］ 王杰祥，张琪，李爱山，等.注空气室内试验研究［J］.石油大学学报（自然科学版），2003，27（4）：73－75.

［5］ Pascual M，Crost a D，L acent re P.et al.Airinject ion into a mat ur e wat erfl ooded light oilreservoir:L aborat ory and simulat ion result sfo r Barr ancas F ield，Argentina［R］.SPE94092，2005.