空气泡沫驱技术的研究现状及展望

2015-03-23于娣天津市大港油田采油工艺研究院三次采油室天津300280

化工管理 2015年19期

于娣(天津市大港油田采油工艺研究院三次采油室, 天津 300280)

现在，由于多数水驱油田已经过了开采的高峰期，油藏本身所具有的非均质性，再加之油田储量的下降，使得水驱开采具有含水率高、采出率低等特点。这是对油藏资源的巨大浪费，而且我国现在经济发展正是需要大量的油藏。因此我们有必要研究新的驱油方法，空气泡沫驱油技术将空气驱油和泡沫驱油双重有机结合起来，具有调剖和驱油的双重功能。空气泡沫驱技术由于空气具有来源广、成本低廉的显著特点，因而具有广泛的应用前景。

1 空气泡沫驱技术的国内外研究现状

Fried作为世界上第一位研究泡沫驱油技术的人，在1956年开始了他关于泡沫驱油的研究。美国伊利诺伊州希金斯油田于1976年对泡沫驱油的实验，取得了良好的增油成果。之后我国开始引入这一技术，并进行了相应的改进。1977～1978年，我国的胜利油田对泡沫驱油技术进行了重要的现场试验，我们所采用的就是空气泡沫驱油技术，这是世界上第一次采用空气泡沫驱油技术进行油藏开采的现场实验。截至2009年，因为采用空气泡沫驱油技术，中原油田已经实现了较大幅度的增油目标，阶段油藏采收率提高4个百分点，这为空气泡沫驱油技术的在国内的推广，提供了最真实有效的实践支持。

2 空气泡沫驱技术的机理

空气泡沫在孔隙介质中的形成、运移和破灭，这是空气泡沫驱油技术机理研究的主要内容。

(1)空气泡沫在孔隙介质中的形成空气泡沫在孔隙介质中的形成理论主要有液膜滞后、气体截断和液膜分段。液膜滞后理论是气体以低速沿不同的方向进入孔隙介质之后，挤压孔隙中的液体，使之发生运移而形成液膜。气体截断理论是气体以高速通过孔隙介质的咽喉处，气体前端在咽喉处形成液环，这个液环会截断气体，便形成分离泡沫。液膜分段理论是泡沫形状改变或者泡沫再形成机理，主要受孔隙介质中已有的液膜滞后和气体截断形成的泡沫影响。

(2)空气泡沫在孔隙介质中的运移空气泡沫在多孔介质中的运移可以分为泡沫的合并与分裂。其主要受到毛细管吸入和气体扩张的影响。

(3)空气泡沫在孔隙介质中的破灭空气泡沫在多孔介质中的破灭主要受气体扩散和油滴作用的影响。一般分为有油破灭和无油破灭，有油破灭是指油滴与两个或者两个以上的气泡的液膜产生相互作用时，油滴被逐渐的膜铺到气泡的液膜上，气泡破裂时，油滴就会重新分散。无油破灭是指在没有油滴的参与下，气泡在扩散运移过程中而产生破灭。

3 空气泡沫驱油效果的影响因素

(1)空气泡沫的注入压力通过大量的研究实现数据分析发现，空气泡沫注入压力对空气泡沫驱油效果具有明显的影响。随着空气泡沫的注入压力增大，油藏的采收率具有明显的提高，但是当空气泡沫的注入压力超过某一值之后，随着空气泡沫注入压力的增大，油藏的采收率增速减缓，甚至出现油藏采收率下降的趋势。

(2)空气泡沫的气液比研究发现空气泡沫气液的比值较低的时候，由于存在着大量的液体，使得油藏的开采需要更大的提升动力，空气泡沫注入压力需要更大，而且由于液体的液膜对油藏的运移通道形成堵塞，因而降低了油藏的采收率。但是当空气泡沫的气液比值较大时，由于存在的大量的气体，虽然可以降低空气泡沫的注入压力，也可以降低液体对油藏的运移通道的堵塞，但是由于大量的气体注入，而且是采用高压注入，这使得油藏难以从多空介质中运移出来，反而影响了泡沫在介质中的运移，更不利于提高油藏的采收率。

(3)发泡剂、空气、泡沫第材料的注入顺序发泡剂要对泡沫进行发泡作用，使得其产生大量的泡沫。空气的注入要推动泡沫和油藏在多孔介质中运移，因此按何种顺序对泡沫、空气、发泡剂进行注入就显得尤为重要，这也直接影响到油藏的采收率的提高。