渗透率级差对渤海非均质储层空气泡沫驱油效果影响

武文玉

中海油常州涂料化工研究院有限公司天津海洋工业防护技术分公司，天津 300452

伴随着渤海油田的不断开采，海上油田已逐渐进入高含水期，同时由于油藏非均质性的影响，导致油藏采收率降低，含水率增加[1]。因此，需采用合理有效地调驱措施，改善油藏非均质性。空气泡沫驱具有成本低廉、注入工艺简单等，在渤海油田具有较大的应用潜力[2]。通过室内研究发现，空气泡沫驱替过程中油藏渗透率级差对此项技术采收率影响较大[3]。但是，目前国内在油藏渗透率级差对空气泡沫驱采收率影响方面的研究较少。笔者考察渗透率级差对渤海非均质储层空气泡沫驱油效果影响，筛选出适宜的渗透率级差注入层，为后期的空气泡沫驱现场施工提供理论依据，对渤海非均质储层空气泡沫驱的现场施工具有一定的指导意义[4]。

1　实验

1.1　仪器及原料

岩心驱替系统，海安县石油科研仪器有限公司；填砂管模型,φ38 mm×3 000 mm，海安发达石油科研有限公司。

空气泡沫体系PM-2主要组成为：0.3%(质量分数，下同)QP-8+0.2%QP-9+800 mg/L WP-2(稳泡剂)；QP-8、QP-9，均为阴离子表面活性剂，天津市雄冠科技发展有限公司；稳泡剂WP-2，阴离子表面活性剂，法国爱森絮凝剂有限公司；实验用水，渤海非均质储层注入水，矿化度为6 556 mg/L；实验用原油，渤海非均质储层脱水原油，原油黏度(135 ℃)6 mPa·s。

1.2　实验方法

采用双管并联方式进行岩心驱替实验[5]。通过采用高低渗透率的岩心并联模拟不同含油储层，考察不同渗透率级差对储层空气泡沫驱采油效果的影响，采用前期室内筛选的空气泡沫驱体系PM-2，主要组成为：0.3% QP-8+0.2%QP-9+800 mg/L WP-2；在驱替流程中注入该体系0.3 PV[6]。实验步骤如下[7]：分别测定岩心渗透率、孔隙体积，岩心饱和水，饱和油，测定含油饱和度；连接实验流程，测定其密封性；水驱1.2 PV，转注泡沫驱0.3 PV，后续水驱至含水率98%，结束实验；记录岩心出口产液量、产油量及压差。

2　结果与讨论

2.1　渗透率级差为2.6时对空气泡沫驱油效果影响

在此渗透率级差条件下，岩心采收率和含水率随注入量变化曲线见图1。注入空气泡沫体系后高渗层采收率提高16.20%，低渗层采收率提高21.30%，综合采收率提高18.75%。高渗层含水率降低18.12%，低渗层含水率降低18.04%，综合含水率降低18.08%。

在此渗透率级差条件下，岩心分流率随注入量变化曲线见图2。注水阶段，由于高低渗层之间存在差异，高渗层产液量高，导致高渗层形成窜流通道，低渗层分流率偏低。注入空气泡沫体系后，抑制了高渗层流体窜流，注入量为0.15 PV时，高低渗层流体分流率发生交叉，低渗层分流率增加。这说明空气泡沫体系注入岩心后，对高渗层具有较强封堵作用；而在低渗层无法形成稳定的泡沫，促使后续水驱流体进入低渗层，对低渗层进行有效地开发[8]。

图1　渗透率级差为2.6时空气泡沫驱油采收率及含水率随注入量的变化曲线

图2　渗透率级差为2.6时空气泡沫驱油分流率随注入量的变化曲线

2.2　渗透率级差为6.6时对空气泡沫驱油效果的影响

渗透率级差为6.6时，岩心采收率和含水率随注入量变化曲线见图3。注入泡沫体系后，高渗层采收率提高16.84%，低渗层采收率提高26.18%，综合采收率提高21.52%；与渗透率级差2.6相比，综合采收率提高2.81%。高渗层含水率降低31.28%，低渗层含水率降低23.66%，综合含水率降低27.47%。

图3　渗透率级差为6.6时空气泡沫驱油采收率及含水率随注入量的变化曲线

渗透率级差为6.6时，岩心分流率随注入量变化曲线见图4。在注水阶段，高低渗层分流率与2.1中规律一致。空气泡沫体系注入0.20 PV后，高低渗层流体分流率发生交叉，低渗层分流率提高。与渗透率级差为2.6时相比，低渗岩心分流率高于高渗岩心持续时间较长[9]。

