浅析氮气泡沫驱技术在油田地区的应用

常城（吉林油田勘探开发研究院，吉林 松原 138000）

浅析氮气泡沫驱技术在油田地区的应用

常城（吉林油田勘探开发研究院，吉林 松原 138000）

随着社会经济的迅猛发展，我国油田开采产业也在不断革新采油方法，提高油田的采收率，并提高油田产业的经济效益。基于此，本文介绍了氮气泡沫驱技术的采油原理，并分别从注水压力、注入剖面、见效范围和采收效果等方面，分析了氮气泡沫驱技术在油田地区的应用效果，提高对原油的采收效果。

氮气泡沫驱技术；注水压力；注入剖面

20世纪70年代，我国逐渐利用氮气泡沫驱技术实现对原油的三次开采。氮气泡沫驱技术能够改善原油的流度比，降低气相渗透率，同时扩大驱油范围，在我国原油开采过程中，有效提高了原油产量，经济效益显著。由于氮气泡沫驱具有遇油消泡，遇水稳定的特性，几乎所有的轻质油藏都适于使用这种技术，氮气泡沫驱技术因此得到了广泛应用。

1 氮气泡沫驱技术的原理

众所周知，氮气拥有良好的膨胀性和可压缩性，而且，它可以应用在能量释放过程中，用来实现解堵、驱替和助排的目标，同时氮气能够进入到低渗透层，从而对原油进行抽提。因此，可以利用原油的这一特征，使用氮气泡沫驱技术让地层压力保持平衡，同时改善原油的流度比，使其弹性能量增加，通过调整氮气泡沫剂的注入剖面，扩大氮气泡沫驱技术的波及范围。在高压环境下，部分氮气可以溶解在原油中，致使原油膨胀，使原油的黏度降低，与此同时，由于气体具有上浮作用，顶部油层的动用程度被大大提高。此外，氮气具有良好的可压缩性，所以它可以进入到小孔隙中，挤出孔隙内的原油和水分，不仅使波及的范围得到了扩大，而且也改变了相渗特征，从而使油相渗透率得以提高。

泡沫剂遇油会迅速溶解在油中，不会产生泡沫，同时，在这个过程中也不会出现将孔隙和喉道堵住的情况，更不会对油相渗透率造成影响。泡沫剂在遇到水时，会产生大量泡沫，使黏度增加，进而影响到水相渗透率，改变了流度比大小，使波及系数迅速上升。起泡剂可以使油水界面的压力大幅减小，可以使用这种活性极强的活性剂改变岩石表面的湿润度，将孔隙中剩余的原油全部开采出来，大大提高油田厂的洗油效率。除此之外，可以利用泡沫遇水起泡的特点，应用氮气泡沫驱动技术达到对地层的调剖目的，泡沫剂在这个过程中，会将高含水层与高渗透带进行封堵，使原油和水在重力的作用下分离，以此来提高驱油效率[1]。

2 氮气泡沫驱技术在油田地区的应用效果

2.1 氮气气泡驱技术的实验区概况

用来做氮气泡沫驱技术应用效果实验的油田，它的含油面积为2.2km2，平均油层厚度、孔隙度和渗透率分别为15.7m，11.62%和3.12×10-3um2，该实验油田的油层温度为54.4℃，地表原油粘度为4.97mPa·s，且该油田平均每口井的日产油量为3.6t，在使用氮气泡沫驱技术对该油田进行三次开采时，向矿井内注入空气总量为39667，注入的发泡液共45807m3.

2.2 氮气泡沫驱技术有效提高注水压力

在实验中，技术人员通过对比分析，发现使用氮气泡沫驱技术可以有效提高注入压力，远远超过了以往的注水、注气法对原油的开采率。其中，以往的注水压力比泡沫注入压力低4.4～8.7MPa，比氮气注入压力低6.7～8.9MPa，注入压力的效果得到了明显的提升，在有效封堵高渗层段的同时，又使低渗层段得到动用，使注入波得到明显提高。

2.3 氮气泡沫驱技术有效改善注入剖面

通过对注入井实验前后的注入剖面分析，可以得知使用氮气泡沫驱技术后，明显改善了注入井的吸入状态，与实验前的水驱动用程度相比，提高了安静金6.53%，有效改善了注入前，矿井内高渗层段呈现尖峰状以及指状的吸水情况，明显减弱了高渗段层的吸水量，泡沫驱技术在这个过程中，不仅改善了注入剖面，而且还达到了驱油的效果。

2.4 氮气泡沫驱技术扩大了油井的见效范围

随着实验时间的不断增长、以及对泡沫剂及氮气注入量的增加，实验油田的见效范围逐渐扩大，逐渐由主向油井延伸到侧向油井，用来实验的20口油井中，近一半的油井显示出了不同的见效程度，使原油每日增产6.3t，并实现了将含水量下降2.0%的目标，控水效果和增油效果明显。在这次试验中，实验前主向油井的含水量为84.3%，截止到实验结束，油井的含水量下降了28.1%，变为了56.2%，且实验前单口油井的日产量为0.6t，实验结束时，单口油井的日产量高达1.6t，降水稳油效果十分明显。侧向油井在试验结束后，单口径的日产量由原来的4.7t增加到6.8t，含水量在实验中并未发生明显变化，改善了油井的渗流场，有利于低渗层段的原油开采[2]。

2.5 氮气泡沫驱技术提高了原油的采收效果

在使用氮气泡沫驱技术后，实验区的油井整体表现出了“三控两效”的特点，注水压力、水驱动用程度、日产油产量以及含水量方面都发生了不同程度的变化，与实验前相比，实验后的注水压力明显变大，油井的日产量迅速增多，水驱动用程度不断增加，同时也降低了含水率，真正意义上实现了控水稳油的目的。根据该实验数据，结合数值模拟预测技术，可预计该实验区内的油田十年后可累计增产原油6.358万吨，同时，对原油的采收率将提高4.2%左右，有利于促进原油产业的发展。

3 结语

综上所述，氮气泡沫驱技术有明显的控水稳油作用，可以延长气体突破时间，具有稳定性的特点，能够显著提高油田的开采效果。该技术有利于提高低渗透油藏中水驱动用程度以及控水稳油的效果，能够有效提高原油的开采率。因此，在油田开采过程中，应充分利用氮气泡沫驱驱动技术，并在此基础上，不断创新氮气泡沫驱技术，为油田产业更好更快发展，打下坚实基础。

[1]张宇,赵永亮.黄沙坨油田氮气泡沫驱提高采收率技术研究与应用[J].新疆石油天然气,2016,03:58-62+4.

[2]孙艳阁.表面活性剂多元复配低张力泡沫驱油体系的分子设计及应用性能研究[D].山东大学,2016.