图4　渗透率级差为6.6时空气泡沫驱油分流率随注入量的变化曲线

2.3　渗透率级差为8.7时对空气泡沫驱油效果的影响

渗透率级差为8.7时，岩心采收率和含水率随注入量变化曲线见图5。注入泡沫体系后高渗层采收率提高19.32%，低渗层采收率提高24.23%，综合采收率提高21.78%。与渗透率级差6.6相比，综合采收率提高0.22%。高渗层含水率降低30.04%，低渗层含水率降低33.18%，综合含水率降低31.61%。

图5　渗透率级差为8.7时空气泡沫驱油采收率及含水率随注入量的变化曲线

在此渗透率级差条件下，岩心分流率随注入量变化曲线见图6。注水阶段，高低渗层分流率趋势与2.1一致。泡沫体系注入0.20 PV后，高低渗层流体分流率发生交叉，提高了低渗层分流率[10]。与2.2中相比，该级差下，低渗岩心分流量高于高渗岩心持续时间更长。

图6　渗透率级差为8.7时空气泡沫驱油分流率随注入量的变化曲线

2.4　渗透率级差为10.5时对空气泡沫驱油效果影响

渗透率级差为10.5时，岩心采收率和含水率随注入量变化曲线见图7。注入泡沫体系后高渗层采收率提高10.98%，低渗层采收率提高10.02%，综合采收率提高10.50%。高渗层含水率下降19.01%，低渗层含水率下降8.87%,综合含水率下降13.94%。与渗透率级差8.7相比，综合采收率下降了11.28%。通过对比分析可知，由于此岩心渗透率级差较大，空气泡沫体系在高渗层无法产生良好的封堵效果，导致最终采收率降低。虽再注入空气泡沫体系后，低渗岩心采收率有所提升，但效果不佳。

在此渗透率级差条件下，岩心分流率随注入量变化曲线见图8。注水阶段，高低渗层分流率趋势与2.1一致。空气泡沫体系注入后，高低渗层流体分流率没发生交叉，说明储层非均质性矛盾突出，泡沫体系对高渗层不能达到完全封堵。

图7　渗透率级差为10.5时空气泡沫驱油采收率及含水率随注入量的变化曲线

3　结论

通过考察渗透率级差对渤海非均质储层空气泡沫驱油效果的影响可知，在泡沫驱替过程中油藏渗透率级差对驱油效果具有较大的影响，渗透率级差低于8.7时，空气泡沫驱过程中对渤海非均质储层空气泡沫驱油效果具有较好的促进作用和较强的封堵调驱效果。当渗透率级差高于8.7时，泡沫体系对高渗层的封堵调驱效果降低。

[1] 刘道杰,田中敬,孙彦春,等.渗透率级差对底水油藏剩余油分布规律影响[J].特种油气藏,2013,20(3):82-85.

[2]郝宏达,侯吉瑞,赵凤兰,等.低渗透非均质油藏二氧化碳非混相驱窜逸控制实验[J].油气地质与采收率,2016,23(3):95-100.

[3]汤瑞佳,王贺谊,余华贵,等.水气交替注入对CO2驱油效果的影响[J].断块油气田,2016,23(3):358-362.

[4]何金钢,宋考平,袁琳,等.岩心渗透率级差对泡沫分流量的影响[J].大庆石油地质与开发,2015,34(5):117-122.

[5]孙铁南,吴忠正.渗透率级差对弱凝胶体系性能影响实验研究[J] 石油化工应用,2015,34(5):101-104.

[6]薛江龙,周志军,赵立斌,等.H区块渗透率级差界限及水平井部署参数研究[J].石油地质与工程,2015,29(3):113-115.

[7]李明军,马勇新,杨志兴.纵向渗透率级差对水驱油特征的影响实验研究[J].钻采工艺,2014,37(5):47-49.

[8]黄月银,雷霄,张乔良,等.提高采收率开发层系组合的渗透率级差界限研究[J].钻采工艺,2014,37(5):50-52.

[9]李明军,马勇新,杨志兴,等.纵向渗透率级差对注水井吸水特征的影响[J].断块油气田,2013,20(2):210-212.

[10]李爱芬,唐健健,陈凯,等.泡沫在不同渗透率级差填砂管中的调驱特性研究[J].岩性油气藏,2013,25(4):119-122.